冲压同步工程在整车开发各阶段的具体应用

摘 "要：阐述了冲压同步工程（SE）在整车项目概念阶段、工程设计阶段以及工程化阶段的具体内容以及工作流程，结合实际案例，概述了冲压SE在开展过程中的输入输出，对冲压SE的开发具有一定的指导和借鉴意义。

关键词：冲压；SE；白车身；产品开发

中国分类号：TG386

文献标志码：B

The specific application of stamping simultaneous engineering

in each stage of vehicle development

WEI Caitao， HE Xingming， YI Wei， CHEN Bin， LI Qiming

［Radar New Energy Automobile （Zhejiang） Co.， Ltd. Hangzhou 311228， Zhejiang， China］

Abstract： The specific content and workflow of stamping simultaneous engineering （SE） in the concept stage， engineering design stage and industrial launch stage of vehicle project are elaborated respectively. Combined with actual cases， the input and output of stamping SE in the development process are summarized， which has certain guidance and reference significance for the stamping SE.

Key words： stamping; simultaneous engineering （SE）; body in white; product development

0 "引 "言

同步工程（SE）是指对整个产品开发过程实施同步、一体化设计，促使产品开发人员始终考虑从概念形成到用户使用的全生命周期内所有的因素（包括质量、成本、进度和用户要求等）的一种系统的方法。同步工程的核心是将产品开发和制造生产过程行为紧密相连，以并行的方式统筹与实施，具有同步性、约束性、协调性以及一致性。同步工程贯穿整车项目开发的全过程，根据所处阶段的不同，工作内容和输出内容有所不同。由于开发体系的差异，国内外各大主机厂之间对整车开发阶段划分也略有不同，作者从工艺角度出发，基于自身的开发经历将整车项目开发定为三个阶段，分别为概念阶段、工程设计阶段以及工业化阶段。

从工艺角度来讲，同步工程分为冲压、焊装、涂装、总装、以及尺寸等方面，冲压同步工程以车身钣金为对象开展制造可行性分析，本文详细阐述冲压同步工程在项目3个阶段中的具体应用。

1 "冲压SE作用

冲压SE贯穿整车项目全过程，其主要作用如下。

1） 降低工艺难度，减少开发成本

可制造是基础，易制造是目标。在保证属性和外观需求的前提下，对过于复杂的产品结构设计提出简化方案，降低工艺难度，减少工序数，从而减少工装、设备的投入，达到降低制造成本的目的。

2） 修正设计缺陷，提高产品质量

工艺人员从制造角度出发，对产品进行工艺性或者CAE分析，识别设计缺陷，提出产品优化设计方案或者工艺保证方案，提高产品本身的质量。

3） 产品工装审核，促进生产实现

基于生产制造现场需求，使工装设计满足产品设计和生产制造要求，保证其在整个产品生命周期内能够正常运转且便于维护。

4） 缩短开发周期

相较于传统的串行工程，同步工程将工艺分析与产品设计并行开展，把原本属于后序工程的工作前置执行，可大大缩短开发周期。

2 "冲压SE概念阶段应用

概念阶段也称为战略或者策划阶段，该阶段起于项目策略意图，直到项目确认，主要活动为：确认产品技术状态，产品定义完成，锁定对标车型，明确车型的产地，生命周期销量，制定车型开发主计划，销售目标人群及售价等，对应的冲压SE的工作内容如表1所示。

在概念阶段，需要完成冲压规划，要根据基地及项目信息，研讨制造深度，锁定冲压自制委外零件清单，并将制造需求输出给研发设计部门，制造需求中涵盖的冲压工艺流程图，设备能力以及典型覆盖件的结构设计要求，可辅助车身设计人员进行产品结构设计。

3 "冲压SE工程设计阶段应用

工程设计阶段始于项目确认，直到产品数据冻结结束，该阶段是产品设计思想体现的关键时期，也是冲压SE工作最集中、任务最为繁重的阶段，主要包括竞品分析、造型分析、主断面分析、3D工程数据分析以及对工装开发过程中的冲压工艺及分析文件审核和模具结构审核等工作，主要工作流程如图1所示。

3.1 "竞品分析

在锁定竞品车型后，各相关部门对竞品车进行分析，对冲压来说，包括外观特征，新工艺、新技术、新装备和新材料分析，并输出竞品车分析报告。如某竞品车侧围外板A柱前挡上的孔位设计在支架上，大大降低了侧围外板模具结构难度，如图2所示。

3.2 "造型分析

为了尽量减少冲压工艺缺陷，降低车身外覆盖件的质量控制难度，冲压SE将对每版造型数据（CAS）进行分析，并提出改进建议，造型分析的工作内容如表3所示。

从生产性、模具结构强度、工艺性及材料利用率等角度对CAS分缝合理性进行分析。首先，考虑分型线的划分位置和零件大小合理性，是否会影响冲压生产，不合理的分缝可能导致零件在生产过程中传送变形。其次，要考虑分缝是否会导致工序数增多，或者超出生产线压机数量，或者吨位限制的情况，对于开闭件，还需要考虑分缝是否影响包边或者滚边。从工艺角度来说，需要考虑分缝是位置是否会导致产品开裂、起皱或者外观质量问题（面品凹陷、滑移线、冲击线）等。

除分缝检查外，还需要对特殊位置的结构以及断面进行分析，确认其可制造性，并且对A面进行检查，识别过渡不顺或者容易出现外观缺陷的特征。此外，还需要对引擎盖、四门外板、背门外板以及顶盖等零件的曲率进行分析，在有必要的情况下开展CAE分析，确认拉延减薄、应变等情况，避免因曲率过大，零件刚性不足的风险。造型阶段冲压SE输出的报告示例，如图3所示。

3.3 "主断面分析

该阶段，冲压SE主要是结合CAE分析经验和冲压工艺经验对钣金零件的结构功能、成形性、装配性、精度保证难易程度等方面进行详细审核，找出潜在风险并提出相应改善对策，以便于控制零件的质量。主断面分析时的主要内容如表4所示。

新车型开发涉及很多典型断面，冲压SE关注12个主断面，如图4所示。

以02断面（A柱）为例，冲压SE需要关注该断面的具体尺寸，如图5所示。图5（a）中，01—前轮罩；02—A柱；03—前门上横梁；04—后门锁扣；05—前门铰链；06—前门腰线；07—前门锁扣；08—后门摇臂；09—狗腿；10—前挡下；11—前挡上；12—后挡上①、 ②、 ③、 ④等位置的尺寸需要重点关注，尤其是位置②尺寸关系到冲压整形时斜楔布置形式以及结构强度，由图5（b）可知，要实现常见的双动斜楔机构，位置②的距离至少要40mm。

3.4 "3D数据分析

3D数据分析是冲压SE在工程设计阶段任务最繁重的部分。根据数据版本和成熟度状态，分别需要进行工艺性分析、成型CAE分析，以及全工序回弹分析。该阶段必须完成所有冲压问题的识别和优化，直至达成数据成熟度要求；同时需要锁定A类零件的冲压工艺，完成潜在供应商技术交流和支持定点，还需要完成材料利用率提升，达成项目制定的材料利用率要求。该阶段的冲压SE内容见表5。

该阶段一般有3版数据，冲压工艺人员对每版数据进行SE分析，识别风险点并给出改善措施。通常都是基于CAD/CAE软件分析，通过软件对零件进行CAE分析，确认开裂、起皱、滑移线、回弹等缺陷，以ECR形式与车身设计人员进行交互，同时输出CAE分析报告以及分析管控表，用于支持供应商交流和定点，典型ECR案例如图6所示。

3.5 "工艺审核

该阶段是定点后对模具供应商所做的工艺进行审核，内容包括冲压可行性分析报告（CAE报告）、DL（Die Layout）设计图。并依据工艺方案设计检查表对供应商所做的工艺产品的要求符合性、冲压可行性、模具结构可行性、生产操作性以及维护性等方面进行审核，输出审核问题清单及纪要。工艺审核阶段冲压SE内容如表6所示，工艺方案设计检查表如图7所示。

3.6 "模具结构审核

该阶段是基于工艺审核完成后，开展的对于模具结构的审核，从模具结构功能、模具结构可靠性、制造工艺性，及与生产匹配性等方面进行详细审核。该阶段也是模具实型制作前的最后一道关卡，需要严格把关，并且在模具泡沫模型制作前完成所有结构审查的问题关闭。该阶段冲压SE的内容如表7所示，模具结构审查表如图8所示。

4 "冲压SE工业化阶段应用

工业化阶段也称为投产阶段，该阶段包含样车试制和批量量产活动，对于冲压SE而言，需要完成模具实物开发、样车试制、模具验收及其他批量生产前的制作活动，最终达成量产指标，正式进入量产阶段。

4.1 "模具实物开发

模具结构审核结束，进入模具实物开发阶段，主要活动如图9所示。

该阶段需要与模具开发商握手可执行的开发计划，识别开发风险，争取资源和制定对应措施，确保模具实物开发有条不紊推进。同时需要完成泡沫模型审查、加工数据审查，以及参与调试方案制定，模具实物开发阶段SE内容见表8。

4.2 "样车试制

试制阶段对软模或者硬模半工装件进行检查，确认零件实物与SE分析的匹配性，包括起皱严重性、滑移线、冲击线以及零件刚性等，需要重点确认虚拟分析阶段决策需要实物验证的项目。试制阶段冲压SE内容见表9。

4.3 "验收及量产

该阶段完成模具和零件质量验收，并在量产阶段完成冲压SE总结报告，具体工作内容如表10所示。

5 "结 "语

以流程化的形式详细阐述了项目各阶段冲压SE的开展内容，所述结合实际案例探讨冲压SE的具体应用，对行业同步工程的开展具有一定的指导意义，总结如下。

（1） 概念阶段以冲压工艺规划为主，完成冲压可行性分析报告、冲压制造策略定制，输出冲压规划书和投资概算等；

（2） 工程设计阶段SE任务最集中，需要完成对于竞品、造型以及3D数据分析，并且输出不同类型的分析报告，该阶段需要支持研发数据成熟度达成，同时要完成冲压工艺和模具结构审查，保障模具开发；

（3） 工业化阶段是对前期SE分析的验证，比对虚拟分析与实物的异同，在工业化阶段完成整个项目冲压SE的总结，形成经验库。

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作者简介：卫才涛，中级工程师，主要从事项目管理、同步工程、技术管理方面的研究。

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