沖壓件的成型特點與材料利用率提升方案
沖壓件主要是將金屬或非金屬板料,借助壓力機的壓力,通過沖壓模具沖壓加工成形的,它主要有以下特點:
一、五金沖壓件具有較高的尺寸精度,同模件尺寸均勻一致,有好的互換性。不需要進一步機械加工即可達到一般的裝配和使用要求。
二、沖壓件在沖壓過程中,由于材料的表面不受破壞,故有好的表面質量,外觀光滑美觀,這為表面噴漆、電鍍、磷化及其他表面處理提供了方便條件。
三、沖壓件是在材料消耗不大的前提下,經沖壓制造出來的,其零件重量輕、剛度好,并且板料經過塑性變形后,金屬內部的組織結構確定,使沖壓件強度有所提升。
沖壓件材料利用率提升方案:
一、產品深層優化:
后門內板沖壓件由于比較深,達到170mm,導致成形比較困難,同時,材料消耗利用率低。為此,進行后門內板門鎖區域拉深深層,使其減少40mm,其板料間距可減少30mm。產品優化后,其材料利用率由62.5%提升至63.2%。
二、沖壓成形工藝優化:
左右縱梁的原來的成形工藝為拉深,拉深需要坯料尺寸為1348mm*365mm,后根據其工藝及成形技術條件,將其工藝由拉深優化為模具成形,優化后的坯料尺寸為1308mm*284mm,工藝優化。
三、工藝補充優化:
工藝補充是沖壓件模面比較重要的組成部分,其造型影響著材料利用率。通常,在確定產品成形性的前提下,產品角部拉深深層要和壓料面幾乎平齊,大限度地降低拉深,一般工藝至少做8mm高的工藝補充,優化后的工藝做了3mm高的工藝補充,在寬度方向較少尺寸,此零件的材料利用率由原先的67.9%提升至68.2%。
四、產品造型分塊優化:
汽車車身沖壓件中,側圍沖壓件是車身沖壓件空間幾何尺寸較大,造型復雜的五金沖壓件,其材料利用率提升難度尤其大,結構造型中側圍與后背門分塊位置對整體材料利用率影響比較大,由于側圍成形深層尤其大,導致側圍、后背門內外板材料消耗增加。產品造型分開優化后,其材料利用率由原先的43.5%提升至43.8%。
現場管理對于生產性的企業來說是尤其重要的。汽車生產企業要嚴格按照先出的原則,進行物料的使用管理,這樣可以減少很多因為人為因素導致的物料損失。其次,也可以地控制生產過程中,原材料、輔料和工具等的消耗。值得強調的是,要控制材料消耗,相應要在取料、投料用料、補料退料和廢料回收等環節上嚴格管理,并嚴格按照定額用料的原則,對于不節約用料的情況,要及時發現,及時解決。
汽車沖壓件原材料降本優化工作,涉及到整個生產系統,從沖壓件選材設計到零件生產,不僅要控制好原材料的采購成本,同時在原材料使用的各個環節也要做好控制,一方面減少原材料的浪費及損耗,另一方面要著力提升材料利用率。另外,值得強調的是汽車沖壓件原材料降本優化,相應要綜合考慮各方面的因素,不能一味地降低成本,而不考慮汽車沖壓件的質量。
提升原材料利用率是汽車沖壓件降本優化較主要的途徑。材料的利用程度越高,在其他條件不變的前提下,材料的利用率越高,生產成本就越低。而要提升材料的利用率,主要從以下幾個方面著手
一、零件下料尺寸的優化。企業要定期對汽車沖壓件的產品及成品形狀、尺寸、精度、力學性能等要素,進行系統的分析,并結合設備及模具的工藝對下料尺寸優化。例如對拉延輔助面進行調整,通過改進拉延工藝以縮減零件下料尺寸,優化材料工藝定額,提升材料利用率。
二、落料排樣的優化。現有工藝:橫切板料再單體落料,材料利用率約為60.35%,使用連續落料減少單邊后利用率提升至61.15%,提升0.8%。進一步優化落料排樣,采用齒形交錯排列材料利用率達68.39%,提升了8.04%。
三、組合下料及廢料回收。對于側圍外板、背門外板等大件沖裁后較大的塊料或角形料不能再利用的,在充足考慮到工藝尺寸、材料牌號、模具結構等因素影響的前提下,對部分中小沖壓件采用余料生產Ll另外,下料過程中產生余料,可采用多零件組合下料的方式,盡可能降低余料的產生。但是值得注意的是,在做工藝分析的過程中,相應要合理規劃,爭取將余料的利用率達到較大。
四、工序的優化。如縱梁外板內加強板,通過工藝優化,鏡像后,有一模一件調整為一模兩件,材料利用率從14%提升到40%。
五、工藝應用。這種原材料降本方法,要結合企業的實際情況,有選擇地采用激光拼焊、擺剪、弧形落料、連續落料等工藝手段提升原材料的使用速率。尤其是激光拼焊工藝,可以使零件數量減少66%,這不僅可以減少模具使用數量,也提升了原材料的利用率。