機蓋內外板材料利用率提升方案

周理德 王健 江克洪 孟宇軒

寧波吉利汽車研究開發有限公司 浙江省寧波市 315336

1 引言

在汽車制造行業，提高材料利用率是企業降本增效最行之有效的辦法，也是最容易看到明顯效益的辦法。材料利用率的分析，一般是將本期的實際利用率與計劃、上期或同類型企業的材料利用率相比較。通過比較，找出差距，尋找原因，制定措施，加以改進。

圖1 矩形料片

圖2 梯形料片

圖3 弧形料片

2 材料利用率的表示方法

沖壓件的材料利用率，主要用如下公式表示：材料利用率=（單位產品中所包含的材料凈重量/單位產品耗用材料重量）×100%。上列材料利用率的數值越大，表明材料的有效利用程度越高。材料利用率越高，意味著用同樣數量的材料，可以生產更多的產品，單位材料成本越低。如果能達到100%，就表示投入生產的材料全部得到了有效的利用。

3 機蓋內外板常用的料片形式

目前機蓋內板、機蓋外板的成型料片，主要有3種形式：（1）矩形料片；（2）梯形料片；（3）弧形料片。矩形料片：是最原始也最簡單的形式，在早期的工藝設計采用的最多的一種形式，目前仍廣泛使用。梯形料片：是一種改進的料片形式，利用剪切機的擺剪功能生產出來，無需落料模即可生產。弧形料片：是一種新的料片形式，是需要落料模才能生產出來的料片。

4 對比分析

4.1 矩形料片與弧形料片的典型對比

圖4.1是某一車型的機蓋內板所使用的矩形料片，長為1900mm，寬為1415mm，厚度為0.7mm。經過優化后，如果采用弧形料片，長仍為1900mm，但步距（寬）即可縮小至1276mm，厚度仍0.7mm。即寬度縮小了1415-1276=139mm。材料利用率比 原 來 提 高 了 [（1900*1415-1900*1276）/（1900*1415）]*100%=9.8%。

圖4 .1

4.2 矩形料片與梯形料片的典型對比

圖4.2是某一車型的機蓋內板所使用的梯形料片，綜合長為（1814+1534）/2=1674mm，寬為1185mm，厚度為0.7mm。經過優化后，如果采用弧形料片，長增加到1740mm，但步距（寬）即可縮小至1073mm，厚度仍0.7mm。材料利用率比 原 來 提 高 了 [（1674*1185-1740*1073）/（1674*1185）]*100%=5.88%。

圖4 .2

4.3 三種料片的數據對比

圖4.3是從目前某主機廠項目中，抽取10個車型進行對比的數據 。通過對比可以看出，特定的弧形料片單片平均減重0.70kg，單車（含內、外板）料片減重1.39 kg，材料利用率平均提高6.05%，單件節省成本5.57元，單車（含內、外板）成本節省11.15元。

4.3.1 數據分析1

通過以下表格可知，本課題所使用的弧形料片，比矩形料片的材料利用率提高約7.83%。

4.3.2 數據分析2

通過以下表格可知，本課題所用的弧形料片，比梯形（擺剪）料片的材料利用率提高約3.59%。

圖4.3.1

圖4.3.2

4.3.3 數據分析3

有意思的是，合理設置所使用的弧形料片，比其它類弧形料片的材料利用率提高約2.12%。從中可以看出，同是弧形料片，弧形材料利用率也是有變化的。

5 合理的弧形料片的R值

弧形料片，由以上對比可知，不同的弧形R，其材料利用率也是不一樣的。如果每個車型的機蓋使用的R值都不一樣，那么，就需要每個車都要開發一套落料模，顯然，這是不夠經濟的。在這里，我們需要既可以大幅提高材料利用率，而又要使R值的數量最少，最好是R值只有1個，這樣，開發一套落料模，即可符合所有的機蓋弧形料片需求。筆者根據乘用車機蓋的大小，經過精確計算，反復驗證，設計出一種新的技術方案，即R=1800，此值可符合目前市面上絕大部分乘用車機蓋的適用范圍。可大大減少落料模的數量。

圖4.3 本課題弧形料片與目前主要料片形狀對比

6 落料模與成本

要獲得弧形料片，需要開發落料模，通過落料模獲得所需要的料片。而開發落料模，是需要成本的，關鍵是看哪個成本更劃算。根據目前的鑄造模具造價標準，模具單價約為5萬元/噸，一套落料模按12噸計算，即一套落料模的成本為5*12=60萬元。由前面計算可知，采用新型弧形料片可節省11.85元/臺車，那么，60*10000/11.85=50633，即產量在50633臺之前，使用落料模不劃算，而產量一旦超過50633臺，則使用落料模比較劃算。

按目前主機廠年產量100萬臺/年計算，使用新型弧形料片每年可節省11.85*1000000-600000=11250000元，10年成本可節省超過億元，這是一個非常可觀的數字。

7 結語

（1）機蓋內板、機蓋外板使用矩形料片，從長遠來看，是非常不劃算的，其材料利用率比弧形料片低得多。（2）梯形料片，比矩形料片的材料利用率有所提高，也不需要開落料模，比矩形料片稍好，但也不是最優方案。（3）弧形料片，特別是本課題所提供的料片方案，是最優的降本增效方案，是未來發展的趨勢。（4）機蓋內板、機蓋外板最后通過包邊模或滾邊模包在一起的，其料片形狀是高度相似的，可以使用同一套落料模將機蓋內板、機蓋外板的料片生產出來，即共用一套落料模。需要注意的是，在制作落料模時，要以機蓋外板作為落料模制作基準。通過調整步距來生產機蓋內板料片即可。（5）落料模的制作，目前一般由主要廠或模具廠制作，不同的主機廠顯然都需要開發落料模，顯然，這個相對來說，也會造成資源的浪費。如果落料模由料片供應商，如寶鋼開發，那么，理論上，只需要開發一套落料模即可滿足所有主機廠的機蓋內板、機蓋外板供料需求。這可以大大節省落料模的開發套數。（6）本文的研究結論，對機蓋內外板的工藝設計、結構設計、落料模開發及供料方式有一定的參考作用。