冲压件材料利用率提高.pdf

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

汽车行业是钢材的消耗大户，近

欢迎访问e展厅

年来我国汽车企业每年消耗约

展厅锻压/冲压/轧制设备展厅

2000万吨钢材，而且还在以两

9压力机,空气锤,锻压机床,单柱液压

位数的百分比逐年增长。在国际机,四柱液压机,...

原材料价格不断上涨而汽车价

格不断降低的形势下，汽车行业

的利润空间受到很大程度的影响，节约资源、提高效率、降低成本是每个企业的必行之路。

在汽车生产的原材料中，钢铁的比重占总消耗量的60％～70％，而且在生产过程中被消耗

的钢材中，只有一部分直接转移到产品中去，构成产品实体，其余部分就变成了废料。因

此，通过各种工艺改进来提高钢材的利用率是汽车企业降低成本的一个有效途径。

从车身重量上看，轿车白车身占整车的30%～50%，载重车白车身占整车的20%～30%；

从制造成本上看，轿车白车身占整车的40%～60%，载重车白车身占整车的15%～30%。

在白车身的组成中，由于冲压件占95%以上，所以提高冲压件的钢材利用率对降低成本、

提升经济效益有着十分明显的效果。

钢材利用率综述

由于各个国家的国情不同，钢材利用率的计算方法也不尽相同，本文所说的钢材利用率是

指钢材利用在汽车本身的比重，不含其余部分（废料）利用在社会其他行业的比重。本文

涉及的钢材利用率计算方法如下：

单件钢材利用率＝零件的重量/各零件的毛坯料重量×100%；

白车身钢材利用率＝Σ各零件的重量/Σ各零件的毛坯料重量×100%。

经过多年针对模具交付生产的零件进行工艺改进，大约能将钢材利用率提升1～3个百分

点，空间十分有限。本文重点介绍在产品规划阶段提升钢材利用率的方法及其应用。

产品的合理设计

1.合理选择产品造型和优化产品结构

在产品设计阶段，不同的造型结构对钢材利用率影响比较大，从表1可以看出带窗框结构

钢材利用率最低，不带窗框并且材料激光拼焊（TWB）的结构钢材利用率最高。