汽车覆盖件模具制造成本的技术因素探讨

2021-12-08李用

模具制造 2021年11期

李用

（四川成飞集成科技股份有限公司，四川成都610091）

1 引言

如今模具制造成本在不断受到挤压，上游的原材料受到矿石、加工、人力成本等多个因素影响，受到绿色发展限制，管理控污防污力度加大，设备更新与换代加速，新技术与新设备需求十分强烈，铸造企业为了发展，采购铸件价格逐年上升等因素制约。同时，随着汽车需求市场不断饱和，人们更新换代能力又受到经济发展与国际形势的限制，汽车生产销售数量逐年下降。各汽车厂为了赢得市场，不断通过技术创新，新车型求质量与市场开发等手段来降低生产制造成本，导致模具开发步伐逐渐放缓，导致模具市场竞争更加剧烈，模具市场单价不断被刷新。受到双头挤压的模具制造企业，设计如何控制与降低模具制造成本，在市场夹缝中生存下来，是每一位设计同仁都需要考虑与关注的问题，其重要性不言而喻。

2 模具成本构成

（1）铸件采购成本。

汽车外覆盖件模具大多是铸造模具，由于零件大，形状复杂，导致铸件需求量也大，铸件采购成本非常高。为了提高铸件质量，改善铸造性，降低铸件重量，各厂家均在铸件材质、筋厚、铸造减轻孔、铸件余量等方面不断出招，在满足模具寿命的前提下，不断探索与创新，寻求最佳组合来满足工装生产的需求，所以，铸件成本是构成模具成本的很重要的一环。

（2）标准件采购成本。

为了提高模具制造质量，缩短模具制造周期，标准化是一个非常关键指标。零件标准化和规模化，有利于提高零件互换率，提高零件的质量，缩短零件制造周期，缩短模具维护时间，降低故障率。标准化提升导致采购成本上升，不仅是零件加工制造，还包括零件包装运输，物流成本，时间成本等提升，这也是模具成本构成的一个较重的因素。

（3）模具开发成本。

模具是一个技术含量极高的工装，需要汇聚各个环节与岗位人才的智慧，共同努力才能够完成的事业。开发包括前期同步工程的深度介入，零件冲压工艺合理制定，成形分析可靠性研究，精算与模面设计精准执行，模具结构设计可靠性与稳定性，运动与仿真模拟，模具加工技术准确实施，模具装配调试技术应用，模具交付中疑难问题科学决策等等。模具开发过程中各个环节技术人员深度融入，是模具开发顺利实现的保障，是提高质量，降低成本，缩短周期的坚强堡垒，是市场竞争中全面夺取胜利的坚强后盾，这也是决定模具开发成本的最直接，最重要的影响因素。

（4）设备加工消耗成本。

模具制造过程中，零件有大有小，零件有简单与复杂型面。涉及到的加工设备有普通的车铣刨磨镗，普通加工用的数控机床，NC加工超高精度的高速加工设备，各种数控检测设备，各种数控热处理设备，研配与调试压机等等。由于汽车覆盖件模具尺寸与形状均比较大，导致设备加工能力与加工精度要求均比较高，为了满足开发人员的要求，设备需要更加精准控制与行走来满足产品质量，由于设备的特殊性，导致加工设备造价与维护成本非常高，随着数字化、智能化、自动化的普及，设备的加工成本就会越来越高，这一部分是必不可少的，刚需。

（5）其它使用成本。

除了上面提到的主要成本外，还有就是各个环节的人工成本，交付成本，油漆与包装运输成本，、各种会议成本，保证各个环节有序生产的管理成本等等。这些隐形的成本也会分摊掉一部分，绝对占比应该不会最高，但是管理出效益，说明管理非常重要，是控制模具成本的重要抓手。

3 模具技术成本体现要点

（1）准确理解与消化用户标准。

模具开发是基于用户的标准，对于标准版本信息、模具使用寿命、技术协议版次、模具生产方式、材质要求等均要求消化清楚明白。如果对用户的数据与标准不能准确的理解与消化，势必造成设计失误，导致开发的彻底失败，不仅会造成自己的损失，而且造成用户开发先机的丧失，其影响范围与深度就非常广。在市场经济运行的今天，能否准确地把握住商机是决定企业成败的关键，是决定企业生死存亡的法宝，这是设计成本最直接的体现。

（2）正确转化与吸收设计数据。

用户提供的各种数据，包括过程数据需要科学的管理与正确的转化，数据版本信息，零件料厚方向，零件装配孔与面的公差要求，零件装配关系，零件坐标位置，零件表面特征，生产机床参数等信息需要吸收到设计中来，正确表达与体现用户的数据特征。设计的源头是用户的数据，数据的正确性是决定产品正确性的关键。

（3）合理选择与排布模具工艺。

冲压工艺的合理性是指工艺方案均匀分布模具结构，有利于模具结构简化，有利于产品质量提升，有利于模具生产稳定，有利于模具维护方便性，冲压工艺合理还体现在零件传输高效性，还体现在模具生产中少停机率，模具简单化是将来设计方向，是模具成本重要保障。

（4）科学使用与设计加工要素。

模具加工设备与加工刀具科学分派，保证加工质量前提下，最大化发挥设备的潜能，多快好省。优化加工流程，改变加工方式，减少不必要的刀具轨迹，对于材质不同的零件，区别对待，改善加工余量，改变热处理顺序，从而达到改善质量，提高效率，保护加工设备。同时加工刀具正确选择与合理使用顺序，不仅节约加工刀具费，而且改善了模具加工后的质量，减少后期人工干预的工作量。对于设计结构，空间容许的情况下尽可能考虑使用大而短的刀具加工，这样不仅能够提高加工效率，而且能够保证与提高加工精度，总之，加工设备的匹配与刀具合理选用，科学选择与使用加工要素，模具加工成本下降的目标就可能实现。

（5）规范流程与控制设计手段。

模具开发与制造成本，不是单一个体能够完成，而是需要一个强有力团队共同完成。团队需要规章制度的约束，需要规范文件与流程管控手段来保证，这就需要其它人员参与到项目过程的人员组织管理，参与到生产过程的计划编制与控制，参与到零件制造的各个环节的质量控制，参与到模具后期维护保养等等。只有这些共同协作，有序协同运转，高效运作，才能很好控制模具开发制造过程中的成本波动。

4 控制设计成本期望值

（1）模具开发周期合理要求。

模具开发是一个综合要素的体现，并不是开发周期越短越好。每个环节有它固有的特性，通过科技创新与技术进步，能够改变环节中的一些问题，但是不能一刀切，如果违背了各个环节固有的特性，弯道超车就是违章的，存在重大事故隐患，如果不尊重科学，不按照客观规律办事，终究会受到客观规律的处罚，不仅没有缩短制造周期，提高零件质量，降低模具开成本，反而会适得其反。因此制定合理的模具开发周期是保证质量，缩短周期，降低成本的前提条件。

（2）模具价格的合理分摊。

模具是一个商品，就有它固有价值，价值的体现形式就是价格。所以模具开发价格不是非科学的理性决定的，而是需要结合当时的具体情况，客观要素要求，根据市场反映的变化，结合必要的社会劳动时间的价值，还要有一定时间波动风险成本等等来决定模具价格。不是模具价格越低越好，便宜没有好货，好的产品是需要工匠精心打磨，好的工装需要团队细心，耐心呵护。短平快的模式虽然短期容易见到效果，但对于工装的制造仍然需要长期的技术积累，长期持续创新，长期的资本投入，深入研究，精心雕刻，每一小缺陷，小的瑕疵都不能放过，才能让工装长期受用，好用，耐用，保持产品持续的竞争力。这样要求模具价格需要控制在一定水平范围内，不能通过市场无序的不良竞争来确定价格，必须保证模具开发制造企业一定的利润空间，维持一个企业正常生产的必要保障，短时的不良容许出现，但长期这样，优胜劣汰，不断破产重组，社会就会不稳定，生产制造能力就会受到一定影响，因此模具价格合理分摊就显得十分必要了，一个稳定，良好市场环境是模具技术提升的必要保证，也是产品质量稳定提升的社会环境需要。

（3）零件装配要求合理分布。

一个产品不是一个孤立的个体，而是多个零件的深度交叉组合。对于汽车上的零件而言，有成千上万个零件组合装配而成，需要保证各个零件合格，同时还要保证装配公差的合理分配，才能最终装配成一个好的产品。这就需要与之匹配的零件间发生点线面关系，需要通过零件的各个特征形位公差控制来保证整个产品装配关系。产品的形位公差分布的科学与否，就决定产品制造的难易程度，公差控制的要求越高越严，产品制造就要求更加精准，需要更加严苛的手段去保证。对于不同零件，零件不同部位，面与孔的公差分配会有不同表达，如果零件表达要求不一样，需要对每一个特征进行认真识别，区别对待。功能相同，公差相同是否为同一功能匹配结构零件，需要仔细确认甄别。对于零件要求不同，采取保证手段就不一样，对于模具开发需要工装数量就会不同，坚信一点模具简单才好用，所以零件装配技术要求的合理规划是模具开发成本的重要影响因素。

（4）模具技术要求的合理规划。

模具开发基于产品定型后技术要求执行，对于不同零件根据工作内容不同，采用不同的冲压工艺手段，只有科学合理分布冲压内容，模具开发成本是能够控制在一定波动范围。比如零件冲压过程中旋转角度，多个零件组合，零件间距变化调整，模具采用简单稳定结构，零件传输过程姿态控制等手段，均能够降低模具开发成本。模具制造过程中材料合理选择，加工与热处理设备合理搭配，零件生产压力与调试设备科学安排，模具制造过程中各个环节质量的有效控制等等，这些控制手段都可以节省模具成本。

（5）技术队伍稳定成长与壮大。

模具开发与制造离不开广大模具技术人员参与，离不开模具制造管理人员有效管控，离不开汽车生产人员技术支援，离不开与模具开发制造有关协作人员配合。总之人是模具成功开发的主体责任者，只有人员队伍的稳定发展与壮大，技术实力不断提升，模具开发制造成本才能更加趋于合理。如果人才队伍补充没有及时跟上，后继无人，没有形成一定的人才梯队建设，科研院校没有强力参与，模具技术提升很难超越，模具制造很难出现工匠，模具工业很难领跑世界，所以，模具成本控制最关键是人才队伍建设。