汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)降本思路和策略

龐高磊，黃義關(guān)，夏燦添，馮海群，薛文康

（廣汽乘用車有限公司，廣東廣州 511434）

1 引言

汽車產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中起著重要的作用。伴隨著造車新勢(shì)力的入局，汽車市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈。為了在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中謀得一席之地，“降本增效”這一話題被越來(lái)越多的主機(jī)廠擺上臺(tái)面，融入到新車型開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)中。隨著新車型的快速投放，單一車型生命周期內(nèi)的生產(chǎn)量減少，這導(dǎo)致了新車型工裝使用率降低。因此，如何降低開發(fā)成本，成為主機(jī)廠和工裝制造生產(chǎn)商的共同面臨的一個(gè)新課題。

2 汽車覆蓋件降本思路

汽車覆蓋件主要有側(cè)圍、翼子板、前后蓋、門板，這些制件尺寸較大，對(duì)品質(zhì)要求較高，往往由主機(jī)廠自建車間生產(chǎn)。覆蓋件的降本大致可分為3個(gè)維度考量，即管理降本、生產(chǎn)降本和投資降本。管理降本的范疇比較寬泛，主要是從經(jīng)營(yíng)角度考量，如少人化生產(chǎn)，柔性生產(chǎn)，拉動(dòng)式生產(chǎn)，數(shù)字化管理等，通過(guò)先進(jìn)的管理手段和技術(shù)來(lái)提升工廠的運(yùn)營(yíng)效率，以此來(lái)降低管理的成本。生產(chǎn)降本主要是降低與生產(chǎn)相關(guān)的直輔材/工具的投入，如材料利用率的提升、殘材利用、新材料的應(yīng)用、臺(tái)車共用、原材公差約束等。投資降本主要是降低固定資產(chǎn)部分的投入成本，對(duì)于主機(jī)廠沖壓領(lǐng)域而言主要是沖壓覆蓋件模檢具的投資。降低沖壓覆蓋件模具的投資主要有以下方法，如1模多件，工序數(shù)的削減、模具輕量化設(shè)計(jì)和模具差異化設(shè)計(jì)等。本文主要從生產(chǎn)降本和投資降本兩個(gè)維度對(duì)沖壓覆蓋件的降本思路和策略進(jìn)行闡述。

2.1 汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)投資降本策略

覆蓋件的開發(fā)策略直接關(guān)乎模檢具投入的成本，在車型開發(fā)前期就應(yīng)該明確設(shè)計(jì)開發(fā)的范圍，工藝技術(shù)方案等，因此在車型開發(fā)前期就應(yīng)該引起重視。本文通過(guò)以下幾個(gè)具體的案例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

2.1.1 1模多件降本方案

1模多件顧名思義就是在同一副模具內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)制件的一種生產(chǎn)方案。1模多件方案，不僅減少了模具副數(shù)的開發(fā)，也極大地提升了沖壓的生產(chǎn)效率。以下尾門外板覆蓋件通過(guò)在整車開發(fā)前期進(jìn)行策劃，不斷優(yōu)化工藝布局和結(jié)構(gòu)方案，成功實(shí)現(xiàn)了1模3件的生產(chǎn)方案，并完成量產(chǎn)投產(chǎn)，工藝方案如圖1所示。

車型開發(fā)時(shí)通常是將各個(gè)制件單獨(dú)開發(fā)一組模具，實(shí)現(xiàn)單件生產(chǎn)。對(duì)于上述尾門外板而言，其中3 個(gè)制件最終組成一個(gè)外板單品，如果單獨(dú)生產(chǎn)，不僅開發(fā)的模具組數(shù)多，而且由于其中兩個(gè)制件較小，對(duì)主機(jī)廠的沖壓機(jī)床來(lái)講，設(shè)備的利用率也不高。同時(shí)，3 個(gè)制件單獨(dú)生產(chǎn)的沖壓效率低，不利于沖壓現(xiàn)場(chǎng)的排產(chǎn)。因此，上述方案1 模多件的方案不僅實(shí)現(xiàn)了模具的少投入，降低了沖壓的投資成本，在一定程度上也提升了沖壓的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)的成本。

2.1.2 模具輕量化方案

模具輕量化是減少模具實(shí)體成本投入最直接的方法。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，由于標(biāo)準(zhǔn)不明確或者設(shè)計(jì)評(píng)審人員水平參差不齊等原因，模具往往存在設(shè)計(jì)過(guò)量或設(shè)計(jì)不足等問(wèn)題，不能有效的控制模具的實(shí)體重量，也就無(wú)法控制模具的開發(fā)成本。基于以上問(wèn)題，作者結(jié)合實(shí)際需求，提出了以下的模具輕量化方向。

（1）模具結(jié)構(gòu)形式。為追求模具的整體的協(xié)調(diào)性和外觀的一致性，通常拉伸模具在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)將整體外框架拉平齊，壓邊圈采用外導(dǎo)向形式與整體模座進(jìn)行匹配。這種設(shè)計(jì)功能上能很好的滿足使用的需求，同時(shí)模具整體協(xié)調(diào)，被較多的采用，如圖2所示。但是，這種設(shè)計(jì)存在需求過(guò)量的情況，增加了一些不必要的模具重量。而另一種模具結(jié)構(gòu)形式內(nèi)：導(dǎo)向形式（見(jiàn)圖2b），則在滿足需求的同時(shí)對(duì)不必要的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了削減。通過(guò)對(duì)比，內(nèi)導(dǎo)向形式比外導(dǎo)向形式單套模具減重比例達(dá)到12%左右，輕量化效果明顯。

圖2 拉伸結(jié)構(gòu)形式

（2）減重孔的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。模具上的減重孔是減輕模具重量的有效方式，作者結(jié)合模具強(qiáng)度和制造實(shí)際對(duì)減重孔開設(shè)的位置以及尺寸大小進(jìn)行了約束和規(guī)范，具體如圖3所示。

圖3 減重孔尺寸約束

2.2 汽車覆蓋件生產(chǎn)降本策略

生產(chǎn)降本是通過(guò)優(yōu)化沖壓覆蓋件相關(guān)的直輔材用量，來(lái)降低沖壓的單臺(tái)成本的策略。例如提升板材的利用率、新材料使用、臺(tái)車共用、托盤共用等方案。

（1）利用新工藝方案提升材料利用率。材料利用率是制件的重量和坯料重量比值的百分比。在沖壓制件一定的情況下，坯料的重量越小，材料利用率越高。因此，要降低沖壓件在整車單臺(tái)的成本，提升制件的材料利用率是一種比較有效的手段。

開口拉伸是一種區(qū)別于常規(guī)脹形拉伸的工藝方案，其區(qū)別在于，開口拉伸減少了工藝補(bǔ)充和壓料面，因而材料決定線可以向內(nèi)縮減，從而達(dá)到減少坯料用量的目的。表1所示為某車型發(fā)蓋內(nèi)板不同工藝方案下材料利用率的對(duì)比，通過(guò)對(duì)比可以看出，在選用開口拉伸的情況下，制件的材料利用率提升7%。因此在前期工藝策劃中，根據(jù)制件特性選取合適的工藝方案，可有效地提升材料的利用率，以達(dá)成生產(chǎn)降本的目的。

表1 拉伸工藝對(duì)比

（2）弧形板料替代方形板料提升材料利用率。在汽車覆蓋件制件中，發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和行李箱蓋因?yàn)槠渲萍匦裕萍蠒?huì)存在彎弧。在制件工藝方案制定時(shí)，由于成形板材通常是方料，彎弧的區(qū)域占據(jù)了較多的區(qū)域，從而廢料增多，降低了制件的材料利用率。如何在工藝設(shè)計(jì)前期減少這一區(qū)域的廢料，在滿足工藝設(shè)計(jì)的情況下，采用弧形板料替代方形板料可有效解決這一問(wèn)題。如圖4所示，采用弧形材料時(shí)廢料區(qū)域較少，材料利用率提升1.28%。

圖4 方形板料與弧形板料利用率對(duì)比

3 總結(jié)

降本增效是企業(yè)保持創(chuàng)新活力的動(dòng)力之一，在激烈競(jìng)爭(zhēng)的汽車市場(chǎng)中，降低新車型的開發(fā)成本和生產(chǎn)成本是對(duì)企業(yè)銷售利潤(rùn)最直接的保障。本文分享了新車型在開發(fā)過(guò)程中的投資降本和生產(chǎn)降本的案例，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。希望能為主機(jī)廠和模具制造商在降低制造成本上提供參考和借鑒。