汽車覆蓋件沖壓生產降本思路和策略

龐高磊，黃義關，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

汽車產業是國民經濟的支柱產業，在國民經濟和社會發展中起著重要的作用。伴隨著造車新勢力的入局，汽車市場的競爭越發激烈。為了在這場競爭中謀得一席之地，“降本增效”這一話題被越來越多的主機廠擺上臺面，融入到新車型開發的各個環節中。隨著新車型的快速投放，單一車型生命周期內的生產量減少，這導致了新車型工裝使用率降低。因此，如何降低開發成本，成為主機廠和工裝制造生產商的共同面臨的一個新課題。

2 汽車覆蓋件降本思路

汽車覆蓋件主要有側圍、翼子板、前后蓋、門板，這些制件尺寸較大，對品質要求較高，往往由主機廠自建車間生產。覆蓋件的降本大致可分為3個維度考量，即管理降本、生產降本和投資降本。管理降本的范疇比較寬泛，主要是從經營角度考量，如少人化生產，柔性生產，拉動式生產，數字化管理等，通過先進的管理手段和技術來提升工廠的運營效率，以此來降低管理的成本。生產降本主要是降低與生產相關的直輔材/工具的投入，如材料利用率的提升、殘材利用、新材料的應用、臺車共用、原材公差約束等。投資降本主要是降低固定資產部分的投入成本，對于主機廠沖壓領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，工序數的削減、模具輕量化設計和模具差異化設計等。本文主要從生產降本和投資降本兩個維度對沖壓覆蓋件的降本思路和策略進行闡述。

2.1 汽車覆蓋件沖壓生產投資降本策略

覆蓋件的開發策略直接關乎模檢具投入的成本，在車型開發前期就應該明確設計開發的范圍，工藝技術方案等，因此在車型開發前期就應該引起重視。本文通過以下幾個具體的案例進行詳細的說明。

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實現多個制件的一種生產方案。1模多件方案，不僅減少了模具副數的開發，也極大地提升了沖壓的生產效率。以下尾門外板覆蓋件通過在整車開發前期進行策劃，不斷優化工藝布局和結構方案，成功實現了1模3件的生產方案，并完成量產投產，工藝方案如圖1所示。

車型開發時通常是將各個制件單獨開發一組模具，實現單件生產。對于上述尾門外板而言，其中3 個制件最終組成一個外板單品，如果單獨生產，不僅開發的模具組數多，而且由于其中兩個制件較小，對主機廠的沖壓機床來講，設備的利用率也不高。同時，3 個制件單獨生產的沖壓效率低，不利于沖壓現場的排產。因此，上述方案1 模多件的方案不僅實現了模具的少投入，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效率，降低了生產的成本。

2.1.2 模具輕量化方案

模具輕量化是減少模具實體成本投入最直接的方法。在模具設計時，由于標準不明確或者設計評審人員水平參差不齊等原因，模具往往存在設計過量或設計不足等問題，不能有效的控制模具的實體重量，也就無法控制模具的開發成本。基于以上問題，作者結合實際需求，提出了以下的模具輕量化方向。

（1）模具結構形式。為追求模具的整體的協調性和外觀的一致性，通常拉伸模具在設計時會將整體外框架拉平齊，壓邊圈采用外導向形式與整體模座進行匹配。這種設計功能上能很好的滿足使用的需求，同時模具整體協調，被較多的采用，如圖2所示。但是，這種設計存在需求過量的情況，增加了一些不必要的模具重量。而另一種模具結構形式內：導向形式（見圖2b），則在滿足需求的同時對不必要的結構進行了削減。通過對比，內導向形式比外導向形式單套模具減重比例達到12%左右，輕量化效果明顯。

圖2 拉伸結構形式

（2）減重孔的設計標準。模具上的減重孔是減輕模具重量的有效方式，作者結合模具強度和制造實際對減重孔開設的位置以及尺寸大小進行了約束和規范，具體如圖3所示。

圖3 減重孔尺寸約束

2.2 汽車覆蓋件生產降本策略

生產降本是通過優化沖壓覆蓋件相關的直輔材用量，來降低沖壓的單臺成本的策略。例如提升板材的利用率、新材料使用、臺車共用、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。

開口拉伸是一種區別于常規脹形拉伸的工藝方案，其區別在于，開口拉伸減少了工藝補充和壓料面，因而材料決定線可以向內縮減，從而達到減少坯料用量的目的。表1所示為某車型發蓋內板不同工藝方案下材料利用率的對比，通過對比可以看出，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，以達成生產降本的目的。

表1 拉伸工藝對比

（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，發動機蓋和行李箱蓋因為其制件特性，制件上會存在彎弧。在制件工藝方案制定時，由于成形板材通常是方料，彎弧的區域占據了較多的區域，從而廢料增多，降低了制件的材料利用率。如何在工藝設計前期減少這一區域的廢料，在滿足工藝設計的情況下，采用弧形板料替代方形板料可有效解決這一問題。如圖4所示，采用弧形材料時廢料區域較少，材料利用率提升1.28%。

圖4 方形板料與弧形板料利用率對比

3 總結

降本增效是企業保持創新活力的動力之一，在激烈競爭的汽車市場中，降低新車型的開發成本和生產成本是對企業銷售利潤最直接的保障。本文分享了新車型在開發過程中的投資降本和生產降本的案例，并對其進行了詳細的闡述。希望能為主機廠和模具制造商在降低制造成本上提供參考和借鑒。