省下的都是真金白银！汽车冲压件材料利用率提升实战案例鉴赏

某车型后盖  

·零件：后盖上部与下部。  

·方法：原始设计中，后盖上部与下部为 2 个独立零件，在冲压过程中，每个零件都需要单独的拉延补充面，这不仅增加了工艺复杂度，也导致材料浪费。经过设计优化，将这 2 个零件合并设计为一体式后盖。一体式设计使得在拉延工序中，可以整体规划工艺补充面，相比两个零件单独拉延时所需的补充面面积大幅减少。同时，减少了后续焊接工序，降低了综合成本。  

·效果：通过这种设计改进，材料利用率由 43.9% 提升至 46.9% ，在保证产品质量和性能的前提下，有效降低了材料成本，提高了生产效率。  

 

某车型天窗加强件  

·零件：天窗加强件。  

·方法：该天窗加强件采用厚度为 2.4mm 和 1.5mm 的 CR3 钢材拼焊而成。在最初的设计中，焊缝位于零件中间位置，这种布局在满足强度和冲压成形性能的同时，存在一定的材料浪费空间。通过大量的力学分析和模拟试验，在保证车辆强度及冲压成形性能不受影响的前提下，将焊缝由中间位置向两侧移动 70mm。这一调整使得在冲压过程中，材料的分布更加合理，能够更好地利用钢材的特性，减少不必要的材料使用。  

·效果：经过改进后，所需料片总质量由 20.3kg 减少至 19.0kg，单车约减少 1.3kg 材料。不仅降低了原材料成本，还减轻了车辆的自重，有助于提升车辆的燃油经济性和操控性能。  

 

某车型翼子板  

·零件：翼子板。  

·方法：传统的翼子板拉延工艺采用深拉延，这种工艺虽然能够保证零件的形状和尺寸精度，但需要较大的工艺补充面来满足材料的流动和变形需求，从而导致材料利用率较低。针对这一问题，采用浅拉延工艺，将压料面抬升，减小拉延深度。浅拉延工艺降低了材料在拉延过程中的变形量，进而减小了工艺补充面的面积。同时，为了确保浅拉延工艺下零件的成形质量，对模具的设计和制造精度提出了更高要求，通过优化模具的圆角半径、间隙等参数，保证材料在冲压过程中能够均匀流动，避免出现起皱、开裂等缺陷。  

·效果：通过采用浅拉延工艺和优化模具设计，材料利用率由 33.6% 提升至 37.5% ，在提升材料利用率的同时，还提高了翼子板的生产效率，降低了模具的磨损和维护成本。  

 

某车型后盖内板  

·零件：后盖内板。  

·方法：传统的后盖内板拉延工艺采用双动拉延，压料面相对固定，工艺面的线长较长，导致材料利用率不高。为了改善这一情况，采用三动拉延工艺，将外部的压料面设计成上部和下部均为运动部件。在拉延过程中，上部和下部的压料面可以根据材料的流动情况进行动态调整，使工艺面的线长显著小于传统拉延工艺面。特别是在零件的缓冲块安装面和锁安装面附近，线长减少量可达 70 - 80mm 。这种动态调整的压料面设计，能够更好地控制材料的流动和变形，减少工艺补充面的面积，提高材料利用率。  

·效果：三动拉延工艺的应用，显著提升了后盖内板的材料利用率，同时也提高了零件的成形质量，减少了后续的整形和修边工序，降低了生产成本。  

 

某车型门外板  

·零件：门外板。  

·方法：在传统生产中，左右对称的门外板通常采用单独拉延的方式进行生产，这种方式在模具设计和生产组织上相对简单，但在材料利用方面存在一定不足。为了提高材料利用率，采用合并成形的方法，将左右对称的门外板进行合并拉延。在模具设计上，设计了一套能够同时容纳左右门外板的大型模具，通过合理规划模具的结构和工艺参数，使左右门外板在一次拉延过程中同时成形。在拉延过程中，充分利用左右门外板形状对称的特点，优化工艺补充面的设计，减少了因单独拉延而产生的多余工艺补充面。  

·效果：通过合并成形工艺，材料利用率由单独拉延的 73.2% 提升至合并拉延的 77.3% ，同时减少了模具的数量和占地面积，提高了生产效率，降低了设备投资和生产成本。  

 

某车型翼子板  

·零件：翼子板。  

·方法：常规的翼子板料片形状为梯形，在排样过程中，由于梯形的形状特点，会产生较多的边角废料，导致材料利用率较低。为了解决这一问题，将常规的梯形料片优化为异性料嵌套排样。通过对翼子板形状的深入分析和计算机辅助排样设计，设计出一种能够相互嵌套的异性料片形状。在排样时，将这些异性料片按照特定的方式排列在板材上，使相邻料片之间的间隙最小化，充分利用板材的有效面积。同时，在保证翼子板成形质量的前提下，对料片的尺寸和形状进行微调，进一步提高材料的利用率。  

·效果：通过采用异性料嵌套排样，单个零件可节省约 0.3kg 材料，在大规模生产中，累计节省的材料成本十分可观。  

 

某车型侧围  

·零件：侧围及隔板、行李箱封板、尾灯支架盖板等小零件。  

·方法：在汽车侧围的冲压生产过程中，侧围门洞及车顶区域会产生大量的废料。这些废料虽然形状不规则，但仍具有一定的利用价值。通过对这些废料的形状和尺寸进行测量和分析，发现其中部分废料的尺寸和形状能够满足一些小零件的生产需求。因此，将这些废料收集起来，经过适当的裁剪和加工，分别用于 2 个隔板、2 个行李箱封板及 1 个尾灯支架盖板零件冲压。在利用废料生产小零件的过程中，对模具进行了针对性的设计和改造，确保废料能够准确地冲压成所需的零件形状和尺寸。  

·效果：单个侧围可重复利用的废料约为 0.75kg ，通过这种废料再利用的方式，不仅提高了材料利用率，减少了原材料的浪费，还降低了小零件的生产成本。  

 

 

某车型整体侧围外板  

·零件：整体侧围外板。  

·方法：在汽车冲压生产中，卷料的料头和料尾部分由于质量不稳定或形状不规则，通常无法用于生产合格的零件，会作为废料被丢弃。为了减少这部分废料的损失，将卷料重量从平均 10t 提高到 18.5t。卷料重量的增加意味着在每次开卷过程中，料头和料尾的废料占比相对降低。同时，为了确保大重量卷料在生产过程中的稳定性和安全性，对冲压设备的送料系统、卷料支撑系统等进行了升级改造，提高了设备的承载能力和运行精度。  

·效果：通过增加卷料重量和改进设备，板料转化率由原来的 98.2% 提高至 99.2% ，显著减少了因料头料尾产生的废料，提高了材料的利用率，降低了生产成本。  

 

T6 车型机罩外板  

·零件：机罩外板。  

·方法：在 T6 车型机罩外板的生产中，原采用专用的 1330mm 宽卷料，这种卷料在生产过程中，由于其宽度与机罩外板的尺寸匹配不够理想，导致材料利用率较低。为了提高材料利用率，进行材料规格合并，用 X7 车型卷宽为 1830mm 的机罩卷料，按步距 1170mm 的参数，用弧形摆剪生产 T6 机罩的板料。这种材料规格的调整，使得在使用 1830mm 宽卷料时，能够更合理地规划机罩外板的排样方式，减少边料浪费。弧形摆剪工艺的应用，能够根据机罩外板的形状特点，裁剪出更贴合零件形状的板料，进一步提高材料利用率。同时，这种材料规格的合并还减少了专用钢材的种类，降低了库存管理成本。  

·效果：通过材料规格合并和采用弧形摆剪工艺，材料利用率提高 3.7% ，同时减少了专用钢材库存，降低了管理成本，实现了降本增效的目标。  

 

 

B5 车型机罩内板  

·零件：机罩内板及机罩加强板。  

·方法：在传统的生产方式中，机罩内板和机罩加强板分别通过不同的模具进行冲压生产，这种方式不仅增加了模具的投资成本，还导致机罩内板在冲压过程中产生的孔洞废料被浪费。为了提高材料利用率和降低成本，在机罩内板模具中利用孔洞废料同步冲压机罩加强板，避免单独开模。在模具设计阶段，通过对机罩内板和机罩加强板的形状和尺寸进行精确分析，合理规划模具的结构和冲压工序，使机罩加强板能够在机罩内板冲压过程中，利用其孔洞废料进行成形。同时，对冲压工艺参数进行优化，确保机罩内板和机罩加强板的冲压质量不受影响。  

·效果：这种废料再利用的方式，不仅提高了材料利用率，还使模具固定投资减少 15 万元，降低了生产成本，提高了生产效率。  

 

MX3 车型后门外板  

·零件：后门外板。  

·方法：MX3 车型后门外板在最初生产时采用单排生产方式，这种排样方式在板材上的布局相对松散，存在较多的空白区域，导致材料利用率不高。为了改善这一情况，将单排生产改为双排镜像排列。在设计双排镜像排列方案时，充分考虑后门外板的形状特点和冲压工艺要求，通过计算机辅助设计软件进行排样模拟，优化后门外板在板材上的排列角度和间距，使相邻后门外板之间的间隙最小化，同时减少工艺补充面的面积。在模具方面，对模具的定位系统和送料系统进行了改进，确保双排后门外板在冲压过程中的精度和稳定性。  

·效果：通过采用双排镜像排列的排样方式，材料利用率从 68.5% 提升至 72.66% ，单件成本降低 4.2 元。在大规模生产中，累计节省的成本非常显著，有效提高了企业的经济效益。