吳秦軍

（陜西黃河工模具有限公司，陜西 西安 710043）

論如何提高汽車(chē)覆蓋件冷沖模材料利用率及其重要價(jià)值

吳秦軍

（陜西黃河工模具有限公司，陜西 西安 710043）

在當(dāng)今汽車(chē)制造行業(yè)之中，汽車(chē)的覆蓋件主要是以冷沖模材料進(jìn)行制造的。在汽車(chē)制造過(guò)程中，怎樣用最低的成本獲得最大的經(jīng)濟(jì)利益是汽車(chē)制造商一直探討的問(wèn)題。一個(gè)很好的辦法就是在保證質(zhì)量的同時(shí)降低制造汽車(chē)材料的成本，減少材料的浪費(fèi)程度。本文主要就制造汽車(chē)覆蓋件的冷沖模材料在利用率方面進(jìn)行論述，分析提高其利用率的方法，并探討出冷沖模材料在汽車(chē)制造方面的重要價(jià)值。

汽車(chē)覆蓋件；冷沖模材料；利用率；價(jià)值

在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時(shí)代，物價(jià)也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷變化，在生產(chǎn)制造方面，成本的增加一直是制造商的一大困擾。成本增加是多方面的因素，因此，降低成本也應(yīng)從多方面進(jìn)行思考。其中，去除一些比較難去降低成本的因素，提高生產(chǎn)材料的利用率是降低生產(chǎn)成本的一個(gè)重要且有效的方法。

1 提高冷沖模材料利用率的方法

從經(jīng)濟(jì)方面考慮，降低生產(chǎn)成本比較合理的方法就是減少材料的浪費(fèi)率，用最少的材料制造出最多的產(chǎn)品。

在冷沖模利用率的計(jì)算方面，主要有兩種計(jì)算公式，第一種是面積計(jì)算法，第二種是重量計(jì)算法，具體公式如下：

1.1 在面積計(jì)算法中提高利用效率的有效方法

在面積計(jì)算法中，與利用率有關(guān)的主要是步距、單位步距內(nèi)冷沖模的實(shí)際面積以及條料寬度。因此，要想在面積方面減少冷沖模材料的浪費(fèi)率，就應(yīng)從這幾方面進(jìn)行考慮。在實(shí)際制造中，我們可以知道，單位面積所用的材料是固定不變的，產(chǎn)生廢料的主要因素就是所用材料大于實(shí)際值的邊角部分，以及由于冷沖模實(shí)際的形狀而產(chǎn)生的廢料。

因此，為了降低材料的浪費(fèi)率，提高冷沖模材料的利用效率，就應(yīng)在生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到單位面積，將條料的寬度以及步距控制在一定范圍之內(nèi)，最好是與實(shí)際所需面積相差的程度越小越好，這里的程度是在滿足實(shí)際面積大小的基礎(chǔ)上來(lái)說(shuō)的。由于在實(shí)際生產(chǎn)制造的過(guò)程中，不可能達(dá)到所需材料與實(shí)際面積一致的情況，因此，在用材料方面就應(yīng)進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，以便最大程度地提高材料的利用效率，減少浪費(fèi)的部分。

同時(shí)，還應(yīng)將步距控制在相對(duì)較小的范圍之內(nèi)，這樣，就可以提高材料的利用效率。換句話說(shuō)，在面積計(jì)算法中，要想提高材料的利用效率，就應(yīng)當(dāng)減少材料的浪費(fèi)，也就是從減少工藝的廢料方面入手。在實(shí)際生產(chǎn)中，合理地利用廢料也可以減少生產(chǎn)成本。

在條件允許的情況下，可以在實(shí)際厚度相同的情況下，用較大面積的廢料制造出實(shí)際需要的面積較小的材料。有時(shí)候，還可以根據(jù)實(shí)際情況，在不影響質(zhì)量、整體制造情況下，在取得單位的認(rèn)可之后，可以適當(dāng)變換零件的形狀，將多余的材料運(yùn)用在生產(chǎn)制造方面，以此來(lái)提高冷沖模材料的利用效率。

1.2 在重量計(jì)算法中提高利用效率的有效方法

在重量計(jì)算法中，影響材料利用效率的就是材料的重量以及產(chǎn)品的質(zhì)量。在實(shí)際產(chǎn)品質(zhì)量確定的情況下，為了提高材料的利用效率，就應(yīng)當(dāng)降低使用胚料的情況。也就是說(shuō)，所用的胚料越少，制造的產(chǎn)品越多，獲得的效益就越高。

2 汽車(chē)覆蓋件常見(jiàn)的一些質(zhì)量方面的問(wèn)題

2.1 起皺

起皺是一種比較常見(jiàn)的問(wèn)題，會(huì)直接影響汽車(chē)表層的質(zhì)量。嚴(yán)重的時(shí)候，還會(huì)在后期制造的過(guò)程中影響整體的質(zhì)量，最終造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 破裂

在對(duì)汽車(chē)覆蓋件進(jìn)行沖壓的時(shí)候，由于會(huì)受各方面的影響，從而產(chǎn)生破裂的現(xiàn)象。破裂情況出現(xiàn)的原因主要包括三方面：第一，覆蓋件材料最大剪切應(yīng)力超出極限范圍之內(nèi)；第二，拉深失穩(wěn)；第三，最大拉力超出材料實(shí)際承受的能力。

2.3 回彈

在材料塑性的過(guò)程中，會(huì)對(duì)材料的形狀產(chǎn)生一些變化，當(dāng)壓力降低之后，就會(huì)產(chǎn)生回彈。在汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須考慮到實(shí)際出現(xiàn)的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)方面將這些問(wèn)題仔細(xì)分析，盡量減少這些問(wèn)題的出現(xiàn)。只有這樣，在冷沖模材料的運(yùn)用方面才會(huì)減少原材料的使用，從而節(jié)省成本，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

3 在減少坯料使用方面提高冷沖模材料利用率的方法

（1）對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品的冷沖壓工藝進(jìn)行分析。應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之處就去進(jìn)行，同時(shí)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)考慮到汽車(chē)產(chǎn)品的實(shí)際復(fù)雜程度，盡量減少材料在使用方面的浪費(fèi)，節(jié)省材料的使用。這樣，不僅對(duì)冷沖模的設(shè)計(jì)有幫助，還可以在制造方面提高冷沖模的應(yīng)用率。

就目前汽車(chē)產(chǎn)品的實(shí)際情況而言，若外形比較復(fù)雜，那么在產(chǎn)品制造的過(guò)程中就會(huì)比較困難，相對(duì)來(lái)說(shuō)，外形比較簡(jiǎn)單，在制造方面一般情況下也不會(huì)復(fù)雜。對(duì)于那些表面比較簡(jiǎn)單的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)方面就沒(méi)什么難度，因此，主要就外形復(fù)雜的產(chǎn)品進(jìn)行闡述。

對(duì)于比較復(fù)雜的產(chǎn)品而言，在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先開(kāi)始的應(yīng)當(dāng)是料邊。之后，應(yīng)按照事先設(shè)計(jì)好的模樣去進(jìn)行實(shí)際的排樣，接著，需要優(yōu)化車(chē)輛的外形以及邊界部位，盡量達(dá)到最佳程度。

進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì)，可以盡可能減少多余材料的使用。同時(shí)，對(duì)于一些必須進(jìn)行拉伸才可以實(shí)際使用的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，在拉伸成形的過(guò)程中首先應(yīng)當(dāng)考慮其工藝性，考慮到實(shí)際使用的時(shí)候的情況。

拉伸的產(chǎn)品應(yīng)是局部在車(chē)身上與搭接件無(wú)配合關(guān)系或是與內(nèi)飾件裝配無(wú)干涉的部位，應(yīng)盡量加大過(guò)渡的 R 角部分。例如，對(duì)于某一汽車(chē)產(chǎn)品而言，其R角值為 R5 mm， 經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)及更改之后，R角值變成了R13 mm，半徑變大了，這樣就可以使拉伸件成形的難度系數(shù)變得小一些，在此產(chǎn)品的成形方面就相對(duì)簡(jiǎn)單。通過(guò)這種設(shè)計(jì)，不僅可以提高所拉伸材料部件的剛性，同時(shí)，還可以提高冷沖模材料在利用方面的效率。在這一過(guò)程中，表現(xiàn)最為突出的就是成形變化比較明顯的冷沖模材料。

（2）在對(duì)冷沖模進(jìn)行開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的初期，所用的分析技術(shù)應(yīng)當(dāng)是CAE，用其對(duì)工藝造型方面進(jìn)行優(yōu)化，來(lái)達(dá)到降低坯料尺寸減的目的。

在筆者多年的實(shí)際工作中，可以總結(jié)出這一點(diǎn)，在汽車(chē)的覆蓋件方面，需要進(jìn)行拉伸工藝的零部件達(dá)到30%以上。也就是說(shuō)，拉伸工藝在汽車(chē)覆蓋件方面占據(jù)重要的地位。因此，在汽車(chē)覆蓋件冷沖模材料的設(shè)計(jì)之前，就應(yīng)當(dāng)將所要生產(chǎn)的汽車(chē)零部件等方面的產(chǎn)品進(jìn)行制造工藝的分析以及CAE分析，這具有不可替代的作用，在汽車(chē)生產(chǎn)制造方面具有非常重要的意義。

首先，需要科學(xué)地設(shè)定冷沖壓的工序，然后根據(jù)實(shí)際的情況，對(duì)沖壓角度進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，然后，利用三維軟件制作工藝補(bǔ)充面。在對(duì)坯料的外形改變的過(guò)程中，可以提高材料的利用效率，對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品的制造有著重要的意義。

4 提高汽車(chē)覆蓋件冷沖模材料利用率及其重要價(jià)值

在汽車(chē)制造方面，提高覆蓋件冷沖模材料的利用效率有著極其重要的價(jià)值。

（1）提高利用率可以節(jié)省汽車(chē)制造的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)者的效益。節(jié)省成本是每一位生產(chǎn)者都需要思考的問(wèn)題，近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)產(chǎn)品的種類(lèi)也在不斷增加，人們?cè)趯?duì)汽車(chē)的需求量增加的同時(shí)，也更加重視汽車(chē)的性價(jià)比。因此，汽車(chē)制造成本降低可以讓生產(chǎn)者更好地立足于汽車(chē)市場(chǎng)之上。

（2）提高利用效率與當(dāng)今“節(jié)能、環(huán)保”主題相符。目前，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)保主題，提高材料的利用效率，可以減少對(duì)自然材料的開(kāi)采。由于生產(chǎn)汽車(chē)的材料主要是從自然界中開(kāi)采出來(lái)的，對(duì)環(huán)境有一定的破壞，因此，通過(guò)提高材料的利用率可以對(duì)環(huán)境的壓力減小，同時(shí)減少?gòu)U料垃圾，減少對(duì)環(huán)境的污染程度。

（3）可以促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。自然資源是有限的，因此，人們應(yīng)當(dāng)減少對(duì)自然資源的使用，避免浪費(fèi)。提高材料的利用率不僅減少了人們對(duì)自然資源的使用情況，同時(shí)可以讓人們用最少的資源制造出盡可能多的產(chǎn)品。這樣，汽車(chē)生產(chǎn)者就可以在生產(chǎn)方面擴(kuò)大規(guī)模，不斷優(yōu)化汽車(chē)的生產(chǎn)制造，進(jìn)而促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在汽車(chē)制造方面，為了獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，必須從各方面考慮節(jié)約成本的方式，提升制造車(chē)輛所用材料的利用效率。經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在汽車(chē)制造初期在設(shè)計(jì)方面就應(yīng)當(dāng)對(duì)所用材料進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取在材料使用的過(guò)程中減少材料的浪費(fèi)程度。這樣，就可以減少不必要的成本，提高品牌在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，給生產(chǎn)者帶來(lái)最大的效益。

［1］ 曾文靜，戴煥發(fā). 論如何提高汽車(chē)覆蓋件冷沖模材料利用率及其重要價(jià)值［J］. 中小企業(yè)管理與科技，2011，（2）.

［2］ 趙俠，李延奎，康成. 汽車(chē)覆蓋件常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及影響因素研究［J］. 熱加工工藝，2010，（15）.

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On how to improve the utilization of car cover cold die material and its great value

U463.82

1009-797X（2015）22-0028-03

A DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.22.010

吳秦軍（1965-），1987年畢業(yè)于陜西機(jī)械學(xué)院機(jī)械工程系，研究方向?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)與制造。

2015-09-19