图1  直切（左）和摆剪（右）

冲压生产成本占汽车生产总成本的39%，通过合理利用板材、恰当制定冲压工艺以及选择合适的制造装备可以有效降低冲压生产成本，对整车制造成本的控制有着重要意义。

冲压生产成本占整车生产成本的39%，而在冲压生产成本构成中，冲压钢板材料成本又占91%，所以在整车生产成本控制中，降低冲压生产成本，提升材料利用率，就成为了重中之重。

选材的要素

1．材质和料厚

在产品设计选材时，避免选用高牌号的材质造成产品性能过剩，同时，在满足产品、工艺要求的前提下，尽量选择现有已量产车型所用的材质、料厚，形成材料平台，为后续的采购、库存管理提供便利。如普通冷轧板的关键性能要求就是其拉延性，所以在符合产品质量的要求下尽量选择低牌号的材料。而对于料厚的选择，除了要考虑车身成形后的强度、重量外，还要注意料厚的大众化。因为特殊的料厚，供应商很难供货，而且价格也高。

2．板材卷宽的选择

在钢板规格种类中，不管是定尺板还是卷板，同种材质、料厚的材料，卷宽不同销售价格不同。所以，要想降低成本，就要从采购卷宽的制定上下功夫，在保证材料利用率的前提下尽量选取不加价的卷宽区间。如对于定尺板尽量选择合适的规格尺寸，从钢厂剪切完成后，不必进行二次剪切，降低剪切费用；对于卷板，尽量选择开卷成形的卷料规格及工艺，减少二次剪切的工作量，提高工作效率。

3．板厚偏差的选择

板材的厚度存在偏差要求，通常在偏差允许的范围内，应首先选用下偏差的板材，从而节约采购成本。

图2  搭边值图例

设计中注意控制产品成本

1．构建钢板材料规格平台

随着市场上新车型推出速度得加快，钢板采购品种也不断增加，设计人员进行设计时应注意尽量利用现有的材料规格，同时企业应该以现有材料规格为基础，在工艺、采购部门建立材料规格平台。

2．根据车型产量适时调整材料采购规格

汽车企业在产车型较多，各种车型的产量是不同的，应注意生产数量与采购批量相结合，对于产量较小的车型，设计时应注意减少此车型专用材料规格，进行规格合并；对于产量较大的车型，可适当增加材料采购品种。

裁剪方法

1．运用摆剪方式代替直切提高材料利用率

图1所示中，左边图为普通的直切方式，如果零件的毛坯尺寸是图中虚线的形状，那么图中虚线与直线之间的材料就是多余的。右边为摆剪方式，利用摆剪线直接在虚线位置进行切断，提高了材料利用率。

2．套裁的运用

不同板材的剪切尺寸可以拼合。如两零件毛坯尺寸为580mm、420mm，分别用卷宽为1200mm、1000mm的卷料开卷剪切，每生产两个零件会产生40mm、160mm宽的废料。如果这两个零件在单车上的用量相同，就可以采用1000mm宽的卷料，一次剪切可以获得两个零件，无废料产生。

图3  将块料毛坯改成条料毛坯

3．采用落料模具落料

采用落料模具或级进模具，可以充分利用余料，提高生产效率和材料利用率。

4．适当均分余料

对于某种材料规格，可能用于很多种制件，通常一种材料规格不是对于每个制件都是合适的，可能存在余料。对于可以利用的余料，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减少剪切。例如，某零件的毛坯尺寸为180mm×1240mm/6mm，开卷尺寸为180mm×1250mm，可见有180mm×10mm的剪切余料，如果此余料不能被利用，在模具允许的情况下，可以适当调整模具，使余料进行均分，直接在冲压工序剪切掉废料。

冲裁工序中的改善

1．减小或取消搭边值

图2中所示的a（搭边）、b（延边搭边）的设定在JB/T9176《冲压件材料消耗工艺定额编制方法》中是有推荐要求的，如果在进行模具调试时搭边过大，就可以通过修改模具减小或取消搭边，提高材料利用率。

2．将零件毛坯尺寸由块料改为条料

根据模具的具体情况考虑将块料（一模一件或一模两件的毛坯料）改为条料（对零件毛坯进行排样，设定一定的步距，一料出多件的毛坯料）。一般采用条料毛坯尺寸的冲压件大部分形状较小，材料利用率也比较高。对于单件毛坯尺寸较大的零件，更改为条料后，重量会增加，受搬运问题的限制，不适合使用条料毛坯。因此要想办法将较大冲压件的块料毛坯改成条料毛坯，如图3所示，将零件的毛坯尺寸由块料改为条料后，单件材料利用率提升了20.97%，只要投资增加一些搬运工具或吊具，改善所收获的效益是很大的，投资相对于收益来说是值得的。

3．正反方向套冲

根据零件形状适时选择正反方向冲裁，虽然操作起来有些麻烦，但对提高材料利用率效果是很明显的。

成形工序中的改善

1．减少搭边值

这与在冲裁工序减少搭边值的内容相同，只是工序不同，可以参考冲裁工序减少搭边值的方法进行。

2．由浅拉延改为成形

这是对制件冲压工序的改善，通过改变成形工艺，减少零件的毛坯尺寸。

此外，还可以采用一模两件或一模两腔，提高工作效率。

余料的利用

1．将有利用价值的余料直接生产小型制件

可以将剪切或冲压产生的余料用于生产小型制件，减少正常板料的使用，提高材料利用率。

2．将规格较大的平整材料分拣单独出售

对于有利用价值的大块板料，如果自己不能使用，可将其按照种类分类出售，提高废料出售价值，增加收益。

3．将余料提供给配套厂家带料加工

对于有配套厂家的企业，还可以将可利用的板料提供给配套厂家，采用来料加工方式，降低采购成本，增加收益。

其他方面的改善

1．冲压工序合并

将零件的多个冲压工序进行合并，减少工序数量，这种改善在减少工序提高效率的同时，还可以考虑与减少搭边、毛坯尺寸等改善相结合，提高材料利用率。例如，某制件改善之前的冲压工序为拉延-修边冲孔-翻边、整形、冲孔-侧修边、分离，经过工艺改善，可以将工序改为落料-成形，在减少工序的同时，毛坯尺寸也减小了。

2．按照模具的运转条件选择机床

这是最基本的要求，排查现场“大马拉小车”的情况，选择最经济合理的冲压机床，减少能源消耗，提高效率。

3．一机双模或多模的改善

考虑制件工序的工艺要求及机床情况，可以在同一机床上同时安装两套模具或多套模具，一次性生产多个工序的制件，提高工作效率。

结语

上述降低冲压生产成本、提高材料利用率的改善措施，是结合各专业的现场改善经验总结而来，只要我们勇于探索，勤于钻研，发现现场的浪费与不合理，采用以上改善方法，现场改善与产品、工艺设计相结合，就一定能为企业创造更大的效益。