基于CAE提升车身钣金件材料利用率的案例

发布时间：2019-09-20 02:46

【摘要】：提升车身钣金件材料利用率可显著降低零件成本,提升产品竞争力。介绍了一种车身钣金件提升材料利用率的方法,借此达到控制成本的目的。该法借助于设计初期的钣金成形CAE,利用成熟软体自带的零件边界调整、工艺余肉面优化、自动排样等技术,并结合实际生产过程中积累的经验,最终获得最优化零件状态和工艺方案,达到材料利用率的最大化。以A车后轮弧下饰板零件为案例,采用该法后材料利用率从最初的40.2%上升到49.8%,每台车节约材料0.11 kg,节省材料成本0.7元,印证了该法有效可行。
【图文】：

流程图,成本分解,钣金件,车身

图1车身钣金件成本分解图Fig.1Costanalysisofautomotivebodymetal步了解到钣金件成本的影响因素，特别是材料利用率部分。经过多款车型的实践，在车身钣金件的材料利用率提升部分，初步总结出具体的操作流程，对于后续的车型开发具有积极意义。如图1所示，在多款车型开发实践基础上，本文总结出提升车身钣金件材料利用率的方法及其流程:(1)分析零件边界，预设排样方案;(2)优化排样方案［7］，判断零件边界是否满足方案需求(各种排样方案介绍请参考文献［7］的研究结果);(3)零件边界优化［8］，避免零件自身狭长突出(狭长突出如果排样不能吸收，将极大影响零件的材料利用率);(4)成形深度优化，尽量采用最小深度(内观件、子件，甚至可以考虑牺牲部分面品以配合深度优化);(5)成形角度优化，同成形深度优化，须使得角度调整后的断面长度尽量小(部分内观件、子件，甚至可以考虑牺牲部分面品);(6)工艺余肉的优化，确保品质的同时，尽量采用小的工艺余肉［9］(特别是影响关键断面的工艺余肉);(7)若料边判定已最优，则评估工作结束(优化方案目前均可以在成形CAE软件进行调整，工艺余肉、成形力、拉延筋、材料尺寸等参数均需要匹配调整［10］，以取得相对合理的工艺方案和结果)。采用上述方法进行车身钣金件材料利用率的提升，且效果显著。经过多次实践检验总结出材料利用率提升流程图，如图2所示。2研究内容2.1对象零件介绍选择某A型轿车，将其承载式车身的钣金件后轮弧下饰板作为研究的对象，该零件设计材料要求为DC04钢，板厚要求为0.8mm，左右零件设计重图2材料利用率提升流程图Fig.2Flowchartofimprovingmaterialutilizationrate量共计为0.23kg;零件的基本造型以及其在车身上的位置，分别由图3a和图3b展

流程图,材料利用率,流程图

形角度优化，同成形深度优化，须使得角度调整后的断面长度尽量小(部分内观件、子件，甚至可以考虑牺牲部分面品);(6)工艺余肉的优化，确保品质的同时，尽量采用小的工艺余肉［9］(特别是影响关键断面的工艺余肉);(7)若料边判定已最优，，则评估工作结束(优化方案目前均可以在成形CAE软件进行调整，工艺余肉、成形力、拉延筋、材料尺寸等参数均需要匹配调整［10］，以取得相对合理的工艺方案和结果)。采用上述方法进行车身钣金件材料利用率的提升，且效果显著。经过多次实践检验总结出材料利用率提升流程图，如图2所示。2研究内容2.1对象零件介绍选择某A型轿车，将其承载式车身的钣金件后轮弧下饰板作为研究的对象，该零件设计材料要求为DC04钢，板厚要求为0.8mm，左右零件设计重图2材料利用率提升流程图Fig.2Flowchartofimprovingmaterialutilizationrate量共计为0.23kg;零件的基本造型以及其在车身上的位置，分别由图3a和图3b展示。后轮弧下饰板图3后轮弧下饰板(a)零件图(b)车身位置图Fig.3Plate－Shield-ＲＲLH/ＲH(a)Partdrawing(b)Bodyposition属于对称件、内观件，一台车有左右对称两片。因其零件形状的特殊性、复杂性，采用传统冲压工艺的材料利用率较低，一般为38%～41%，品质面虽有保证，但是也造成了一些不必要的浪费。因此，在最新车型开发的同步阶段，对该零件的材料利用第3期赵崇焱等:基于CAE提升车身钣金件材料利用率的案例53
【作者单位】：福州大学材料科学与工程学院;
【基金】：福建省科技厅引导性项目(2015H0016) 福州市科技计划项目(2014-G-72;2016-G-72)
【分类号】：U466;TG386

【相似文献】