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降低沖壓生產成本

知識百科

    沖壓生產成本占整車生產成本的39%， 而在沖壓生產成本構成中， 沖壓鋼板材料成本又占91%， 所以在整車生產成本控制中， 降低沖壓生產成本， 提升材料利用率， 就成為了重中之重 。

選材的要素

1．材質和料厚

在產品設計選材時， 避免選用高牌號的材質造成產品性能過剩， 同時， 在滿足產品、工藝要求的前提下， 盡量選擇現有已量產車型所用的材質、料厚， 形成材料平臺， 為后續的采購、庫存管理提供便利 。 如普通冷軋板的關鍵性能要求就是其拉延性， 所以在符合產品質量的要求下盡量選擇低牌號的材料 。 而對于料厚的選擇， 除了要考慮車身成形后的強度、重量外， 還要注意料厚的大眾化 。 因為特殊的料厚， 供應商很難供貨， 而且價格也高 。

2．板材卷寬的選擇

在鋼板規格種類中， 不管是定尺板還是卷板， 同種材質、料厚的材料， 卷寬不同銷售價格不同 。 所以， 要想降低成本， 就要從采購卷寬的制定上下功夫， 在保證材料利用率的前提下盡量選取不加價的卷寬區間 。 如對于定尺板盡量選擇合適的規格尺寸， 從鋼廠剪切完成后， 不必進行二次剪切， 降低剪切費用；對于卷板， 盡量選擇開卷成形的卷料規格及工藝， 減少二次剪切的工作量， 提高工作效率 。

3．板厚偏差的選擇

板材的厚度存在偏差要求， 通常在偏差允許的范圍內， 應首先選用下偏差的板材， 從而節約采購成本 。

設計中注意控制產品成本

1．構建鋼板材料規格平臺

隨著市場上新車型推出速度得加快， 鋼板采購品種也不斷增加， 設計人員進行設計時應注意盡量利用現有的材料規格， 同時企業應該以現有材料規格為基礎， 在工藝、采購部門建立材料規格平臺 。

2．根據車型產量適時調整材料采購規格

汽車企業在產車型較多， 各種車型的產量是不同的， 應注意生產數量與采購批量相結合， 對于產量較小的車型， 設計時應注意減少此車型專用材料規格， 進行規格合并；對于產量較大的車型， 可適當增加材料采購品種 。

裁剪方法

1．運用擺剪方式代替直切提高材料利用率

圖1所示中， 左邊圖為普通的直切方式， 如果零件的毛坯尺寸是圖中虛線的形狀， 那么圖中虛線與直線之間的材料就是多余的 。 右邊為擺剪方式， 利用擺剪線直接在虛線位置進行切斷， 提高了材料利用率 。  

降低沖壓生產成本

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圖1 直切（左）和擺剪（右）
2．套裁的運用

不同板材的剪切尺寸可以拼合 。 如兩零件毛坯尺寸為580mm、420mm， 分別用卷寬為1200mm、1000mm的卷料開卷剪切， 每生產兩個零件會產生40mm、160mm寬的廢料 。 如果這兩個零件在單車上的用量相同， 就可以采用1000mm寬的卷料， 一次剪切可以獲得兩個零件， 無廢料產生 。

3．采用落料模具落料

采用落料模具或級進模具， 可以充分利用余料， 提高生產效率和材料利用率 。

4．適當均分余料

對于某種材料規格， 可能用于很多種制件， 通常一種材料規格不是對于每個制件都是合適的， 可能存在余料 。 對于可以利用的余料， 余料剪切是有必要的， 反之就是多余的， 可以采用余料均分的方式減少剪切 。 例如， 某零件的毛坯尺寸為180mm×1240mm/6mm， 開卷尺寸為180mm×1250mm， 可見有180mm×10mm的剪切余料， 如果此余料不能被利用， 在模具允許的情況下， 可以適當調整模具， 使余料進行均分， 直接在沖壓工序剪切掉廢料 。

沖裁工序中的改善

1．減小或取消搭邊值

圖2中所示的a（搭邊）、b（延邊搭邊）的設定在JB/T9176《沖壓件材料消耗工藝定額編制方法》中是有推薦要求的， 如果在進行模具調試時搭邊過大， 就可以通過修改模具減小或取消搭邊， 提高材料利用率 。  
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圖2 搭邊值圖例
2．將零件毛坯尺寸由塊料改為條料

根據模具的具體情況考慮將塊料（一模一件或一模兩件的毛坯料）改為條料（對零件毛坯進行排樣， 設定一定的步距， 一料出多件的毛坯料） 。 一般采用條料毛坯尺寸的沖壓件大部分形狀較小， 材料利用率也比較高 。 對于單件毛坯尺寸較大的零件， 更改為條料后， 重量會增加， 受搬運問題的限制， 不適合使用條料毛坯 。 因此要想辦法將較大沖壓件的塊料毛坯改成條料毛坯， 如圖3所示， 將零件的毛坯尺寸由塊料改為條料后， 單件材料利用率提升了20.97%， 只要投資增加一些搬運工具或吊具， 改善所收獲的效益是很大的， 投資相對于收益來說是值得的 。 【降低沖壓生產成本】 
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圖3 將塊料毛坯改成條料毛坯
3．正反方向套沖

根據零件形狀適時選擇正反方向沖裁， 雖然操作起來有些麻煩， 但對提高材料利用率效果是很明顯的 。

成形工序中的改善

1．減少搭邊值

這與在沖裁工序減少搭邊值的內容相同， 只是工序不同， 可以參考沖裁工序減少搭邊值的方法進行 。

2．由淺拉延改為成形

這是對制件沖壓工序的改善， 通過改變成形工藝， 減少零件的毛坯尺寸 。

此外， 還可以采用一模兩件或一模兩腔， 提高工作效率 。

余料的利用

1．將有利用價值的余料直接生產小型制件

可以將剪切或沖壓產生的余料用于生產小型制件， 減少正常板料的使用， 提高材料利用率 。

2．將規格較大的平整材料分揀單獨出售

對于有利用價值的大塊板料， 如果自己不能使用， 可將其按照種類分類出售， 提高廢料出售價值， 增加收益 。

3．將余料提供給配套廠家帶料加工

對于有配套廠家的企業， 還可以將可利用的板料提供給配套廠家， 采用來料加工方式， 降低采購成本， 增加收益 。

其他方面的改善

1．沖壓工序合并

將零件的多個沖壓工序進行合并， 減少工序數量， 這種改善在減少工序提高效率的同時， 還可以考慮與減少搭邊、毛坯尺寸等改善相結合， 提高材料利用率 。 例如， 某制件改善之前的沖壓工序為拉延-修邊沖孔-翻邊、整形、沖孔-側修邊、分離， 經過工藝改善， 可以將工序改為落料-成形， 在減少工序的同時， 毛坯尺寸也減小了 。

2．按照模具的運轉條件選擇機床

這是最基本的要求， 排查現場“大馬拉小車”的情況， 選擇最經濟合理的沖壓機床， 減少能源消耗， 提高效率 。

3．一機雙?；蚨嗄５母纳?

考慮制件工序的工藝要求及機床情況， 可以在同一機床上同時安裝兩套模具或多套模具， 一次性生產多個工序的制件， 提高工作效率 。

結語

上述降低沖壓生產成本、提高材料利用率的改善措施， 是結合各專業的現場改善經驗總結而來， 只要我們勇于探索， 勤于鉆研， 發現現場的浪費與不合理， 采用以上改善方法， 現場改善與產品、工藝設計相結合， 就一定能為企業創造更大的效益 。