周理德 王健 江克洪 孟宇軒

寧波吉利汽車(chē)研究開(kāi)發(fā)有限公司 浙江省寧波市 315336

1 引言

在汽車(chē)制造行業(yè)，提高材料利用率是企業(yè)降本增效最行之有效的辦法，也是最容易看到明顯效益的辦法。材料利用率的分析，一般是將本期的實(shí)際利用率與計(jì)劃、上期或同類(lèi)型企業(yè)的材料利用率相比較。通過(guò)比較，找出差距，尋找原因，制定措施，加以改進(jìn)。

圖1 矩形料片

圖2 梯形料片

圖3 弧形料片

2 材料利用率的表示方法

沖壓件的材料利用率，主要用如下公式表示：材料利用率=（單位產(chǎn)品中所包含的材料凈重量/單位產(chǎn)品耗用材料重量）×100%。上列材料利用率的數(shù)值越大，表明材料的有效利用程度越高。材料利用率越高，意味著用同樣數(shù)量的材料，可以生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，單位材料成本越低。如果能達(dá)到100%，就表示投入生產(chǎn)的材料全部得到了有效的利用。

3 機(jī)蓋內(nèi)外板常用的料片形式

目前機(jī)蓋內(nèi)板、機(jī)蓋外板的成型料片，主要有3種形式：（1）矩形料片；（2）梯形料片；（3）弧形料片。矩形料片：是最原始也最簡(jiǎn)單的形式，在早期的工藝設(shè)計(jì)采用的最多的一種形式，目前仍廣泛使用。梯形料片：是一種改進(jìn)的料片形式，利用剪切機(jī)的擺剪功能生產(chǎn)出來(lái)，無(wú)需落料模即可生產(chǎn)?；⌒瘟掀菏且环N新的料片形式，是需要落料模才能生產(chǎn)出來(lái)的料片。

4 對(duì)比分析

4.1 矩形料片與弧形料片的典型對(duì)比

圖4.1是某一車(chē)型的機(jī)蓋內(nèi)板所使用的矩形料片，長(zhǎng)為1900mm，寬為1415mm，厚度為0.7mm。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，如果采用弧形料片，長(zhǎng)仍為1900mm，但步距（寬）即可縮小至1276mm，厚度仍0.7mm。即寬度縮小了1415-1276=139mm。材料利用率比 原 來(lái) 提 高 了 [（1900*1415-1900*1276）/（1900*1415）]*100%=9.8%。

圖4 .1

4.2 矩形料片與梯形料片的典型對(duì)比

圖4.2是某一車(chē)型的機(jī)蓋內(nèi)板所使用的梯形料片，綜合長(zhǎng)為（1814+1534）/2=1674mm，寬為1185mm，厚度為0.7mm。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，如果采用弧形料片，長(zhǎng)增加到1740mm，但步距（寬）即可縮小至1073mm，厚度仍0.7mm。材料利用率比 原 來(lái) 提 高 了 [（1674*1185-1740*1073）/（1674*1185）]*100%=5.88%。

圖4 .2

4.3 三種料片的數(shù)據(jù)對(duì)比

圖4.3是從目前某主機(jī)廠項(xiàng)目中，抽取10個(gè)車(chē)型進(jìn)行對(duì)比的數(shù)據(jù) 。通過(guò)對(duì)比可以看出，特定的弧形料片單片平均減重0.70kg，單車(chē)（含內(nèi)、外板）料片減重1.39 kg，材料利用率平均提高6.05%，單件節(jié)省成本5.57元，單車(chē)（含內(nèi)、外板）成本節(jié)省11.15元。

4.3.1 數(shù)據(jù)分析1

通過(guò)以下表格可知，本課題所使用的弧形料片，比矩形料片的材料利用率提高約7.83%。

4.3.2 數(shù)據(jù)分析2

通過(guò)以下表格可知，本課題所用的弧形料片，比梯形（擺剪）料片的材料利用率提高約3.59%。

圖4.3.1

圖4.3.2

4.3.3 數(shù)據(jù)分析3

有意思的是，合理設(shè)置所使用的弧形料片，比其它類(lèi)弧形料片的材料利用率提高約2.12%。從中可以看出，同是弧形料片，弧形材料利用率也是有變化的。

5 合理的弧形料片的R值

弧形料片，由以上對(duì)比可知，不同的弧形R，其材料利用率也是不一樣的。如果每個(gè)車(chē)型的機(jī)蓋使用的R值都不一樣，那么，就需要每個(gè)車(chē)都要開(kāi)發(fā)一套落料模，顯然，這是不夠經(jīng)濟(jì)的。在這里，我們需要既可以大幅提高材料利用率，而又要使R值的數(shù)量最少，最好是R值只有1個(gè)，這樣，開(kāi)發(fā)一套落料模，即可符合所有的機(jī)蓋弧形料片需求。筆者根據(jù)乘用車(chē)機(jī)蓋的大小，經(jīng)過(guò)精確計(jì)算，反復(fù)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)出一種新的技術(shù)方案，即R=1800，此值可符合目前市面上絕大部分乘用車(chē)機(jī)蓋的適用范圍?？纱蟠鬁p少落料模的數(shù)量。

圖4.3 本課題弧形料片與目前主要料片形狀對(duì)比

6 落料模與成本

要獲得弧形料片，需要開(kāi)發(fā)落料模，通過(guò)落料模獲得所需要的料片。而開(kāi)發(fā)落料模，是需要成本的，關(guān)鍵是看哪個(gè)成本更劃算。根據(jù)目前的鑄造模具造價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，模具單價(jià)約為5萬(wàn)元/噸，一套落料模按12噸計(jì)算，即一套落料模的成本為5*12=60萬(wàn)元。由前面計(jì)算可知，采用新型弧形料片可節(jié)省11.85元/臺(tái)車(chē)，那么，60*10000/11.85=50633，即產(chǎn)量在50633臺(tái)之前，使用落料模不劃算，而產(chǎn)量一旦超過(guò)50633臺(tái)，則使用落料模比較劃算。

按目前主機(jī)廠年產(chǎn)量100萬(wàn)臺(tái)/年計(jì)算，使用新型弧形料片每年可節(jié)省11.85*1000000-600000=11250000元，10年成本可節(jié)省超過(guò)億元，這是一個(gè)非?？捎^的數(shù)字。

7 結(jié)語(yǔ)

（1）機(jī)蓋內(nèi)板、機(jī)蓋外板使用矩形料片，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，是非常不劃算的，其材料利用率比弧形料片低得多。（2）梯形料片，比矩形料片的材料利用率有所提高，也不需要開(kāi)落料模，比矩形料片稍好，但也不是最優(yōu)方案。（3）弧形料片，特別是本課題所提供的料片方案，是最優(yōu)的降本增效方案，是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。（4）機(jī)蓋內(nèi)板、機(jī)蓋外板最后通過(guò)包邊?；驖L邊模包在一起的，其料片形狀是高度相似的，可以使用同一套落料模將機(jī)蓋內(nèi)板、機(jī)蓋外板的料片生產(chǎn)出來(lái)，即共用一套落料模。需要注意的是，在制作落料模時(shí)，要以機(jī)蓋外板作為落料模制作基準(zhǔn)。通過(guò)調(diào)整步距來(lái)生產(chǎn)機(jī)蓋內(nèi)板料片即可。（5）落料模的制作，目前一般由主要廠或模具廠制作，不同的主機(jī)廠顯然都需要開(kāi)發(fā)落料模，顯然，這個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)，也會(huì)造成資源的浪費(fèi)。如果落料模由料片供應(yīng)商，如寶鋼開(kāi)發(fā)，那么，理論上，只需要開(kāi)發(fā)一套落料模即可滿足所有主機(jī)廠的機(jī)蓋內(nèi)板、機(jī)蓋外板供料需求。這可以大大節(jié)省落料模的開(kāi)發(fā)套數(shù)。（6）本文的研究結(jié)論，對(duì)機(jī)蓋內(nèi)外板的工藝設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、落料模開(kāi)發(fā)及供料方式有一定的參考作用。