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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

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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。  
改善汽车翼子板冲压模废料顺利滑出的工艺方法与流程  
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。  
提高汽车冲压件材料利用率的方法_锻造与冲压__汽车制造网  

 
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。  

来源:CATIA模具设计应用
汽车焊接材料控制试验模具
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首次发布时间:2025-06-30
最近编辑:6小时前
恒拱
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