为集聚DFAC轻量化竞争优势服务XXXX1010.pptx
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为集聚DFAC轻量化竞争优势服务XXXX1010.pptx
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东风精密铸造有限公司2010年10月,为集聚DFAC轻量化竞争优势服务,提纲,1,3,精铸轻量化主要成效,精铸轻量化主要做法,技术课题建议,4,1,商用车市场开发情况,2,1.1主要商用车市场,品牌客户群,1、商用车市场开发情况,油缸支架系列,吊耳系列,牵引座牵引钩系列,限位块系列,基础件族,方向机支架系列,1、商用车市场开发情况,1.2主要商用车产品,板簧支架系列,合件族,1.2主要商用车产品,极端件族,1、商用车市场开发情况,自2003年以来,东风精铸致力于精铸轻量化技术研究与运用,为汽车制造业提供全价值链轻量化服务,取得了令人瞩目的成效,成果获东风汽车公司科技进步一等奖、中国汽车工业科技进步二等奖。
2、精铸轻量化主要成效,轻量化技术成果证书,2、精铸轻量化主要成效,细节优化,结构优化,单系统优化,多系统优化,整合优化,1,2,3,4,5,轻量化技术发展历程,轻量化应用效果,细节改进,尽量减轻铸件重量,结构再造,使材料布置更加合理,同一系统无装配关系产品集成优化,2个以上(含)不同系统产品集成优化,2个以上(含)不同系统产品构成原理优化,从单件优化到系统最优化,追求最大化客户全价值链利益,2、精铸轻量化主要成效,优化前,优化后,某商用车“前悬支架”,案例
(一),单件优化,优化后装配图片,案例
(二),组内优化,+,+,优化后,优化前,转向垂臂支架+垂臂,单系统优化,+,=,案例(三),板簧固定端支架+吊耳支架,多系统优化,+,+,=,车桥悬置+转向系统,案例(四),整体式平衡悬架分体式平衡悬架,整合优化,案例(五),系统最优化,重量减轻187.35kg!
提出具有可实施性的系统优化方案(模块化、集成化)多技术路线的构想,解决方案的商品化移交项目总结关闭,对解决方案进行改善,最优化设计材料选择仿真分析,物理样件的试制试验方案计划(台架、道路)风险评估和对策,全程系统化支持,主机厂,东风精铸,SOS,详细设计,概念设计,从源头(设计)削减产品制造成本与采购成本:
与客户建立协同设计平台,实施精益设计,消除设计的结构富余、功能富余,实现轻量化。
1,对外致力于为客户提供精铸轻量化服务,实施“品牌营销技术营销”市场模式,为客户提供集开发、销售、服务三位一体的短流程快捷的营销服务,2,PT,试验验证,3.1与主机厂建立联合、同步开发平台,3、精铸轻量化主要做法,精益设计,工艺技术,精益文化改善文化快乐文化“和”文化,薄壁技术防变形技术过程控制技术无损检测技术,精益化评价标准轻量化设计八大原则细节优化十大手法,材料技术,高强高韧材料高强焊接材料高牌号球铁,验证技术,数字模拟台架试验整车试验,精铸轻量化解决方案,为客户提供“两降一升”(降成本、降重量、升品质)增值服务,3.2持续培育四大支撑技术,3、精铸轻量化主要做法,2、产品关键特性评审标准化,1、新品工艺评审精细化,3、分析验证规范化,A:
精益设计专业化评审,3、精铸轻量化主要做法,细节减重十大手法,精益设计,A:
精益设计基本手法,3、精铸轻量化主要做法,最短的路线将力矩直接从一部传递到另一部,力流最短,材料最少,是最佳方案。
1)力流简捷均衡原则,轻量化设计八大原则,削肥填瘦,增强稳定感轻巧俏皮,强化结构对称、均衡。
2)匀称简洁美学原则,A:
精益设计手法诠释,3、精铸轻量化主要做法,铸筋铸面即平面腹板+筋条(板)来构造特征,提高了截面惯性矩,增强了结构抵抗变形能力,3)铸筋铸面突出原则,优化后,勾勒出架构筋骨,力流传递路径一目了然,每个部位都在分担载荷施加带来的应力,4)多筋少面结构原则,优化前,轻量化设计八大原则,优化前,优化后,A:
精益设计手法诠释,3、精铸轻量化主要做法,壁厚是影响铸造工艺的重要因素,如下产品轻量化后壁厚4mm,重8.95kg,轮廓尺寸534mm*208mm*254mm,表面积为50.92dm2,有效改善了零件制造质量与产品整体使用寿命。
5)薄壁铸孔竞争原则,综合产品功能要求,合理调整产品制造工艺性,改善综合成本,6)兼顾工艺成本原则,优化后,优化前,轻量化设计八大原则,A:
精益设计手法诠释,3、精铸轻量化主要做法,直线与斜线用圆弧自然过度,过渡圆角较大,整个结构过渡自然。
7)圆弧过渡自然原则,优化前,8)细节减重精益原则,孔端倒角:
对不易加工内开档孔端倒角很难加工,而人工去毛刺,需较多的工时,降低了产品加工效率。
此处倒角加工困难,去棱倒圆:
尖角易引起夹砂、裂纹等缺陷,应力集中。
圆角过小,产品外形不美观。
优化后,优化前,轻量化设计八大原则,A:
精益设计手法诠释,3、精铸轻量化主要做法,优化后,原始结构安装示意,2.42KG,0.95KG(一次结构调整),0.75KG(二次细节优化),60%,30%,设计基本步骤:
抛弃产品原结构,保证产品使用特性,安装孔位不变,构建框架;:
结各精铸工艺,加筋挖槽,以最少的材料联接各安装位置;:
受力模拟分析,细节处理。
a,构建框架,联接过渡,细节处理,A:
精益设计手法诠释,3、精铸轻量化主要做法,200ZG35MnV金相,200ZG40MnV金相,ZGD650830,2001年,普通碳钢,普通碳钢,微合金铸钢,2002年,2003年,普通碳钢,微合金铸钢,普通精铸球铁,普通碳钢,微合金铸钢,普通精铸球铁,2005年,高牌号精铸球铁,普通碳钢,微合金铸钢,普通精铸球铁,高牌号精铸球铁,2007年,高强可焊铸钢,普通碳钢,微合金铸钢,普通精铸球铁,高牌号精铸球铁,高强可焊铸钢,高强高韧铸钢,2008年,2009年,普通碳钢,微合金铸钢,普通精铸球铁,高牌号精铸球铁,高强可焊铸钢,高强高韧铸钢,超高强度铸钢,减重率10%,减重率20%,减重率25%,B:
材料技术拥有系列化高性能材料,3、精铸轻量化主要做法,B:
材料技术拥有系列化高性能材料,Q/DFLCM0108-2006熔模精密铸件技术条件,Q/DFLCM2207-2008熔模精密铸造高强高韧铸钢件技术条件,Q/DFLCM3302-2008高强度可焊接精铸件技术条件,东风精铸发挥自身资源优势,与高校、研究所联合开发了系列高性能材料并成功运用于轻量化产品上,强度提升30%以上。
形成了三个系列的材料技术标准,3、精铸轻量化主要做法,Hyperworks,ANSYS,Castsoft,Pro/E,ProCAST,C:
验证技术拥有完整的CAE技术,外部支持平台,3、精铸轻量化主要做法,2009年,公司产品在结构设计、结构优化、工况分析、工艺模拟等各方面均实现了数字化。
以商用车连接支架为例,其设计、优化到样件试装周期不到30天,而这类极端件产品在十年前是难以想象可以采用精铸工艺生产的。
C:
验证技术拥有完整的CAE技术,3、精铸轻量化主要做法,零件动载仿真成为产品设计支撑技术,C:
验证技术拥有完整的CAE技术,3、精铸轻量化主要做法,快速成型设备,台架试验,C:
验证技术初步具备实物验证能力,电子万能试验机,疲劳试验机,台架试验,台架试验,3、精铸轻量化主要做法,台架试验证明:
采用高性能材料的铸件吊耳静载及疲劳性能符合产品技术条件要求。
C:
验证技术初步具备实物验证能力,3、精铸轻量化主要做法,搭载整车可靠性验证,试验目的:
通过整车实物可靠性试验,验证优化吊耳在各种实际工况条件下,机械性能各项指标能否达到产品性能要求,为采用优化结构件的可行性分析提供依据。
C:
验证技术初步具备实物验证能力,3、精铸轻量化主要做法,台架试验,FEA有限元分析:
强度、刚度、疲劳、模态等分析;实物台架试验:
静强度、疲劳等分析;搭载整车可靠性试验:
多种工况条件下,综合性能检验。
C:
验证技术与合作伙伴共建台架试验平台,大胆设想,小心求证,3、精铸轻量化主要做法,关键重要特性识别,对产品的关键、重要特性进行识别,列出清单并制定控制措施;内控标准高于客户标准一个等级。
D:
工艺技术严格的过程控制,3、精铸轻量化主要做法,在产品图样上做关键件标识,并注明关键、危险区域。
关键件标识在铸件本体上铸出。
关键件标识,CAE浇注模拟分析,铸件凝固过程本体没有缩孔倾向,工艺设计采用铸造CAE技术,为科学地设置浇冒口控制铸造缺陷提供了依据。
D:
工艺技术严格的过程控制,3、精铸轻量化主要做法,关键工序过程控制,D:
工艺技术严格的过程控制,3、精铸轻量化主要做法,品质控制技术标准,D:
工艺技术严格的过程控制,3、精铸轻量化主要做法,钢水测温仪,试样(检验化学成分用),直读光谱仪,金相显微镜,D:
工艺技术完整的检测设备,化学成分、金相、温度,3、精铸轻量化主要做法,铸件缺陷检测,吊耳X射线探伤,磁粉探伤机,X射线探伤机,吊耳磁粉探伤,D:
工艺技术完整的检测设备,3、精铸轻量化主要做法,三坐标全尺寸检测仪,超声波探伤机,投影测量仪,D:
工艺技术完整的检测设备,其他项目检测,盐雾试验箱,光学硬度计,化学检测,3、精铸轻量化主要做法,D:
工艺技术薄壁成型技术,3、精铸轻量化主要做法,D:
工艺技术精确校正技术,摩擦压力校正,3、精铸轻量化主要做法,4、技术课题建议,双方组建一个强有力的CFT团队,选定一个现生产主打车型对其整车底盘、转向、车身悬置等系统进行轻量化课题发掘与联合开发,力争两年内实现1、辆份减重50-70KG2、辆份降成本70-100元3、零部件安全系数同比提升10%,优化后,优化前,29Q01-02285-B钢板弹簧吊耳(替代十二吨以上车型吊耳29Q01-02285-A),4、技术课题建议,轻量化课题选择-1(东风精铸供件),优化后,优化前,28V55-06017拖钩(替代28D2-06016),4、技术课题建议,轻量化课题选择-2(东风精铸供件),将板簧固定端支架、板簧固定端支架以及限位块等底盘由砂铸件改为精铸件结构优化。
轻量化课题选择-3(非东风精铸供件),4、技术课题建议,优化后,优化前,29Q01-01255板簧支架,轻量化课题选择-3.1(非东风精铸供件),4、技术课题建议,优化后,优化前,29Q01-02259板簧支架,4、技术课题建议,轻量化课题选择-3.2(非东风精铸供件),将车身前悬置总成上支架由冲压焊合件改为铸件并结构优化,同时将下支架铸件结构优化。
4、技术课题建议,轻量化课题选择-4(非东风精铸供件),4、技术课题建议,第一横梁总成,第五、七横梁总成,将车架第一槽形梁优化为铸件+圆管梁总成,并集成保险杠支架、洗涤壶支架、喇叭支架、拖钩等;将第五、七冲压横梁总成优化为铸件+圆管梁总成,提高车架抗扭强度。
轻量化课题选择-5(非东风精铸供件),4、技术课题建议,实物图例,轻量化课题选择-5.1(非东风精铸供件),年降成本估算,4、技术课题建议,谢谢!
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