基于價值工程的自動售貨機鈑金件設計

古孟軍

摘要：隨著自動售貨機事業(yè)的發(fā)展，市場競爭的愈加激烈，如何充分運用設計提高自動售貨機價值，運用價值分析降低自動售貨機生產(chǎn)成本將成為企業(yè)長久立足發(fā)展的基礎。本論文從多方面論述了在自動售貨機用鈑金優(yōu)化和新設計中，充分運用價值工程理論對自動售貨機鈑金件進行分析、設計、加工，以提高自動售貨機功能，降低其成本，從而可以提高自動售貨機競爭力，擴大其市場份額。通過分析自動售貨機鈑金件設計的特點、鈑金件設計與價值工程的關系以及如何作用于自動售貨機價值、如何運用價值分析找出自動售貨機設計的薄弱環(huán)節(jié)確定其自動售貨機優(yōu)化的方向、如何在滿足自動售貨機結(jié)構(gòu)設計的基礎上設計出高價值、低成本的自動售貨機。

關鍵詞：自動售貨機;價值工程;鈑金件

1.緒論

在激烈的市場競爭中，自動售貨機只有不斷的改進和開發(fā)新產(chǎn)品，才能滿足市場需要，取得好效益。以往的自動售貨機設計中，設計者往往因為片面追求技術指標等，忽略了成本，或者憑經(jīng)驗進行設計，結(jié)果造成設計的自動售貨機質(zhì)量過剩、成本過高、利潤過低。

2.自動售貨機設計中鈑金結(jié)構(gòu)應用概述

鈑金加工具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在自動售貨機行業(yè)應用非常廣泛。自動售貨機主要材料為薄鋼板，鈑金件設計決定著自動售貨機的主要成本。

自動售貨機鈑金是針對金屬薄板（通常在2mm以下）一種綜合冷加工工藝，包括剪、沖、切、復合、折彎、焊接、鉚接、成型等。

3.價值工程理論基礎

價值工程簡稱VE（Value?Engineering），價值工程是一門工程技術理論，主要思想是通過對選定研究對象的功能及成本分析，提高對象的價值。這門學科以提高工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟效益為主要目標，以促進老產(chǎn)品的改進和新產(chǎn)品的開發(fā)為核心內(nèi)容。

產(chǎn)品分析定義為：價值（V）=功能（F）/成本（C），提高價值有以下方法：

（1）第一種方法是一種提高產(chǎn)品價值的最理想途徑。即是產(chǎn)品的功能提高，成本下降。例如，新的設計應用，可以使自動售貨機的功能或是在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)重大突破。

成本下降，功能提高，即：?V↑=F↑/C↓;

（2）第二種方法是在成本不變的情況下，使產(chǎn)品的功能有所提高，價值提高。例如，對現(xiàn)有產(chǎn)品的外觀重新設計后，產(chǎn)品的審美功能大大提高，而生產(chǎn)成本卻沒有什么變化，但是自動售貨機價值有了很大的提高。

成本不變，功能提高，即：V↑=F↑/C→;

（3）第三種方法是功能不變，成本降低，價值提高。例如，零件結(jié)構(gòu)設計變更，減少焊接工時，生產(chǎn)成本降低，這就可以在保持產(chǎn)品功能不變的情況下使生產(chǎn)成本降低，使自動售貨機價值提高。

功能不變，成本降低，即：V↑=F→/C↓;

（4）第四種方法是成本稍微有增加，而功能大幅度提高，使價值提高。例如，一個零件在由單功能變成多功能后，成本雖然有所提高，但功能卻成倍或幾倍的增加，從而使產(chǎn)品的價值大大提高。

功能大增，成本略增，即：V↑=F↑↑/C↑;

（5）第五種方法是功能稍微降低，但成本大大下降，價值提高。例如，自動售貨機適當?shù)亟档凸δ埽钥梢詽M足某些用戶的需求，而使成本大幅度下降，使產(chǎn)品價值提高。

功能略降，成本大降，即：V↑=F↓/C↓↓。

4.自動售貨機設計中鈑金結(jié)構(gòu)設計與價值工程研究

4.1自動售貨機鈑金件設計與成本

在設計制造時除應考慮設計的獨創(chuàng)性外，還應有計算成本、利潤及產(chǎn)量等經(jīng)濟性。經(jīng)濟價值是自動售貨機在運用材料和加工技術中所體現(xiàn)的價值。

在進行自動售貨機設計時，要綜合考慮自動售貨機功能特點、使用環(huán)境、自動售貨機加工工藝、表面處理工藝，自動售貨機的經(jīng)濟效益等。基于鈑金件生產(chǎn)效率高、成本低、可加工復雜的形狀等特性，合理的選擇鈑金結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本，提高自動售貨機的價值。

（1）零件的設計結(jié)構(gòu)形狀應有利于機械加工，減少工作量，減少結(jié)構(gòu)廢料，材料利用率與沖壓件的形狀關系密切。有利于簡化模具，提高壽命或利用現(xiàn)有工藝裝備。

（2）盡量減少沖壓廢料。在沖壓零件成本中，材料費用占60%以上。沖壓廢料可分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料。搭邊和余料屬于工藝廢料，這是與排樣形式及沖壓方式有關的廢料;結(jié)構(gòu)廢料是由工件的結(jié)構(gòu)設計形狀決定的。要提高材料的利用率，既要設法減少結(jié)構(gòu)廢料，又要設法減少工藝廢料。

（3）盡量減少工件的外形尺寸，以降低材料的消耗。這一點對采用標準寬度的板材更具意義，有時只對設計稍加修改，就能利用這種材料。

4.2?自動售貨機鈑金件設計中的材料選擇與成本

（1）在進行自動售貨機設計時，金屬板材的選擇以及板厚的選擇是重點。在選擇材料時，要滿足自動售貨機功能的金屬板材種類和規(guī)格。例如冷軋鋼板與不銹鋼，不銹鋼成本是冷軋鋼板的2倍多。

（2）金屬板材加工處理的成本。不同的金屬板材，加工的工藝也有區(qū)別，不同的工藝又要求用不同的設備、技術和技術工人，加工過程也是不一樣的，這些都是鈑金件加工的成本。

所以，在選擇金屬板材及其板厚的同時要充分兼顧自動售貨機設計的經(jīng)濟性原則，充分運用價值工程原理，以最低的壽命周期成本，最經(jīng)濟的金屬板材來實現(xiàn)自動售貨機價值，實現(xiàn)企業(yè)利潤的最大化。

4.3?自動售貨機鈑金件設計中的排樣

根據(jù)材料的利用情況，排樣方法可分為有廢料排樣，少廢料排樣和無廢料排樣三種。

有廢料排樣是沿工件全部外形沖裁，工件周邊都留有搭邊，工件精度與沖模壽命較高，但是材料利用率低;少廢料排樣是沿工件部分外形沖裁，只局部留有搭邊;無廢料排樣無任何搭邊。采用少、無廢料排樣，對節(jié)省材料具有重要意義，且有利于一次沖裁多個工件，故可以提高生產(chǎn)率。在無廢料排樣時，只有材料的料頭和料尾損失。同時，這兩種排樣形式，因其沖切周邊減少，還可簡化模具結(jié)構(gòu)和降低沖裁力。因此，在設計沖壓件時，應盡可能有利于采用少、無廢料的排樣方式。

4.4?自動售貨機鈑金件設計中的功能結(jié)構(gòu)設計與成本

結(jié)構(gòu)設計時，要注意追求節(jié)約，應以不危及結(jié)構(gòu)功能為前提，而滿足一些特殊要求，則又應以不危及經(jīng)濟性為原則。用最少的費用來最大可能地滿足功能要求，這是結(jié)構(gòu)設計始終應遵循的基本原則。

一般來說，自動售貨機鈑金件設計在明確了結(jié)構(gòu)的必要性和基本結(jié)構(gòu)方式的基礎上，可在下列方面力求降低自動售貨機成本。

4.4.1降低設計費用

鈑金結(jié)構(gòu)設計時，應注意充分利用現(xiàn)有的設計;采用標準件;削減零件品種類別;選定經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)尺寸和結(jié)構(gòu)形狀;采用對稱的結(jié)構(gòu)以代替特殊的偏左或者偏右的結(jié)構(gòu)。

4.4.2降低材料費用

鈑金結(jié)構(gòu)設計時，首先要注意采用最佳造型、節(jié)省材料用量。同時，盡量減少邊角廢料，提高材料的有效利用率。

4.4.3降低加工費用

鈑金結(jié)構(gòu)設計時，應選用最合理的加工方法;減少零部件種數(shù)，增加同類零部件的數(shù)目;減少機械加工面積;選擇最經(jīng)濟合理的表面粗糙度、尺寸公差、精度等級以及形狀位置公差等。同時，應注意將設計結(jié)構(gòu)按加工的合理性進行分解，以節(jié)省裝夾時間、加工時間、測量時間;并盡可能使用普通刀具、夾具、量具和普通機床。

4.4.4降低其他費用

還應考慮降低包裝費用、運輸費用以及安裝費用等。

4.5?鈑金件的表面處理與成本

設計中，除了少數(shù)材料所固定的特征以外，大部分的材料都可以通過表面處理的方式來改變自動售貨機鈑金件表面所需的色彩、光澤等需要。

（1）自動售貨機的性能和使用環(huán)境。不同自動售貨機或者零部件由于使用環(huán)境和在自動售貨機系統(tǒng)中參與表現(xiàn)的物質(zhì)功能或精神功能的不同，因此需要根據(jù)選擇不同的材料選擇適當?shù)慕?jīng)濟的表面處理工藝。以滿足自動售貨機的性能和使用環(huán)境的要求。

（2）自動售貨機檔次的經(jīng)濟性。自動售貨機應消費層次的不同而具有高中低不同檔次，自動售貨機表面處理工藝的選擇應考慮自動售貨機檔次的經(jīng)濟性，以求得自動售貨機的合理裝飾，獲得理想的經(jīng)濟效益。

（3）成本。不同的表面處理工藝成本不同。隨著科學技術的發(fā)展，各種表面處理工藝的相對成本與決對成本都在發(fā)生變化。另外還有考慮工藝成本與使用壽命之間和工藝成本與運行費用之間的辯證關系，保證消費者獲得做好的綜合經(jīng)濟效益。

5.結(jié)論

本論文從多方面論述了在自動售貨機用鈑金優(yōu)化和新設計中，充分運用價值工程理論對自動售貨機鈑金件進行科學的分析，以提高自動售貨機功能，降低其成本，從而可以提高自動售貨機在市場中的競爭力，擴大其市場份額。通過分析自動售貨機鈑金件設計的特點、鈑金件設計與價值工程的關系以及如何作用于自動售貨機價值、如何運用價值分析找出自動售貨機設計的薄弱環(huán)節(jié)確定其自動售貨機優(yōu)化的方向、如何在滿足自動售貨機結(jié)構(gòu)設計的基礎上設計出高價值、低成本的自動售貨機。結(jié)合自身設計經(jīng)驗提出了自己的觀點。

參考文獻：

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