专业知识

近年来，随着人们生活水平的提高，对汽车的需求也随之增加，汽车厂之间的竞争也日趋激烈。不断投入具有成本竞争力的新车型抢占市场。铁矿石和焦炭等自然资源日益稀缺。提高材料利用率，不仅可以降低汽车制造成本，提高汽车品牌竞争力，而且符合节能降耗的环保理念。

流程优化

下料布局优化以减少废品

对于一些异形冲压件，可以优化开卷落料模中的坯料排列，以减少浪费，尽可能多地开卷坯料，提高材料利用率。

图 1 为 T6 车型左右内纵梁落料模中坯料布局优化。原来的一步生产一张片材，优化为一步法生产两张片材，减少了废料的重量。左右内纵梁材料利用率由78.2%提高到87.6%。

整合材料规格以减少废品

为提高市场竞争力，丰富销售产品前沿，汽车厂每年都会投资新车型，新车型零部件会有新规格、新材料。当模型量产结束时，相应的特殊钢将因消耗缓慢而占据库存。因此，每一种新规格的钢材都会增加库存和管理成本。车厂必须尽可能保证钢材的通用性。钢材品种数量。

图1 布局优化对比图

图2 T6车型引擎盖外板布局优化流程

图2为T6车型机罩外板布局优化过程。T6机型机罩外板卷宽为 ，放卷步距为 ，需要使用落料模；而X7机型的机罩外板卷宽为，采用圆弧摆剪裁切落料，无浪费。

由于T6发动机罩的开卷步骤与X7发动机罩卷材的材料宽度相近，通过现场验证，可以使用X7发动机罩的卷材，T6发动机罩的板材可以由弧摆剪根据步距参数。.

通过工艺优化，材料利用率提高了3.7%，降低了原T6罩外板的钢材规格，增加了材料的通用性，降低了库存和管理成本。

模具设计优化，一模多件

在一组模具上同时生产多个零件时，利用大零件孔处的废料生产一个或多个小零件，以达到提高材料利用率的效果。

B5车型发动机罩内板和T7车门内板模具（图3））利用发动机罩内板和车门内板零件孔的边角料冲出发动机罩加强板零件和门锁加强板避免机罩加强板和门锁加强板采用不同的材料生产。

图3 一模多件，套料使用示意图

模具设计优化，板坯组合

设计模具时，左右对称部分设计成冲压在一起。通过工艺优化，由两片冲压出两件，而不是两片冲压而成，减少了工艺补充的面积，提高了材料利用率。

图4为MX3车型左右后门外板零件模具设计与M44车型左右后门外板模具设计对比图。MX3车型的左右后门外板采用一张材料冲压一个零件，零件四个方向需要工艺补面；而M44车型的左右后门外板则是由单张材料两部分冲压而成，相当于减少了一个工序的补充。面条。相比之下，M44车型的后门外板材料利用率比MX3高出4.16%。

图4 模具设计对比

材料尺寸优化

减小空白尺寸

通过调整坯料在拉深模中的定位，减少拉丝珠以外多余材料的工艺补充，从而减小零件所需的坯料尺寸，提高材料的利用率。

图 5 显示了 T/B 车型前挡风玻璃的下梁部分。对拉制过渡件的观察表明，在拉制件的工艺补充区仍有很大一部分坯料没有得到有效利用。开卷步距比原来减小，研究组合拉丝模，调整片材定位装置。经目测和几何尺寸三坐标测量，确认当板材步距减少30mm时，零件成型正常，质量达标。

图5 T/B车型前挡风玻璃下横梁零件图

T/B车型前挡风玻璃下梁部分毛坯尺寸优化后，材料利用率提高2.4%。

控制线圈公差并增加毛坯数量

钢厂在生产钢卷和钢板时，对产品的厚度公差有一定的控制范围。表1是线圈尺寸的控制标准。如果钢卷的厚度按正公差运送到汽车厂，在合格范围内开卷的坯料厚度会较厚，这会导致坯料和冲压件的实际重量更高比过程额定重量。，将导致从钢卷中开卷的实际片材数量少于理论数量，导致成品率降低。

例如R33顶盖零件，坯料规格为0.8mm××，材料等级为+Z。材料供应商共有3家，3家供应商材料的公差尺寸均在合格范围内，但通过跟踪，其中一种材料每次开卷后的实际张数小于理论张数，而另外两种钢卷材料开卷后的实际张数略高于理论张数。

R33顶盖零件的制作消耗配额为11.。10t钢卷理论上可以开卷R33顶盖板为/11.=834张。根据表1的标准，R33顶盖部分使用的+Z材料的屈服强度小于下一世纪的冲压模具堆焊材料，卷材宽度小于可展开的最大和最小张数为996张分别为 771 张，相差 125 张。在负公差交货的情况下，材料利用率比正公差交货提高15%。因此，要求钢厂对钢卷交货采用负公差，这样可以显着增加坯料数量，提高材料利用率。

废物收集和再利用

部分零件开卷下料时，会出现大面积未使用的废料。将这些废料用于生产车身上的其他小零件下一世纪的冲压模具堆焊材料，可以避免小零件单独采购材料，节约成本，提高车辆的材料利用率。

表1 卷材尺寸控制标准

图6为R33后挡泥板内板，其线圈规格为0.7mm×，开卷时有废料。前罩上盖部分的板材尺寸为0.7mm××，消耗定额为2.。这两部分的材料等级相同。通过收集R33后挡泥板开卷工序的废料用于生产前围顶盖部件，材料利用率提高13%。

图6 R33后挡泥板内板

用类似的方法收集R33侧板废料，线圈规格为0.85mm×，材料等级为+Z。R33左右后轮罩前部，尺寸0.8mm××，材质等级+Z。

通过收集R33侧壁开卷时产生的废料并人工修整，得到的矩形板材可用于生产R33左右后轮罩件，材料利用率提高8%。

非常高的线圈重量，减少头部和尾部浪费

冲压工艺为材料供应商提供封装线圈。开卷后，通过开卷设备将卷材切割成冲压所需的各种形状，然后冲压出各种零件。开卷时需要将卷材的外圈和内圈切开，同时卷材的头尾需要通过开卷设备。每个线圈的头尾距离正常生产损失约15米。因此，开卷批次越大，卷材平均重量越重，开卷效率越高，卷材平均损耗越小。

某车型的整体侧壁外板材料每辆车消耗约60kg。冲压开卷线批量大。跟踪侧壁材料的卷重。卷重分布范围为7t至15t，平均重量为10t左右。经计算分析，如果卷材在重量增加到18吨时，开卷线每批将少生产一卷，即头尾加工少一卷。钢厂结合设备能力和运输条件，提出了钢卷重量要求。目前，这种侧壁材料的平均卷材重量为18.5t，卷材转化为片材的利用率已由原来的98.2%提高到9<

综上所述

对于冲压件来说，同一零件的材料利用率反映了工艺和技术的水平。结合冲压实际应用，介绍了工艺优化、材料尺寸优化、废料再利用、卷重增加等方面的改进。汽车冲压件材料利用率的方法，通过上述方法的实际应用，提高了工艺和技术水平，为后续项目的工艺设计提供了参考。

提高材料利用率的方法有很多，更多的方法需要实践验证。例如冲压盖下料时，将现有的直线刀或圆弧刀改为波刀，通过改变板坯的形状来缩短板坯。这种方法需要计算模具的投资和维护成本以及提高材料利用率后的收益关系。总之，提高材料利用率就是降低整车的整体成本。在制定材料利用率提升计划时，需要结合模型输出，考虑投资成本与收益的关系。