论如何提高汽车覆盖件冷冲模材料利用率及其重要价值

论如何提高汽车覆盖件冷冲模材料利用率及其重要价值

在汽车制造中，一般采用冷冲模材料作为覆盖件。为了降低汽车覆盖件冷冲模材料的成本，必须提高该材料的利用率，这也是摆在汽车冷冲模材料设计者面前的一大问题。本文就是攫取了如何在实际的设计中提高汽车覆盖件冷冲模材料的利用效率进行着重论述，然后对该材料的重要价值进行相应地讨论。

标签：汽车覆盖件冷冲模材料利用率价值

0 引言

当前，各类物品价格飞速上涨，其中钢材的价格一直处于不断上涨的状态。对于汽车制造商而言，首要解决的问题就是提高生产整辆车的成本应降为最低。据某知名汽车生产制造商透露，每辆汽车的生产是由很多因素决定的，主要包括原材料的使用、制造、开发设计及其他。在这其中，原材料的使用最为重要，可以说原材料是汽车制造的基础。从汽车车身使用的原材料看，钢材所占的比例超过了80%，因此汽车车身覆盖件的材料利用率对于整辆车的生产成本有着十分重要的影响。我们知道，汽车车身覆盖件均是由冲压过程而加工成的。本文主要攫取了汽车覆盖件冷冲压模具材料进行着重论述，介绍了如何提高冷冲模材料的利用率，然后阐析提高汽车覆盖件冷冲模材料利用率的重要意义或价值。

1 如何提高汽车覆盖件冷冲模材料利用率

材料利用率是衡量合理利用材料的经济性指标，它是从经济的角度对材料的节约的一种反映。下面以ξ代表材料利用率。一般而言，有如下两种方法来定量地计算材料的利用率：

（1）面积计算法：ξ=■×100%。

式中，S——单位步距内冷冲模的实际面积；

a——条料宽度；

l——步距。

（2）重量计算法：ξ=■×100%。

式中，M1——产品重量；

M2——坯料重量。

下面就是根据上述两种计算方法，对于如何提高汽车覆盖件冷冲模材料利用率的方法进行阐述。

1.1 针对面积计算法的冷冲模材料利用率提高的方法

我们知道，汽车覆盖件冷冲模材料所产生的废料主要可以分为两类：一类为工艺废料，即由料头、料尾和边余料而产生的废料等；二类为结构废料，这类废料主要由冷冲模的形状特点产生的。由上面（1）式可知，单位步距内冷冲模的实际面积一般为确定值，只要在设计的时候，使条料宽度和步距尽可能小，这样冷冲模材料的利用率就会提高。具体而言，主要应从减少工艺废料着手。减少工艺废料的有力措施是：设计合理的排样方案，选择合适的板料规格和合理的裁板法（减少料头、料尾和边余料），或利用废料作小零件等。对一定形状的冲件，结构废料是不可避免的，但充分利用结构废料是可能的。当两个不同冲件的材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。如电机转子硅钢片，就是在定子硅钢片的废料中取出的，这样就使结构废料得到了充分利用。另外，在使用条件许可下，当取得零件设计单位同意后，也可以改变零件的结构形状，提高材料利用率。

1.2 针对重量计算法的冷冲模材料利用率提高的方法

重量计算法就是产品的质量与坯料重量之间的比值，在实际情况下，产品的质量是确定的，那么需要变化的值即为坯料重量，要想使冷冲模材料的利用率提高，就要降低坯料的重量，即减少坯料的使用。笔者根据实际的工作经验，现提出如下关于提高冷冲模材料利用率的方法：

1.2.1 在汽车产品开发初期应对该产品进行冷冲压工艺分析，在设计方面应尽量使产品的复杂程度降低，这样有利于冷冲模的设计和制造。我们知道，一个产品若干其外形表现得十分复杂，那么该产品就非常难成形。此类产品在开发设计过程中需要对料边首先展开，然后按照事先设计好的样式进行排样，进而对车辆产品的外形以及边界进行优化。这样设计的好处就是可以减少排样的废料搭边或者无废料搭边。另外，某些需要通过拉伸才可以成形的产品，在成形的过程中应该优先考虑产品成形的工艺性，局部在车身上与搭接件无配合关系或是与内饰件装配无干涉的部位，应尽量加大过渡的R角部分。例如某产品的R角值为R4mm，经过设计，更改后为R12mm，半径变大了，这样就降低了拉伸件成形的难度系数，便于产品的成形。上述设计具有两个方面的优点：①首先，提高了拉伸工序件的刚性；②除此之外，更重要的是提高了冷冲模材料的利用率。在这其中，对于成形较落差较大的冷冲模而言则表现得尤为明显。

1.2.2 在冷冲模开发设计的初期，应该用CAE进行分析，优化工艺造型，以使坯料尺寸减至最小。由笔者多年的实际工作经验可知，汽车车身覆盖件中约有3成以上的零部件均需要经过拉伸成形工序。所以说，冷冲模设计之前对即将生产的产品进行工艺分析和CAE分析具有十分重要的意义。首先要做的就是对冷冲压工序进行科学设定，然后经过实际情况，设计合适的冲压角度，最后利用三维软件制作工艺补充面。改变坯料外形对于提高材料利用率具有重要的作用，现以下述为例，对该问题进行说明：架设某汽车产品覆盖件冷冲模材料的厚度为1.4mm，材料单价为0.8万元/t，已知改车年生产量为4万台，车型寿命以2年

来计。这样节省的板材总重量记为C，即

C=(n-1)×0.9m×(0.8m-0.74m)×0.0014m×7.85

=(50000-1)×0.9m×(0.8m-0.74m)×0.0014m×7.85

=51(t)。

则在两年节省冷冲压板材的费用H=C×0.75=51×0.75=38.25万元。

2 结论

综上所述可知，当前时期下，讨论汽车覆盖件冷冲模材料利用率具有十分重要的价值或是经济意义。具体而言，其重要价值主要包括如下几个方面：

2.1 提高汽车覆盖件冷冲模材料利用率，能够充分体现了当前社会所提倡的“节能、环保”的理念；

2.2 提高汽车覆盖件冷冲模材料利用率，能够促进汽车生产的大力开展。

参考文献：

[1]曹力丰，李正奇，陈晓磊.汽车车身冲压件材料利用率提高研究[J].上海汽车，2010（5）.

[2]曾宪章，何文学.论采用Autocad辅助冲模排样及它们的材料利用率计算[J].长沙航空职业技术学院学报，2005，5（3）.

[3]李少兵，张海鸥，王桂兰，陶长城，万贤毅.汽车车身覆盖件模具熔射快速制造技术研究[J].电加工与模具，2004(2).

曾文静，1981年，性别:女，籍贯：湖南永州。学历：本科，职称：助理工程师，职务：技术员，主要从事工作：汽车技术方面工作，涉及：工艺设计变更，冲压工时测定等。

戴焕发，1983年性别：男，籍贯：湖南娄底，学历:本科，职称：助理工程师，职务：技术员，主要从事工作：汽车冲压技术指导工作。