<一>、汽車生產(chǎn)沖壓件階段
在整個(gè)汽車過程中，沖壓板料成本約占汽車白車身成本的36%，整車材料利用率每提升1%，整車的材料工藝消耗將減少約10kg，單車成本能降低55元，日韓車企在材料利用率方面明顯優(yōu)于國(guó)內(nèi)車企，成本控制上優(yōu)點(diǎn)明顯。以汽車車身上同樣的20個(gè)關(guān)鍵沖壓件的材料利用率為計(jì)算口徑，日本豐田較好狀態(tài)能達(dá)到63%，韓國(guó)現(xiàn)代較好狀態(tài)能達(dá)到60%，而國(guó)內(nèi)絕大部分車企是52%~57%，與日韓車企比較差距較大。根據(jù)同步工程的分析，當(dāng)利用率到達(dá)54%以上后，提高難度越來越大，需要在設(shè)計(jì)的初期投人多時(shí)間和人力并開展前期同步工程對(duì)怎么提進(jìn)行深入研究。
五金沖壓件材料利用率涉及面比較廣，車身整體造型及分縫、產(chǎn)品新結(jié)構(gòu)、沖壓工藝編制、沖壓模面設(shè)置、卷料的規(guī)格選擇，模具結(jié)構(gòu)、沖壓設(shè)備、調(diào)試階段及生產(chǎn)階段的化提升等都將影響材料利用率，其中產(chǎn)品整體造型及產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)對(duì)材料利用率的影響較為關(guān)鍵。把材料利用率提升的過程劃分為5個(gè)階段：1階段：SE(同步或并行工程)階段；2階段：設(shè)計(jì)會(huì)簽階段；3階段：預(yù)驗(yàn)收階段；4階段：精度恢復(fù)階段；5階段：量產(chǎn)穩(wěn)定階段。其中影響較大的是1階段SE和2階段設(shè)計(jì)會(huì)簽。
沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理決定了材料利用率較低，并且由于沖壓件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成的材料利用率低而無法提升，沖壓件的造型決定了材料利用率的上限，因此沖壓件與否決定著然后材料利用率的高低。
1、沖壓件造型合理
通過SE工程對(duì)沖壓件結(jié)構(gòu)研討、排樣布置等方式盡可能優(yōu)化每件沖壓件的材料可利用率，表1所示方案二合并的材料，造型的材料利用率低，常規(guī)設(shè)計(jì)的材料，如表2所示。
因此沖壓件設(shè)計(jì)階段選擇合理的造型結(jié)構(gòu)非常重要，也直接影響著整車制造成本。
2、沖壓件分件合理
通過與部門的研討，在沖壓件前期的設(shè)計(jì)階段滿足沖壓件性能的前提下盡可能優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到零件的較大的材料利用率。沖壓件數(shù)據(jù)兩端凸出，不利于后期模具工藝的制定，也的影響了材料利用率。
<二>、沖壓缺陷的影響因素
汽車金屬制件在沖壓成型過程中，可能會(huì)存在起皺、斷裂、回彈等典型缺陷u，導(dǎo)致沖壓缺陷的因素可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：
1、材料性能
理論上，通常應(yīng)用成型曲線(FLD)表示板料成形性能，其中金屬材料的應(yīng)變硬化指數(shù)n和厚向硬度指數(shù)r對(duì)曲線擬合效果影響顯著。在沖壓變形中，應(yīng)變硬化指數(shù)n越高，變形裕度越大，材料承載能力越強(qiáng)，但材料加工硬化能力隨之增強(qiáng)，且易發(fā)生頸縮缺陷。厚向硬度指數(shù)r越大，材料拉伸性能越好，整體厚度變形均勻，金屬板材一般具有較好的成形性。
2、模具參數(shù)
不同沖壓方法應(yīng)采用不同類型模具，同時(shí)對(duì)模具材料要求也有差異。模具表面硬度和粗糙度會(huì)對(duì)制件拉毛缺陷產(chǎn)生影響。模具工作表面有劃傷，模具材料內(nèi)部含有雜質(zhì)，都會(huì)影響制件表面質(zhì)量，使其產(chǎn)生拉傷、壓痕等缺陷。
凸、凹模之間的間隙，對(duì)沖壓件質(zhì)量有著重要的影響。若間隙過小，凸、凹模之間的材料會(huì)被二次剪切，斷面出現(xiàn)較長(zhǎng)的毛刺；若間隙過大，材料的彎曲與拉伸增大，容易形成厚度的毛刺，且制件會(huì)產(chǎn)生翹曲變形。因此，凸、凹模間隙應(yīng)均勻合理。
此外，凸、凹模圓角半徑，對(duì)拉深件質(zhì)量有著顯著影響。若半徑過大，板料與模具間的接觸面積會(huì)減少，即板料處于懸空狀態(tài)，進(jìn)而易于產(chǎn)生起皺缺陷；若半徑過小，板料擠壓作用和摩擦阻力增大，制件表面容易產(chǎn)生斷裂缺陷。
因而，凸、凹模圓角半徑選取不宜過大，也不能過小。
3、工藝條件
影響沖壓缺陷的工藝參數(shù)主要包括壓邊力、沖壓速度、拉延筋的設(shè)置、潤(rùn)滑油的使用以及成型工序的設(shè)定等。
壓邊力過小以及壓邊圈上的潤(rùn)滑油過多，都會(huì)增大進(jìn)料速度，進(jìn)而引起板料起皺缺陷；壓邊力太大以及潤(rùn)滑條件不好，會(huì)引起凸模與材料相對(duì)滑動(dòng)減弱，導(dǎo)致危險(xiǎn)斷面變薄破裂；由于大型制件結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性，板料在成型時(shí)材料流入速度不一致，因而需要在壓邊圈上設(shè)置拉延筋以控制不同區(qū)域的板料流入速度，使沖壓件均勻變形；沖壓工序的設(shè)置不是固定的，針對(duì)同一個(gè)零件，不同廠家可能會(huì)給出不同的工藝方案，但基本堅(jiān)持一個(gè)原則，即在結(jié)構(gòu)不發(fā)生干涉的情況下，盡可能采用較少的工序加工生產(chǎn)。
另外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前可利用autoform/abaqus等多種CAE分析軟件對(duì)沖壓工藝過程進(jìn)行數(shù)值模擬，優(yōu)化工藝過程及參數(shù)，以降低沖壓工藝缺陷，降低生產(chǎn)成本。
