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汽车与公路设备 |
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汽车白车身降成本方案 |
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产品制造过程的质量成本控制是企业生产总成本控制的组成部分，对于企业经济效益的最终状况有重要影响。随着钢材价格不断上涨，汽车行业整体面临降低成本的压力。钢板占汽车车身的重量在70%左右， 因此降低钢板的重量成为更加紧迫的任务。目前使用的钢板大都是高强度薄钢板，通过降低钢板厚度来达到降低汽车的重量，这里使用的空间已经很小。
方案作用
现在大家最关心的就是如何合理排样，减少冲裁时产生的废料。结合使用冲压成本分析工具，根据精确的展开料尺寸，计算坯料排样。冲压成本分析工具针对汽车用各类冲压件提供最精确的坯料排样，帮助用户快速找到成本最低的排样方式。
2. 软件特性
冲压成本和CAE 分析软件FTI 是由加拿大成形技术公司开发， FTI 自从投放市场以来，一直受到业界的欢迎，它在世界各大汽车行业都有广泛的应用。下面列举了FTI 在各大汽车企业的应用。
成立于1989 年的加拿大成形技术公司（FTI®）是世界领先的钣金软件解决方案的供应商，它主要应用于钣金设计、可行性分析和钣金零部件成本计算。在过去的18 年里，汽车、航空航天、电子及器械等工业领域的OEM 厂商和供应商利用FTI 提供的创新解决方案, 大大缩短了开发时间和节省了材料成本。
FTI 解决方案是世界公认的成本计算和成形可行性分析的国际标准。FTI 能够帮助客户迅速提升业务，降低成本，建立强大的市场优势。
FTI 为钣金设计、加工、冲压以及工具和模具工业提供了一系列领先的软件解决方案。它的解决方案覆盖整个产品开发周期，从产品概念到冲压生产，包括：产品可行性分析、开裂和起皱预测、厚度预测、表面应力计算、回弹预测、拉延预测、坯料计算、排样等等。
FTI 是完全基于一步成形法开发的板材成形分析软件中的高端产品，可以读取IGS 等格式文件，根据零件特征，生成压料面和工艺补充面部分，进行网格自动剖分和修补，快速精确求解，进行坯料预估，可视化毛坯厚度、应力应变、回弹等模拟结果，并可将整个模面信息传递到CAD 软件中进行模具设计。
应用方案
FTI 软件主要的应用体现在两个方面：
(1) 冲压可行性分析。产品工程师在设计冲压产品时，想要知道自己设计出来的产品是否满足冲压可行性，由于经验或知识的不足常常无法把握，这时他们就可以采用一步法冲压分析软件FTI，对产品的冲压可行性做快速的评估。冲压可行性分析帮助设计人员减少设计错误，避免在由于设计的错误造成后续加工过程的更改，如果到加工时才发现是由于设计的错误而返回到设计进行更改，这样会造成生产周期的延长和后续不必要的浪费。
由于在设计阶段只有零件参数，没有模具参数，需要进行复杂操作生成相关模具信息再进行模拟，考虑到零件形状、材料性能和毛坯尺寸都要达到要求，模拟次数过多，耗时过多，对设计人员要求过高，十分不经济。在这种情况下，如果采用一步逆成形法对板材成形，则可避免上述不足，不仅可得到成形零件的壁厚、应力、应变信息，进行可成形性分析，亦可获得合理的毛坯形状尺寸，为增量法数值模拟提供更为精确的结果。
对于产品设计人员来说，不能仅停留在零件设计层面，还要和工艺师密切协作，在保证零件设计要求的前提下，改善形状尺寸和材料，进行成形模拟分析，提高零件成形工艺性和可加工性，并且利用模拟应力应变结果进行静力、碰撞和疲劳分析，以满足强度和刚度要求，最大限度减少设计的反复，这也是设计并行思想的体现。
经过统计，在没有结合使用冲压CAE 软件进行冲压分析时，随着更改次数的增加，产品在加工过程中出现错误的风险也会加大。而有了冲压CAE 分析软件，由于产品设计所产生的错误风险大大降低。
（2）冲压成本计算。FTI 计算精确的坯料展开尺寸，在输入材料参数时，考虑材料的基本成本、废料成本、额外材料成本、消耗物等。自动计算成形零件的单排，双排和镜像排的最大材料利用率；根据拉延件的展开形状截取各种坯料方案；同一张板材计算不同坯料形状的排样；最新提供进级模的排样方式，自动计算各种级进模排样方式的材料利用率；FTI 与CATIA 相结合的版本，帮助客户快速优化圆角半径，根据已有的坯料，修剪非关键边缘，达到最大化材料成本的目的。
级进模排样
应用案例
(1) 冲压可行性分析
某一汽车产品后挡泥板，最终产品原型设计如下：
分析初始冲压产品的冲压可行性，得到厚度结果云图、安全云图、最大主应力图。综合分析结果发现产品一次加工会出现应力集中，建议加大圆角半径，修改加工方案，下图右边显示的部分坯料采用单独加工，最后焊合。
此次修改，提高了设计的一次合格率，减少了后续修改所造成的浪费，加快了产品开发周期。
(2) 节约冲压材料成本
某一汽车公司现有一款产品，名称为右前纵梁后延伸外板.材料是H220YD,料厚为1.5mm。现有坯料信息为370x805, 而且1 出2 件，根据目前的情况计算得到的材料利用率为39.3%。
通过在FTI 计算材料形状，再计算坯料排样，得到双排排样的材料利用率最高。具体信息如下：
节约材料成本的计算过程：
（1）确定排样方式：
双排材料利用率为87.35%,单排材料利用率为74.87%，双排比单排排样提高材料利用率达87.35-74.87%=12.48%。根据供应商提供的信息，卷料宽度在1200-1600mm 时，材料价格最便宜。通过与供应商协商，双排排样与单排排样修改模具的难度和成本相差不多。所以确定使用双排排样。FTI 双排排样与供应商的材料利用率相比，材料的利用率大大提高。材料利用率提高87.35%-39.3%=48.05%。
（2）计算单个零件的材料定额：
前纵梁内板左加强板采用材料为H220YD,材料厚度为1.5mm, 单个零件的重量为0.73 千克，FTI 自动计算零件的定额0.835 千克。根据供应商提供的净重和材料利用率，计算供应商现在生产一个零件的定额为：0.69/0.393=1.756 千克。即每生产一个零件节约材料为1.756-0.835= 0.921 千克。
（3）材料节约的总成本：
假设汽车的批量为 25 万辆， 由于材料H220YD 的单价是8841 元/吨。由于每辆汽车使用零件数量为2 个， 节约总的材料成本： 0.921x500000x8.841=4071280.5 元， 折合人民币：407 万元。
软件配置
（1） 冲压可行性分析方案：CATSTAMP; FASTFORM Advanced; COSTOPTIMIZER Advanced FASTFORM+COSTOPTIMIZER
（2） 冲压成本及优化方案：FASTBLANK+BLANKNEST; COSTOPTIMIZER; COSTOPTIMIZER Advanced; BLANKWORKS。(end)
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(6/26/2009) |
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