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如何提高冲压件材料利用率?

如何提高冲压件材料利用率?

发布日期:2021-08-18 00:00 来源: 点击:


核心摘要:近年来,随着人们生活水平的提高,对汽车的需求也在不断增加,汽车制造厂之间的竞争日趋激烈。具有成本竞争力的新车型不断投放市场抢占市场


近年来,随着人们生活水平的提高,对汽车的需求也在不断增加。汽车厂之间的竞争日趋激烈。具有成本竞争力的新车型不断投放市场抢占市场。与此同时,用于生产汽车精密冲压件的铁矿石、焦炭等自然资源也日益稀缺。提高材料利用率,不仅可以降低汽车精密冲压件的制造成本,提高汽车品牌的竞争力,而且符合节能降耗的环保理念。


工艺优化:


1.优化下料布局,减少浪费


对于某些异形精密冲压件,可以在开卷落料模具优化毛坯排样,以减少浪费,尽可能多地开卷毛坯,提高材料利用率。

T6型左右内纵梁落料模中毛坯的排样优化,将一步生产的一张板材优化为一步生产的两张板材,减少了废料重量,使左右内纵梁的材料利用率由78.2%提高到87.6%。


2.合并材料规格,减少废料


为了提高市场竞争力,丰富销售产品战线,每年汽车厂都会投资新车型,投资新车型的精密冲压件会生产出新规格的材料。车型量产完成后,由于消耗缓慢,相应的特钢会占据库存。因此,每一种新规格的钢材都会增加库存和管理成本。汽车厂必须尽可能保证钢材的通用性,减少钢材品种。


T6型,外板宽度1330mm,开卷台阶1820mm,需要冲裁模;X7机罩外板宽度为1830mm,采用弧形摆剪进行切割下料,无废料。

由于T6机罩的开卷步距与X7机罩的宽度相近,验证了采用X7机罩线圈和1170mm步距的弧形摆剪可以生产T6机罩板材。


通过工艺优化,提高了材料利用率3.7%,减少了T6罩外板的特殊钢材规格,增加了材料的通用性,降低了库存和管理成本。


3.模具设计第一次模拟考试。


在一套模具上同时生产多个精密冲压件时,利用大型精密冲压件孔处的废料生产一个或多个小型精密冲压件,提高材料利用率。

B5型发动机罩内板和T7型车门内板模具分别利用发动机罩内板和车门内板精密冲压件孔处的废料冲出发动机罩加强板和门锁加强板的精密冲压件,避免了单独使用材料生产发动机罩加强板和门锁加强板。


4.模具设计优化,板坯组合


在模具设计中,零件左右对称的精密冲压件一起设计成形。通过工艺优化,将两个零件的两个精密冲压件由两个钣金冲压成形为一个钣金冲压成形两个精密冲压件,减少了工艺补充面积,提高了材料利用率。

对MX3型左右后门外板精密冲压件模具设计与M44型左右后门外板模具设计进行了比较。MX3型左右后门外板需要用钣金冲压一个精密冲压件,精密冲压件的四个方向需要工艺补充面;M44车型左右后门的外板用于冲压两件精密冲压件的板材,相当于减少一个工艺补充面。相比之下,M44车型后门外板的材料利用率比MX3后门外板高出4.16%。


5.优化材料尺寸,减少毛坯尺寸


通过调整拉深模中坯料板的位置,减少了拉深杆外多余材料的工序补充,从而减小了精密冲压件所需的坯料板尺寸,提高了材料的利用率。

对t/b型前风窗下横梁精密冲压件拉深成形过渡件的观察表明,拉深件的工艺补充区有很大一部分坯料没有得到有效利用。通过测量,精密冲压件的开口步距由590mm减小到560mm,并研究组合拉深模调整板定位装置,经外观检查和几何尺寸三坐标测量,结果表明:在板料步距减小30mm的情况下,精密冲压件成形正常,质量合格。

经过毛坯尺寸优化后,t/b型前风窗玻璃下横梁精密冲压件的材料利用率提高了2.4%。


6.控制轧制材料公差,增加毛坯数量


钢厂生产钢卷和钢板时,产品的厚度公差有一定的控制范围。表1是线圈尺寸的控制标准。如果根据正公差将钢卷的厚度输送到汽车厂,则轧制坯料的厚度将在可接受的范围内,这将导致坯料材料和冲压精度冲压件的实际重量高于加工定额重量。另一方面,轧制钢卷的实际板料量小于理论板料量,降低了成材率。

例如,精密冲压件的R33封头,坯料规格为0.8mm。× 1150毫米× 1680mm,材料等级为dx54d+z,其材料有三家供应商,三家供应商的公差尺寸均在合格范围内。但通过跟踪发现,一种材料每次开孔后的实际板材数量小于理论数量,而另两种钢卷材料开孔后的实际板材数量略高于理论数量。

R33顶盖精密冲压件工序消耗定额为11.993kg。理论上,R33顶盖板料10000kg/11.993kg=834片,可轧制10t钢卷。由表1可知,R33顶盖精密冲压件用dx54d+z材料屈服强度小于280mpa,辊宽1150mm,小于1200mm。因此,最薄和最厚钢板的厚度差为0.06mm,则10t钢卷的最大和最小钢板分别为996片和771片,相差125片。在负公差交货的情况下,可开卷的最大板材和最小板材分别为996张和771张,有125种不同的板材,比正公差交货提高了15%的材料利用率。因此,要求钢厂对钢卷采用负公差送料,可以显著增加毛坯数量,提高材料利用率。


7.废物收集和再利用


一些精密冲压件在开模下料时,会产生大量的未使用的浪费。将这些废弃物用于车身其他小型精密冲压件的生产,可以避免小型精密冲压件所用材料的自主采购,节约成本,提高整车材料利用率。

R33后翼子板内板,滚动规格0.7mm× 1275mm,打开时有废料。前围上盖板精密冲压件面板尺寸为0.7mm× 445毫米× 1070mm,消耗定额2.594kg。这两个精密冲压件的材料等级相同。材料利用率提高13%。

R33侧墙外板废料采用类似方法收集,轧制尺寸为0.85mm× 1450mm,材料等级dx56d+z。R33右后轮罩前精密冲压件,尺寸0.8mm× 930毫米× 254MM,材料等级dx56d+z。

通过收集R33侧围开启过程中产生的废料,人工修整废料,利用矩形板生产R33周边后轮罩的精密冲压件,材料利用率提高8%。


8.非常高的辊重,减少了头部和尾部的浪费


冲压工艺是由材料供应商提供包装卷材材料。卷料开箱后,通过开卷机设备将卷料切割成冲压所需的各种形状板材,再冲压出各种精密冲压件。开孔时,应切割辊料的外圈和内圈。同时,辊头和辊尾的端部应穿过开卷机设备。每卷物料末端的正常生产损失约为15米。因此,轧辊体积越大,轧辊平均重量越重,开孔效率越高,轧辊平均损耗越小。

某车整个侧板材料消耗约60kg,冲压开孔线数量大。跟踪侧壁材料的辊重。辊重分布范围为7T~15t,平均为10t左右。经计算分析,如果将辊重增加到18吨,轧制线每批生产的辊料少一个,即少一个辊的料头尾部处理,侧壁料利用率可提高1%左右,开孔效率提高5%左右。根据设备能力和运输条件,对钢厂提出了轧制重量要求。目前该侧围料的平均辊重为18.5t,辊料转化为板材的利用率由98.2%提高到99.2%(板材转化率=卷材净重/消耗定额)× 100%)。


原材料


对于精密冲压件来说,同一精密冲压件的材料利用率反映了其技术水平和工艺水平。本文结合冲压现场的实际应用,从工艺优化、材料尺寸优化、废料再利用、提高辊重等方面先容了提高汽车精密冲压件材料利用率的方法。通过以上方法的实际应用,提高了工艺技术水平,为后续工程的工艺设计提供了参考。


提高材料利用率的方法有很多。更多的方法有待实践验证。例如冲裁冲模盖时,将现有的直刀或圆弧刀改为波浪刀。通过改变板坯形状,缩短板坯长度,可以提高材料利用率。该方法需要计算提高材料利用率后模具投资、维修成本与利润之间的关系。总之,提高材料利用率就是降低整车的整车成本。在制定提高材料利用率的方案时,需要结合车型的生产,考虑投资成本与收益的关系。


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