近幾年隨著人們生活水平的提高,汽車需求量也越來越大,各汽車廠的競爭日趨激烈,不斷投入具備成本競爭力的新車型搶占市場,與此同時,用于生產(chǎn)汽車鋼材所需的鐵礦石與焦炭等自然資源卻日趨緊張。提高材料利用率,不僅能降低汽車的制造成本,提高汽車品牌的競爭力,而且也符合節(jié)能降耗的環(huán)保理念。
針對一些異形的沖壓件,可以對開卷落料模具內(nèi)毛坯板料的排布方式進(jìn)行優(yōu)化,以減少廢料,盡可能多的開卷出毛坯板料,提高材料利用率。為提高市場競爭力,豐富銷售產(chǎn)品陣線,每年汽車廠都會有新車型的投入,新車型零件投入都會有新規(guī)格材料產(chǎn)生。當(dāng)車型批量生產(chǎn)結(jié)束時,對應(yīng)的專用鋼材都會因消耗緩慢而占用庫存,因此每增加一種新規(guī)格的鋼材就會造成庫存和管理成本的增加,汽車廠必須盡可能保證鋼材的通用性,減少鋼材的品種數(shù)量。
在一套模具上同時生產(chǎn)多個零件時,利用大零件孔洞處的廢料生產(chǎn)一個或多個小零件,達(dá)到提高材料利用率的效果。
模具設(shè)計時,將左右對稱零件設(shè)計在一起沖壓成形,通過工藝優(yōu)化,將兩張板料沖壓出兩個零件改為一張板料沖壓出兩個零件,減少工藝補充面積,提高材料利用率。
通過調(diào)整毛坯板料在拉延模內(nèi)的定位,減少拉延筋以外多余材料的工藝補充,從而減小零件所需的毛坯板料尺寸,提高材料的利用率。
鋼廠在生產(chǎn)鋼卷和鋼板時,對產(chǎn)品的厚度公差有一定的控制范圍,表1為卷料尺寸控制標(biāo)準(zhǔn)。如果鋼卷的厚度是按正公差交付到汽車廠,則開卷出來的毛坯板料厚度會在合格范圍內(nèi)偏厚,會造成毛坯板料和沖壓零件的實際重量高于工藝定額重量,另一方面,會造成鋼卷開卷出的實際板料數(shù)量少于理論數(shù)量,造成成材率降低。
部分零件在開卷落料時,會產(chǎn)生未利用的面積較大的廢料,將這些廢料用于汽車車身上其他小零件的生產(chǎn),汽車沖壓件可以避免小零件所用材料的單獨采購,節(jié)約了成本,同時也提高了整車的材料利用率。
沖壓工藝流程為材料供應(yīng)商以帶包裝的卷料供貨,卷料拆包后通過開卷設(shè)備剪切成沖壓所需的各種形狀板料,然后沖壓出各種零件。開卷時需要對卷料外圈、內(nèi)圈剪切處理,同時卷料頭尾需要穿過開卷設(shè)備,每卷材料頭尾約15米左右為生產(chǎn)正常損耗。因此開卷批量越大,卷料平均重量越重,開卷效率越高,卷料的平均損耗越少。
提高材料利用率的方法很多,更多的方法需要通過實踐驗證,例如沖壓覆蓋件下料時,將現(xiàn)有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀,通過改變板坯的形狀,縮短板坯長度,從而提高材料利用率,此方法需要核算模具的投資、維修成本與提高材料利用率后的收益關(guān)系??傊?,提高材料利用率是為了降低整車的完全成本,在做提高材料利用率方案時需要結(jié)合車型產(chǎn)量,考慮投資成本與收益的關(guān)系。