汽车注塑模具成本技术分析方法研究

刘世能

摘 要：本文从汽车注塑模具技术、工艺、加工制造角度出发，分析了注塑模具成本的构成要素。笔者结合自身多年的模具现场工作经验、模具供应商提供的成千上万份的模具商务报价资料，以及国内大型注塑模具供应商实地走访考察，搜集了包括人工成本、设备数据库、钢材数据库在内的大量成本信息，总结出了一套较为科学的、系统的汽车注塑模具成本分析方法。

关键词：汽车；注塑模；成本分析；工时；工时价

一、汽车注塑模具成本构成

从汽车注塑模具技术、工艺、加工制造角度出发，分析认为：汽车注塑模具成本构成要素主要包括：模具设计成本、模具钢材材料成本、模具电极材料成本、模具外购件成本、模具加工成本、模具皮纹成本、模具管理费及利润、模具出厂运输成本、模具增值税。

二、汽车注塑模具成本分析方法

根据汽车注塑模具成本构成要素逐个分析，每个构成要素里最关键的是工时和材料重量，下面将逐个分解，给出一定的参考值。这里以汽车前后保险杠和仪表板模具为例，以下列举的代表零件当中表皮分整体式大表皮、小表皮和左右表皮，在此做统一说明：小表皮和左右表皮一般只出现在SUV和越野车车型当中，特别是后保；而又宽又深的整体式大表皮一般出现在轿车车型当中，特别是中高端级别的轿车。

1模具设计成本

模具设计工作主要分为CAD设计、CAE模流分析、CAM编程三部分，具体工作包括产品数据分析、模具2D/3D设计、电极设计、模流分析、数控加工编程及加工工艺编制等。

2模具钢材材料成本

（1）模具材料选择

目前注塑模具选用的钢材牌号及规则如下：

说明：

表中进口钢材牌号都是欧系，也是整个模具行业用的较为普遍的钢材牌号。对应进口1.2738日系钢材牌号是PX4，对应进口1.2344日系钢材牌号是DHA1。可供选择参考。

（2）模具材料重量计算

①模具尺寸计算整体式（原身留）

A：定模安装板厚度；

B：产品最高点到定模底面尺寸；

C：产品边缘到模具边缘尺寸（沿长度方向）；

D：产品边缘到模具边缘尺寸（沿宽度方向）；

E：产品底部到动模底部尺寸；

F：模具支撑块高度；

G：动模安装板厚度。

3模具电极材料成本

电火花加工在模具加工中主要用于以下几种情况：

① 加工复杂形状的零件以及深孔、薄筋、窄槽等刀具无法加工的区域；

② 加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等。

在计算电极消耗量之前需要先确定电火花加工的区域。主要判断原则如下：

① 尽可能采用刀具加工；在尖角或小R角等刀具无法到达的型面，考虑采用电火花加工；

② 加工區域长度/直径比较大，刀具无法完全加工到位或刀具易断，考虑采用电火花加工。

电极材料的消耗量比较难以用公式进行量化，特别是一些大模具。但有一个经验范围可供参考。

4模具加工成本

模具加工工序很多：制作电极、普通机加工（车铣刨磨钻）、数控粗加工、数控精加工、线切割、电火花、深孔钻、钳工装配、打磨抛光、模具检验、模具试模。以下列举出部分具有代表性零件的模具每道序的加工工时范围，以供参考。

（1）电极加工工时

石墨电极的CNC加工工时按照零件不同，总结如下：

（2）普通机加工工时

（3）数控粗加工工时

粗加工工时可以根据公式粗略地计算出来。实际测算过程中，也是在公式计算的基础上综合各方因素累加得到的一个加工工时。

粗加工工时：需切削的金属体积/刀具体积切削效率*修正系数。

（4）数控精加工工时

精加工工时可以根据公式粗略地计算出来。实际测算过程中，也是在公式计算的基础上综合各方因素累加得到的一个加工工时。

精加工工时：需切削的型面面积/刀具面积切削效率*修正系数。

（5）线切割加工工时

线切割加工工时也是可以根据公式粗略地计算出来。有快/中/慢走丝之分，快走丝速度最快，精度最低；而慢走丝速度最慢，但精度最高，设备最贵，工时价也最贵。

线切割工时：需切割的截面长度/钼丝进给速度*修正系数

但是由于注塑模具中需要线切割的镶件，滑块，斜顶块以及各种孔特别多，具体测算中也没办法一个个地进行计算；但是我们可以根据经验估算，一副模具有多少个镶件/滑块/斜顶及孔位，每一个镶件/滑块/斜顶/孔位线切割需时多少，这样就可以得出总共线切割加工工时。下表是一个经验总结数据。

（6）电火花加工工时

电火花加工工时虽然没有直接的计算方式，根据分析总结出了如下电火花加工工时数据以供参考。

（7）深孔钻加工工时

深孔钻工时：需钻削的孔的长度/钻头进给速度*修正系数

深孔钻加工工时可以根据公式粗略地计算出来。这里的难点是计算需钻削的孔的总长度，要计算这个，必须先了解热流道的排布情况。

（8）钳工装配工时

钳工装配工时与钳工小组团队的专业素质以及前期的机加工情况密切相关，是没有办法用公式进行计算的，这里根据经验和横向比较总结出了一些数据。

（9）打磨抛光工时

（10）模具检验工时

（11）模具试模工时

5模具出厂运输成本

注塑模具的运输成本分三种情况：一是模具较多，批量运输，这时只需要考虑模具本身重量就行，根据0.6元/吨/公里计算即可；二是单一模具运输，需要选择一个吨位合适的货车，这时计算时就得用货车吨位了，而不是模具自身吨位了；三是需要皮纹腐蚀的模具运输成本，在以上两种情况的基础上适当考虑即可，一般乘以1.5作为总的模具运输成本。

6模具增值税

注塑模具有分摊和付现两种费用支付方式。分摊的模具在测算模具成本的时候不需要考虑增值税的；而付现的模具必须考虑17%的增值税。

结论

从上面的方法中我们知道了工时和材料重量，再乘以对应的人工工时价、设备工时价或者材料单价，就可以得出对应各要素成本，然后汇总就得出了我们需要的模具含税总价。