摘要：影響材料利用率的方面很多，為了保持產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，需要不斷開(kāi)拓思路、挖掘潛力。當(dāng)沖壓件的外形確定后，其供貨成本由生產(chǎn)所需坯料尺寸決定，用材料利用率值來(lái)衡量坯料尺寸的合理性。對(duì)于整車(chē)來(lái)說(shuō)，材料利用率值越高，說(shuō)明工藝水平越高，成本控制越好。鑒于此，本文對(duì)材料利用率在汽車(chē)車(chē)身開(kāi)發(fā)中的全過(guò)程控制進(jìn)行了分析探討。

1 汽車(chē)車(chē)身開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

汽車(chē)行業(yè)是重要的國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，屬于集資金、技術(shù)以及勞動(dòng)密集特性于一身的產(chǎn)業(yè)、行業(yè)。在目前的國(guó)際經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中，汽車(chē)貿(mào)易的產(chǎn)值占到全球各項(xiàng)貿(mào)易產(chǎn)值的大約15%，而在汽車(chē)交易市場(chǎng)中，美國(guó)通用、日本豐田等大型汽車(chē)制造商旗下的各品牌汽車(chē)銷(xiāo)量占到全球市場(chǎng)中的 70%，份額極其巨大。在當(dāng)前的消費(fèi)市場(chǎng)中，消費(fèi)者對(duì)于汽車(chē)的個(gè)性化、獨(dú)特性要求越來(lái)越高，單一車(chē)型的生產(chǎn)量降幅巨大，車(chē)型的更新?lián)Q代速度加快，因此新車(chē)的開(kāi)發(fā)、制造周期也就相應(yīng)有所縮短，使得車(chē)身開(kāi)速開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展顯得更為迫切。在我國(guó)，自從 1992 以來(lái)，汽車(chē)行業(yè)以進(jìn)入到了快速發(fā)展的時(shí)期。經(jīng)有關(guān)銷(xiāo)售數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001 年至 2015 年這 15 年間，將是我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的重要時(shí)期，市場(chǎng)需求量巨大、技術(shù)基本發(fā)展成熟、國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平有所提高，這三方面決定了我國(guó)汽車(chē)工業(yè)具有發(fā)展的良好機(jī)遇。

2 產(chǎn)品分件線(xiàn)設(shè)置階段的材料利用率控制

車(chē)身造型的優(yōu)劣也直接影響到整車(chē)的利用率，車(chē)身幾乎所有的大型覆蓋件都在造型鎖定時(shí)，外形輪廓也相應(yīng)被鎖定了，零件和零件之間的分隔線(xiàn)決定了零件的形式，也決定了零件利用率的高低；零件和零件之間分隔線(xiàn)位置及內(nèi)部結(jié)構(gòu)件分隔線(xiàn)位置除影響制件的制造工藝性外，還決定了整車(chē)材
料利用率的高低。

以發(fā)動(dòng)機(jī)蓋外板為例，前后弧度近似平行的分界線(xiàn)利于材料利用率的提升。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋外板采取比較時(shí)，分件模式更合理，可實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于無(wú)廢料排樣，大幅度提升材料利用率。以某車(chē)型門(mén)內(nèi)外板為例，前后分件線(xiàn)位置及形狀設(shè)置的不合理，影響了材料利用率的提升。

二產(chǎn)品數(shù)模分析階段的材料利用率控制

2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理定義可實(shí)現(xiàn)的材料利用率控制

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理定義可以實(shí)現(xiàn)各部位結(jié)構(gòu)的實(shí)用性以及較高的材料利用率。分塊不合理影響了材料利用率的提升，在我們建議下，產(chǎn)品部門(mén)經(jīng)過(guò)對(duì)產(chǎn)品分塊的重新優(yōu)化，材料利用率提高了 3%。

2.2 料厚和材料牌號(hào)的合理定義可便于實(shí)現(xiàn)廢料利用

對(duì)于小的制件材料牌號(hào)定義時(shí)，可以在其滿(mǎn)足使用要求的情況下，盡量與大件的牌號(hào)保持一致，以便后期大件廢料的回收再利用。在沖壓 SE 過(guò)程中，將利廢方案反饋設(shè)計(jì)部門(mén)，征求小件材料牌號(hào)變更。

3 工藝規(guī)劃階段的材料利用率控制

3.1 沖壓工藝方案對(duì)材料利用率的影響。

我公司正在開(kāi)發(fā)車(chē)型后門(mén)外板的兩種不同的沖壓工藝，沖壓工藝生產(chǎn)時(shí)必須采用方料成形，造成材料的大量廢料浪費(fèi)。沖壓工藝方案生產(chǎn)時(shí)采用右圖排樣方案并配合擺剪的應(yīng)用，極大地提高了材料利用率。

3.2 工藝規(guī)劃階段先進(jìn)工藝及工裝的運(yùn)用。

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋類(lèi)制件采用弧形刀，以提高材料利用率。目前，我公司已成功開(kāi)發(fā)了多套弧形刀模具，其弧度分別為 R≈2，065mm、R≈1，800mm、R≈1，500mm 和 R≈1，800mm 等一個(gè)系列；弧形刀模具實(shí)現(xiàn)了多個(gè)車(chē)型發(fā)蓋內(nèi)外板多個(gè)制件的共用；其中弧度為 R≈2，065mm 的弧形刀應(yīng)用到 B2X 及 B1X車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)外板的工作已經(jīng)完成。以 R≈2，065mm 的弧形刀應(yīng)用到 S1X、T1X、A2X 車(chē)型的發(fā)蓋外板上為例，說(shuō)明弧形刀對(duì)材料利用率提升的作用，具體數(shù)據(jù)如表 1 所示。

表 1 弧形刀應(yīng)用前后材料利用率的對(duì)比表

對(duì)正在開(kāi)發(fā)車(chē)型的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)外板套用已開(kāi)發(fā)的弧形刀是否可行進(jìn)行驗(yàn)證也是提高材料利用率工作的一部分，為提高驗(yàn)證的可靠性，減少試沖報(bào)廢，在物理驗(yàn)證之前，借助Autoform 成形分析軟件進(jìn)行 CAE 分析，B1X 車(chē)型的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋外板的 CAE 分析結(jié)果，分析結(jié)果是基于邊界條件相同的前提條件下進(jìn)行的、從分析結(jié)果可以看出，采用方形料和弧形料成形效果基本相同。B1X 車(chē)型的發(fā)蓋外板物理驗(yàn)證的制件照
片，從而可以判斷采用弧形料完全可行。

4 工藝規(guī)劃階段合理的排樣以提高材料利用率

P1X 車(chē)型后門(mén)內(nèi)板后部的沖壓工藝方案；目前，采用方料加拉伸切角的工藝，造成了材料的極大浪費(fèi)，后期通過(guò)模具的改造并通過(guò)合理排樣，以實(shí)現(xiàn)提高材料利用率的目的。M1X 車(chē)型的后底板目前大都采用方料拉伸成形的工藝方案，造成了材料的極大浪費(fèi)，后期新開(kāi)發(fā)車(chē)型可考慮采用 “T”形料及排樣方式。

5 批量生產(chǎn)階段的材料利用率控制

5.1 批量生產(chǎn)階段的規(guī)格優(yōu)化的材料利用率控制

對(duì)于量產(chǎn)車(chē)型，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)排查，建立明確潛在可實(shí)施規(guī)格優(yōu)化制件的檔案，以便后期備查；同時(shí)，也確保規(guī)格優(yōu)化已經(jīng)實(shí)施到最佳狀態(tài)。

5.2 批量生產(chǎn)階段的工藝方案優(yōu)化的材料利用率控制

通過(guò)對(duì)條料生產(chǎn)的制件增開(kāi)開(kāi)卷落料模等措施，減少單車(chē)廢料的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)制件材料利用率的提升。
提升車(chē)身材料利用率是整車(chē)降本的有效方法，降低車(chē)身成本，從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初期到批量生產(chǎn)的驗(yàn)證階段，材料利用率應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)重要的指標(biāo)，落實(shí)到多功能的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，形成從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的實(shí)期到批量生產(chǎn)階段全過(guò)程控制的模式，實(shí)現(xiàn)材料利用率的全面提升。

6 結(jié)束語(yǔ)

提升車(chē)身材料利用率是整車(chē)降本的有效方法，降低車(chē)身成本，從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初期到批量生產(chǎn)的驗(yàn)證階段，材料利用率應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)重要的指標(biāo)，落實(shí)到多功能的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，形成從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的實(shí)期到批量生產(chǎn)階段全過(guò)程控制的的模式，實(shí)現(xiàn)材料利用率的全面提升。