汽车车身钣金件技术降成本方法研究(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】主机厂,特别是合资品牌主机厂车身钣金件往往会使用一些进口材料,基于材料性能评价,对整车所有零部件材料国产化情况进行整理,调研国内材料供应
主机厂,特别是合资品牌主机厂车身钣金件往往会使用一些进口材料,基于材料性能评价,对整车所有零部件材料国产化情况进行整理,调研国内材料供应商能力,寻找进口材料替代牌号,并通过材料评价及实验试制等手段却行可行性。因此,材料的国产化是成本优化的有效途径。
2.4 新材料应用
新材料的应用有利于零件在提升性能的同时实现成本降低,目前应用较多的新材料主要有高强钢、铝合金、免中涂材料、激光拼焊板等,需要结合具体的零部件性能及特点进行新材料应用研究。
3 工艺设计优化
汽车车身钣金件主要的工艺流程为落料→成形→焊接→(涂装);因此,结合钣金件生产流程,对钣金件工艺设计优化方法进行分类说明。
3.1 落料工艺优化
落料工艺优化主要包括坯料形状优化、排样优化、以及落料新工艺应用等方面内容。
坯料形状优化是指结合零部件坯料决定点及成型状态,对零部件坯料形状进行优化设计,实现最高的材料利用率。
排样优化是指基于钢材初始宽度和落料方式,对坯料排样形式和搭边值进行优化。如图3 所示,通过调整排样布局,可减小采购宽度,同时提高材料利用率。
落料新工艺应用包括开卷落料、摆剪、弧形落料等新型工艺的应用,合理的运用以上工艺能够有效的提高材料利用率,降低成本。
图3 排样优化
3.2 冲压工艺优化
冲压工艺优化主要包括成型/开口拉延/浅拉延工艺采用、一模两件设计、工序优化等方面内容。
为提高冲压工艺的材料利用率,可通过优先采用成型工艺、开口拉延、浅拉延工艺实现。如图4 所示,由于拉延工艺需要设置大量的工艺补充面和压边量,因此耗费的原材料远大于成型工艺。
一模两件工艺设计主要是针对门板等材料利用率角度零件采用对称配置的方式进行成形,可有效改善成形状态和材料利用率。
图4 拉延工艺与成形工艺对比
3.3 套裁及余料回收
针对侧围、后背门、门内外板等具有较大剪切面积的零部件,可通过提前在其“废料”部位嵌套布置小件成形,通过减少小件材料及模具费用实现成本降低。针对侧围门洞余料,可通过回收的余料生产其他小型钣金件,从而实现材料成本降低。
3.4 焊接工艺优化
针对焊接的工艺特点,焊接工艺优化从技术角度主要包括焊点布置优化,基于其他竞争车焊接设置情况及实验分析,对焊点数量及布置形式进行优化,主要包括焊点间距变大,双排焊点变单排焊点。
3.5 涂装工艺优化
涂装工艺优化主要是指针对如机舱横梁等外制涂装件,可通过涂装内制化实现零部件成本下降。
3.6 新技术应用
冲压新技术应用主要是指先进成形工艺应用。
近些年随着技术的发展新型成形工艺不断涌现[17],目前已经实现量产应用的主要有热成型工艺、辊压成形工艺、液压成形以及旋压成形等工艺,这些工艺能够有效提高零部件性能,同时实现一定的经济效益。
另外,冲压工艺优化过程中通常会结合同步工程进行工艺优化和可行性的验证。车身钣金件的同步工程(SE)是指设计人员在汽车设计早期阶段基于CAE 辅助设计针对车身钣金件冲压全过程进行数值模的方法。
4 模具调试优化
模具调试阶段优化是指量产前或量产后对模具及钢材坯料基于实际冲压结果进行参数优化的方法。主要包括模具工艺参数优化及坯料线优化。
模具工艺参数优化主要包括气垫压力、平衡块间隙、压料间隙以及拉延筋圆角及间隙优化。这些参数的调整能有效改善钣金件在拉深过程中的板料状态,从而实现坯料尺寸的优化。
坯料线优化主要是基于模具试制结果,分析拉延件边缘离拉延筋之间的距离,如有余量,可进一步优化坯料尺寸,以提高制件材料利用率。
5 结论
汽车车身钣金件是汽车成本的重要组成部分,通过分析车身钣金件制造价值链,文章系统的总结了车身钣金件的技术降成本手段和方法,对汽车制造企业在车身钣金件成本优化具有一定的参考借鉴意义。
[1] 赵崇焱,郑玉婴.基于CAE 提升车身钣金件材料利用率的案例[J].锻压技术,2017,(3):52-56.
[2] 邹刚.如何利用DYNAFORM 提高材料利用率[J].模具工业,2012,(7):41-43.
[3] 徐国庆,段宝娟,锡洪鹏,等.材料利用率控制方法的探讨[J].模具技术,2014,(6):32-36,44.
文章来源:《材料科学与工程学报》 网址: http://www.clkxygcxb.cn/qikandaodu/2021/0616/597.html
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