采用套料工藝降低沖壓件制造成本

文／楊歡，韓海博，黃必志·上汽通用五菱汽車股份有限公司

本文通過分析天窗加強框、左右天窗加強板采用套料沖壓工藝方案降低沖壓件制造成本的案例，總結出新工藝的重要性及套料工藝可擴展實施性。

近年汽車市場已進入白熱化競爭時代，汽車制造成本也逐年增高。沖壓作為汽車生產四大工藝之首，其制造成本在整車制造成本中占比高。材料成本及生產制造成本、模具開發成本等構成了沖壓制造成本，本文通過一種新工藝——套料工藝來介紹如何提升材料利用率，降低生產成本，從而提升市場競爭力。

產品及產品常規工藝介紹

天窗加強框、左右天窗加強板產品信息見表1。

表1 產品信息表

常規天窗加強框、左右天窗加強板，采用兩條模具線、共計5 套模具分線生產，具體工藝規劃見表2。

表2 常規工藝規劃模具信息表

套料工藝

套料工藝方案介紹

天窗加強框、左右天窗加強板采用套料工藝后，有以下三種方案，具體如圖1 所示。

圖1 套料工藝方案

套料工藝方案優缺點

三種方案各自具有優缺點，綜合考慮后，采用方案一，如圖2 所示。

圖2 套料工藝方案

方案一主要工序包含OP10 拉延，OP20 切邊、沖孔，OP30 翻邊、切邊沖孔(分離)，OP40 翻邊、沖孔。具有兩個優點：⑴OP40 可以增加側拍機構，加強框兩側翻邊尺寸容易調整；⑵單條線生產。主要缺點為OP30 取出加強板和取出加強框動作相互干涉，影響生產節拍。

方案二主要工序包含OP10 套料拉延，OP20 切邊、沖孔，OP30(天窗加強框)翻邊+整形+沖孔/OP30(加強板)切邊、沖孔，OP40(加強板)翻邊+切邊沖孔(分離)。具有以下優點，⑴OP40 可以增加側拍機構，加強框兩側翻邊尺寸容易調整；⑵OP20加強框本體和加強板分離后，后工序生產送取料方便。主要缺點是OP20 后分線生產，生產成本較高。

方案三主要工序包含OP10 套料拉延，OP20 切邊、沖孔，OP30(天窗加強框)切邊+沖孔，OP40(天窗加強框)翻邊+整形+沖孔；OP30(加強板)切邊沖孔，OP40(加強板)翻邊+切邊沖孔(分離)。具有的主要優點為，⑴OP40 可以增加側拍機構，加強框兩側翻邊尺寸容易調整；⑵OP20 加強框本體和加強板分離后，后工序生產送取料方便。主要缺點為，⑴ OP20 后分線生產，生產成本較高；⑵加強框本體需要4 工序完成，模具成本及生產成本高。

套料工藝后模具信息

模具數量為4 套，重量增加2.4 噸。模具線數減少為1 條，生產效率提高1 倍。操作人數減少4 人。模具信息見表3。

表3 套料方案最終模具信息統計表

改進措施

改進措施分兩個方案

方案一——手動生產線：最終套料工藝方案生產缺點為，OP30 取出加強板和取出加強框動作相互干涉，影響生產節拍，經過按照圖3 操作路線分解，節拍損失得到緩解。

圖3 套料工藝方案人工操作示意圖

方案二——自動化生產線：最終套料工藝方案生產線存在的缺點為，OP30 取出加強板和取出加強框動作相互干涉，影響生產節拍，通過端拾器方案優化，改進為自動化線生產，進而消除此缺陷造成的節拍損失，具體如圖4 所示。

圖4 套料工藝方案自動化操作示意圖

套料工藝實際收益

采用套料工藝后，實際收益統計見表4。

表4 套料方案最終收益統計表

結束語

綜上所述，采用套料工藝可以提升材料利用率、減少操作人數、減少模具數量、提高設備利用率，從而降低沖壓件生產制造成本。此套料工藝方案，為后續車型中間有窗框、門洞等的零件實現套料小件，例如天窗加強框、尾門上外板等類似零件，最優考慮分總成所屬零件互相套料提供依據，綜合成本降低顯著。