车身冲压件材料利用率提高方案

汽车覆盖件冲压工艺编制(上)汽车覆盖件形状复杂，表面质量要求高。

用最少的模具成本、最少的设备台时加工出高质量的冲压件，需要编制合理精益的工艺方案，是对工艺人员的高要求。

汽车覆盖件的特点和要求汽车覆盖件（以下简称覆盖件）是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和内部零件。

轿车的车前板和车身、载重车的车前板和驾驶室等都是由覆盖件和一般冲压件构成的。

覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和内部形状，它既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。

覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。

一、覆盖件的分类按功能和部位分类，可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架类覆盖件三类。

外部覆盖件和骨架类覆盖件的外观质量有特殊要求，内部覆盖件的形状往往更复杂。

按工艺特征分类如下：（1）对称于一个平面的覆盖件。

诸如发动机罩、前围板、后围板、散热器罩和水箱罩等。

这类覆盖件又可分为深度浅呈凹形弯曲形状的、深度均匀形状比较复杂的、深度相差大形状复杂的和深度深的几种。

（2）不对称的覆盖件。

诸如车门的内、外板，翼子板，侧围板等。

这类覆盖件又可分为深度浅度比较平坦的、深度均匀形状较复杂的和深度深的几种。

（3）可以成双冲压的覆盖件。

所谓成双冲压既指左右件组成一个便于成型的封闭件，也指切开后变成两件的半封闭型的覆盖件。

（4）具有凸缘平面的覆盖件。

如车门内板，其凸缘面可直接选作压料面。

（5）压弯成型的覆盖件。

以上各类覆盖件的工艺方案各有不同，模具设计结构亦有很大差别。

二、覆盖件的特点和要求同一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高等特点。

覆盖件的工艺设计、冲模结构设计和冲模制造工艺都具有特殊性。

因此，在实践中常把覆盖件从一般冲压件中分离出来，作为一各特殊的类别加以研究和分析。

覆盖件的特点决定了它的特殊要求。

1. 表面质量覆盖件表面上任何微小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观，因此覆盖件表面不允许有波纹、皱折、凹痕、擦伤、边缘拉痕和其他破坏表面美感的缺陷。

汽车“热成形钢板冲压件”材料手册一、零件性能要求及应用采用热成形钢板冲压件的零件通常是车身碰撞传力路径的安全结构件，大多要求具有高强度，起到防止碰撞时过分变形、入侵乘员生存空间的作用。

同时对零件的韧性有一定要求，比如车门防撞梁、B柱等，在发生碰撞发生变形时，不能过早弯折断裂，以起到吸收能量的作用。

下图1为沃尔沃V系列车型的白车身用材示意，红色代表热冲压零件，主要集中在正碰和侧碰路径上，包括A柱、B柱、C柱、前后纵梁、顶盖横梁、上边梁、门槛、地板横梁等。

由于轻量化及碰撞安全的越来越高的需求，热成型钢在汽车骨架上的应用比例也在不断扩大。

根据GM的公开资料，预计目前热成型钢年产能已达600万吨，与之相比，发展多年的第三代冷冲压高强钢的产量仅为3万吨。

如下图2，以Volvo为例，XC90在2015年热成型钢单车用量已从7%提升到38%，目前最新车型已达42%。

钢质或轻度钢铝混合路线的车企均大幅提升热成型钢占比，部分电动车企开始在电池包结构件上量产应用。

二、材料性能要求为了保证乘员舱的完整性和防撞性能，一般对热冲压材料（通常指1500MPa和1800MPa的硼钢）有如下需求：1. 高的材料强度；2. 良好的弯曲断裂韧性；3.均匀的组织性能；4.合适的成本；5.镀层材料还需求较好的耐蚀性（分为镀AS、镀锌和裸板）；6.良好的热处理工艺性能（奥氏体化温度、临界冷却速度）；7.良好的点焊、激光焊性能。

当然，现在随着汽车安全件的精细化设计需求，除了需求越来越高强度的硼钢（22MnB5、28MnB5、34MnB5）外，也需要中等强度的高韧性的热冲压材料作为软区材料，例如B柱的下端使用低合金高强钢6Mn6等，此类材料的需求为高弯曲韧性、良好的可焊性、较大的临界冷却速度，室温组织可以为铁素体、珠光体或马氏体组织。

三、行业用材分析1、行业用材现状•从基材来讲：①硬区：目前热冲压钢板主要应用的是1500MPa的22MnB5和1800MPa的34MnB5硼钢，用作硬区部位，即需要超高强度来减小或防止变形的部位；②软区：基于激光拼焊（TWB，Tailored Welded Blanks）技术的成熟，也有500/600MPa级的6Mn6、1000MPa级的8Mn*、1200MPa级的12Mn*等材料用于激光拼焊件的低强度部位，俗称软区。

浅谈车身钣金材料利用率提升方案研究作者：秦亚浩陈文波王少亚廖小刚来源：《时代汽车》2023年第20期摘要：本文主要介绍了整车开发周期（即造型，产品设计，工艺设计，现场调试，生产调试等阶段），通过与各模块专家进行探讨，以具体的方案进行分析归纳总结，为整车冲压材料利用率提升提供一种思路，对车身冲压材料利用率提升具有指导意义。

关键词：冲压材料利用率提升1 引言随着中国新能源汽车的快速崛起，各个汽车厂家竞争也逐渐激烈，如何使用相同的成本生产更高质量的汽车成为重中之重，针对一台整车，冲压零件使用率高占60%以上，而原材料费用占钣金开发成本的70%左右，具统计整车材料利用率每提升1%，整车成本可以节约50元左右，因此材料体用率的提升对于如何在相同成本下开发更高质量的汽车具有十分重要的意义。

本文从整车开发周期（即造型，产品设计，同步工程SE与工艺设计，现场调试，生产调试等阶段）对材料利用率提升以具体的案例进行分析。

2 整车开发周期材料利用率提升案例2.1 造型阶段方案造型阶段，在保证整车风格的情况下，通过调整制件材料利用率决定点分缝来提升材料利用率，下面以侧围与后背门外板进行阐述。

（表１）2.2 产品设计阶段1）产品设计阶段充分考虑材料利用率，模检具工装，焊装夹具等，对产品制件进行合理的拆分与合并。

（表２）2）产品设计在不影响功能性的情况下对结构件冲压件边界位置进行调整，进一步提升材料利用率。

（图１）以产品某结构件为例。

2.3 同步工程阶段以及工艺设计阶段2.3.1 生产钣金板料改善提升材料利用率1）设计初期阶段需充分了解汽车生产基地开卷落料线设备，冲压制件板料尺寸尽可能满足开卷落料设备，原因如下；普通板料相比开卷落料存在长度限制，因此产生废料远远大于开卷落料，开卷落料可以极大提高钣金的材料利用率。

（图２）2）弧形料，梯形料以及锯齿料片的使用提升材料利用率同步SE分析阶段依据制件形状选择合适的料片可以极大的提高制件的材料利用率；下面重点阐述有利于提升材料率的三种板料，即弧形料，梯形料以及锯齿料；2-1）弧形料如机盖外板，前后均存在弧度，可以考虑采用弧形料，在同等卷宽的情况下，极大的缩减了步距，从而提高了材料利用率，以某主机厂抽取10款车对比结果为例，材料利用率平均可以提升6%，单件节省5.57元，按主机厂年车100万台/年，进行粗算仅机盖外板单年节约557万，10年节约成本约5000万；（图３）2-2）梯形料原理与弧形料一致，不再进行特殊说明；一般门外板以及翼子板，后背门内外板会采用梯形料。

中国汽车冲压行业的技术发展趋势学号：10809010411 姓名：姜帆1．摘要冲压成形技术直接影响到车身产品质量、制造成本乃至开发周期，是汽车车身制造技术的核心部分。

近十年来，计算机技术、信息技术、现代测控技术与冲压成形技术的交叉融台，从广度和深度上推动了汽车冲压行业的迅速发展。

随着汽车制造工业全球化的推进．国际模具产业向中国转移的速度正在加快。

我国的冲压行业既充满发展的机遇，又面临以高新技术进一步变革传统技术的严峻挑战。

2．关键字：冲压成形技术；汽车冲压行业；模具产业3．前言汽车制造中有60%-70%的金属零部件需经塑性加工成形，冲压加工是完成金属塑性成形的一种重要手段，它是最基本、最传统、最重要的金属加工方法之一。

如车身上的各种覆盖件、车内支撑件、结构加强件，还有大量的汽车零部件，如发动机的排气弯管及消声器、空心凸轮轴、油底壳、发动机支架、框架结构件、横纵梁等等，都是经冲压成形技术正向精密、多功能、高效节能、安全清洁的生产方向发展，冲压工件的制造工艺水平及质量，在较大程度上对汽车制造质量和成本有直接的影响。

所谓冲压工艺性是指冲压件对工艺品的适应性，即所设计的冲压件在尺寸大小、尺寸精度与基准、结构形状等是否符合冲压加工的工艺要求。

汽车冲压件都应具有良好的工艺品性和经济性，衡量其水平的重要标志有冲压件的工序数、车身总成的分块数量和尺寸大小、冲压件的结构等因素。

减少冲压过程的工序数，意味着减少冲压件数、节省工装数量、简化冲压过程的传送装置，缩减操作人员和冲压占地面积，是节约投资额和能耗的极好措施，所以冲压制造商都能把冲压工序数设计作为降低汽车制造成本的重要途径，甚至不惜改进产品设计来满足制造工艺方面的要求。

同时，还应采用尽量大尺寸的合理的车身总成分块，如整块式车身左右侧板及车顶盖板，既可使汽车外形美观。

空气阻力减少，又可减少冲压件数量及焊点，能有效地降低成本。

而且现代汽车制造大量使用卷料、薄壳式整体车身结构的高强度钢板与镀锌钢板，都要求应用冲压新工艺。

瑞鹄汽车模具有限公司冲压件质量控制标准和管理办法1、目的本标准旨在明确制造过程中对各种冲压件质量的描述、检验方法、判定标准、及对冲压件固有缺陷记录和使用标准，为制造过程质量检验提供依据。

2、范围本标准适用于本公司冲压科职责范围内生产的冲压件半成品和成品。

3、术语3.1 关键冲压件对整车的结构、装配、生产工艺、使用性能、安全等方面有重要影响的冲压件。

将这一类冲压件作为过程质量的关键环节去加以控制，列为关键冲压件。

（由客户提供各车型的关键冲压件清单，形成《关键冲压件清单》。

）3.2 固有缺陷针对前期产品开发过程中，因技术规划及设计等原因导致的冲压件存在一些工艺上无法彻底整改的缺陷。

冲压科与质保部结合客户的意见对这些缺陷进行固化和稳定。

4、冲压件质量检验标准制定原则一个车身上的冲压件大概有300-600 个，但每个冲压件的质量要求是不一样的。

为了在提高整车质量的同时要充分考虑到生产技术条件和质量成本等因素，以便能够充分提高整车生产的综合效能。

因此，制定冲压件的质量检验标准需要结合生产工艺技术条件和车身的使用性能等要求，对不同类别的冲压件制定相应的质量标准。

4.1 根据冲压件在车身上功能尺寸等作用分为：关键件和非关键件。

4.2 根据冲压件在车身上的位置不同及客户的可视程度分为：A、B、C、D 四个区域。

4.3 根据冲压件上孔在车身装配及工艺要求分为：一般孔、定位孔、装配孔。

4.4 根据冲压件上料边在车身焊接、压合等工艺要求分为：一般料边、压合料边、焊接料边。

5、冲压件在整车上分区定义如下图所示：汽车分四个区域：两个外区和两个内区。

5.1 外1 区（A区）车身腰线装饰条或防擦条的下边线、前翼\后翼轮罩边线等以上部位，不包括当车身前后风挡玻璃上边缘离地高度大于1700mm 的车型的顶盖和天窗区域。

5.2 外1 区（B区）车身腰线装饰条或防擦条的下边线、前翼\后翼轮罩边线等以下部位。

车身前后风挡玻璃上边缘离地高度大于1700mm的车型的顶盖和天窗区域。

汽车冲压生产的排产优化研究摘要：汽车冲压工艺是汽车加工及制造的重要组成部分，汽车冲压件品质直接影响到汽车装配及实际使用性能，故对汽车冲压件工艺开发的控制至关重要。

关键词：汽车；冲压；优化引言汽车冲压件制造是汽车制造的重要组成部分，对冲压工艺技术质量的控制，有利于提升整个汽车制造质量。

冲压工艺是一种金属加工方法，利用冲压设备及模具对金属板料施加压力，使金属板料发生塑性变形及分离，从而获得设计预期的冲压零件。

汽车冲压件工艺的开发进程对整个项目进度有着重要的影响，在开发过程中应当严格把关，消除工艺及模具问题，尽可能降低冲压故障率，从而有效提升冲压件质量。

1冲压工艺定义在汽车的日常车身制造过程中，尤其对于大型的车身覆盖件来说，冲压成形工艺起到了关键作用。

因为大型的车身覆盖件尺寸结构较大，且形状较为复杂，相关的质量要求也较高，所以冲压工艺具有极大的优势。

当前轿车车身的覆盖件、客车各类骨架、载重货车货箱板、驾驶室以及车前钣金件等的制作都应用了冲压成形工艺。

2汽车冲压生产特点区别于普通的生产计划，汽车冲压生产有以下特点。

（1）模具准备时间长。

每种冲压零件都有一套专用模具，将模具从模具库中调运到生产线，并进行安置的准备时间需几十分钟到几小时不等，远长于单个零件几秒至十几秒的产出时间。

（2）大批量轮番生产。

由于模具的准备时间远长于单个零件的产出时间，并且准备过程对人力和能源的消耗均较大，因此在生产中应尽量减少换模，增大零件单次生产的批量，进行大批量轮番生产。

（3）换模时间不可忽略。

换模指在上一个零件生产完成后，将待生产零件的模具换上生产线并设置的过程。

换模时间在生产排产中需被纳入考虑。

（4）需求拉动。

汽车生产是典型的需求拉动型产业，冲压车间生产计划必须满足下游车间对零件的需求，否则将造成下游生产无法按计划进行。

基于以上几个特点，汽车冲压生产规则特殊，需求不固定，传统的生产计划和排产研究难以满足汽车冲压生产的排产需求。

随着汽车行业技术水平的迅猛发展，相应的车身加工工艺也日新月异，衍生出了许多新型的加工工艺，如3D打印等，但冲压加工仍是现阶段汽车车身零部件制造的主要加工工艺。

冲压件作为白车身制造的基础，冲压件的零件精度决定了白车身的尺寸精度水平。

因此，在新的
冲压件开发时，应该从开发过程的
各个环节进行质量控制，涵盖前期
的零件精度等级划分、零件尺寸及
公差GD&T图样的编制，中期的冲
压工艺方案设计，后期的试制件匹
配验证及问题整改等多个方面。

以下就针对冲压件开发过程的
各主要阶段进行质量控制方案的详
细说明。

目标设定阶段
在新车型开发时，根据产品的
质量目标设定及Benchmark的对标
结果，确定整车及白车身的精度目
标，并通过尺寸工程的计算分析，
冲压件开发过程中的产品质量控制及提升方案浅析
□陕西重型汽车有限公司/范彬
主要阐述了冲压件开发全过程的产品质量控制要素及后续质量提升的方案。

文章内容从冲压件的质量目标设定、精度等级划分、GD&T图样制定、工艺方案设计、试制件匹配验证及后期冲压件质量的分级提升方案等方面进行了说明，为新产品冲压件开发时各阶段的质量控制提供参考经验。

考。

汽车零部件约70%的金属零部件是通过冲压加工得到的，对于冲压而言，材料利用率高低直接影响着经济效益的高低。

应从以下方面提升其利用率。

1、工艺改进1）料边缩减对成品件和拉延件进行对比，利用AutoForm软件、UG软件等对拉延工艺进行成形分析，确认是偶减少工艺补充，或将拉延筋向里移动是否能实现该产品，已节约材料，并最终经过实验验证确认。

2）减少冲裁废料冲裁所产生的废料为结构废料和工艺废料。

减少工艺废料有效措施是：设计合理的排样方案；选择合适的板料结构和合理的裁板法；利用废料做小零件等。

3）拉延改起伏成形拉延是把平直毛料或工序件变为曲面形的一种冲压工序。

起伏成形时依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的工序。

起伏成形中材料厚度的改变为非意图性的。

可以将拉延-修边-冲孔改为落料-成形-（冲孔+修边），以减小工艺补充，减低材料使用。

2、余料再利用又称套材，是将使用后的多余来生产其它制件的方法，分为直接再利用和增大后再利用两种形式。

1）余料直接再利用对较大的余料进行简单的工艺分析，进行简单的模具制造设计后，直接生产出较小制件。

2）增大余料后再利用余料仅比制件小一点而不能被使用时，可以核算将余料增大，至能再利用生产出制件大小的定额，以节约材料。

3、新工艺1）激光拼焊拼焊技术经过多年的发展，技术逐渐成熟，采用拼焊板技术可以使零件数量减少66%，大大减少了模具数量，提高了材料的利用率。

常见拼焊的材料有钢板、铝合金板、夹层板和镁合金板。

2）摆剪冲压制件形状各异，可以调整毛坯料形状达到材料利用率提升。

目前，开卷设备具有摆剪功能，可以通过设备实现梯形结构，也可以使用剪板机通过对定位方式改变进行角度剪切，实现直角梯形。

3）开卷落料模目前，开卷设备普遍具有通过模具落料功能，可以通过增加落料模具实现弧度板料，实现材料利用率的提升有效提高规划阶段冲压件的钢材利用率作者：合肥工业大学张磊来源：AI汽车制造业年来我国汽车企业每年消耗约2000万吨钢材，而且还在以两位数的百分比逐年增长。