汽車冷沖壓零件材料利用率提高方案解析

劉 磊

（柳州福臻車體實業有限公司，廣西 柳州 545006）

前言

隨著經濟迅速發展，汽車產銷量逐漸增高，行業競爭日益加劇，如何提高產品競爭力的問題日益凸顯，制造成本是不可回避的一個關鍵因素，在汽車制造中，覆蓋件、車身鋼結構件一般采用冷沖壓模具生產制造，為了降低覆蓋件和車身鋼結構件的制作成本，原材料板材的利用率提高至關重要，這也是汽車設計開發和模具開發者面臨的一大問題。本文主要闡述如何在實際的模具設計中提高板材的利用率進行著重闡述，為汽車鈑金件模具開發者提供參考，常用的零件材料利用率提高手段如下：

（1）模具開發：落料排樣；

（2）模具開發：材料利用率決定點控制；

（3）模具開發：淺拉延成型技術；

（4）汽車開發、模具開發：廢料區小零件利用，零件合并開發。

1 落料排樣

落料排樣是提供材料利用率的最常用和最直接手段，通過排樣，將原本是廢料的部分區域利用起來，起到提高材料利用率的效果。常見的排樣方式有：

（1）梯形料（擺剪）

圖1

采用擺剪落料優勢：不需要額外開落料模具。常用的零件有：翼子板。

（2）弧形料

常用的零件有：機蓋外板、機蓋內板。汽車廠可以通過對自身車型分析，開發共用的弧形落料模具，節約成本。

圖2

（3）嵌套式開卷排樣

常用的零件：A柱內板、B柱內板等骨架件，借助CAE輔助軟件進行初期排樣，根據實際需要局部修改即可達成要求。

圖4

（4）波浪切刀提高材料利用率

圖5

2 材料利用率決定點控制

根據零件的特性找出零件材料利用率決定點，如下圖機蓋所示，以A，B，C點為材料利用率決定點來做拉延造形。

圖6

常用的處理手段有：

（1）材料利用率決定點，局部補充面收小。

（2）材料利用率決定點，局部管理面尺寸減小至5mm，如下圖所示：

圖7

（3）合并件分離區域間距控制

零件合并拉延，中間分離部分間距控制。

推薦值：t≤1.2mm，分離間距≥8mm，t＞1.2mm，分離間距按照≥10mm。

設計時應盡量靠近下限，以充分提高材料利用率。

3 淺拉延成型技術

三動拉延模或多動拉延模，適用于零件成型深度落差大，通過整體增加或局部增加浮動壓邊圈改變壓料接觸板件順序，實現降低零件拉延深度，如下圖所示通過在上模增加整體壓邊圈降低零件拉延深度，拉延深度降低幅度大，材料利用率提高明顯且有助于改善成型。

下圖是背門內板的三動拉延模圖示：

圖9

4 廢料區域小零件利用

（1）拉延件廢料區域小零件利用，使用原則：小零件與大零件材質料厚相同，在零件設計開發階段需要考慮；

圖10

（2）兩個零件合并拉延

包含兩個情況：a、對稱件合并拉延

b、一出二合并拉延

圖11

不管是以上哪一種情況，合并拉延都是的零件的輔助拉延補充面部分在合并的一側減少，從而提高材料利用率，常見的零件有：前門外板、后門外板以及一些對稱性較高的骨架件。

5 結束語

通過這些手段，結合零件實際的狀態和生產制造要求，根據需要選用不同的材料利用率提升方案，在確保質量的前提下，最大程度的降低材料的投入，提高企業收益，降低能源消耗。