汽車沖壓模具降低成本的思路和措施

侯其森 任 鵬 程戰(zhàn)營 張新峰

（1.洛陽北方易初摩托車有限公司，洛陽 471003；2.中航鋰電（洛陽）有限公司，洛陽 471003；3.河南速達電動汽車科技有限公司，洛陽 472000）

沖壓模具開發(fā)成本在汽車制造成本中占比較大，只有降低沖壓模具的開發(fā)成本，才能有效降低汽車制造成本。通過靈活使用沖壓技術，縮減沖壓工序，減少沖壓模具；優(yōu)化模具結構，減少加工費用，提高模具材料的利用率，以及運用計算機仿真模擬技術，降低模具報廢率等手段和措施，降低沖壓模具的制造費用。

1 汽車沖壓模具的發(fā)展現狀

現階段，汽車工業(yè)的高速發(fā)展，計算機技術在沖壓行業(yè)的深入應用，自動化壓力機等先進沖壓設備、高精度數控加工設備以及各種高端檢測掃描設備的應用等，均為沖壓模具的制造提供了良好契機。如今，人工單工序沖壓模具的使用越來越少，沖壓模具向著集成化、復雜化、自動化方向發(fā)展。同時，汽車車型的更新換代越來越快，生產成本不斷縮減，于是，沖壓模具的開發(fā)周期也隨之變得更短，開發(fā)成本被嚴格控制。為此，需要進一步優(yōu)化沖壓模具的制作方式和方法，在逐步提升模具制作質量的同時降低各方面開發(fā)成本。

2 汽車沖壓模具降低成本的措施

2.1 前期沖壓工藝的優(yōu)化

2.1.1 利用CAE軟件分析優(yōu)化工藝

CAE技術應用在汽車沖壓模具制造中，能夠優(yōu)化汽車模具制作過程，有效降低汽車沖壓模具制造成本。沖壓工藝模擬技術的應用，不僅能提前對沖壓件的沖壓性能進行預估，準確判斷出零件起皺、開裂、壓痕等缺陷，為沖壓工藝方案的制定提供可靠依據，從而降低沖壓模具開發(fā)過程中的報廢率，而且能夠精確計算零件壓制后的回彈、變形、扭曲程度，為工程技術人員提供詳細的調試數據，提前對零件尺寸進行工藝補償，簡化生產制造過程，縮短調試周期。CAE技術的廣泛應用，能夠有效降低汽車模具的開發(fā)成本，提高經濟收益。

2.1.2 壓縮工序，減少模具套數

應用CAE分析技術，優(yōu)化沖壓工藝，合理合并沖壓工序，減少模具套數；與此同時，根據零件的形狀、材料、板厚等具體情況，盡量采用級進模、連續(xù)模等自動化生產線模具，優(yōu)化模具結構，減少模具材料的使用。在汽車制造中，沖壓工序的減少不僅能減少模具數量，而且能降低人工成本和生產儲運成本、提高產品精度和生產效率，在很大程度上增加汽車制造企業(yè)的經濟效益。

2.1.3 借鑒之前的成熟經驗降低開發(fā)風險

在汽車模具制作過程中，借鑒之前成熟的經驗，設計人員不僅可以依據原有的經驗縮短沖壓工藝制定和模具結構設計周期，而且能夠準確把握類似沖壓件的難點和關鍵點，合理進行工藝設計和結構設計，優(yōu)化工藝布局和模具結構，減少材料浪費，提高模具加工制造效率。與此同時，對于模具制作程中出現的問題可以提前采取措施，有效降低模具開發(fā)制造的差錯率，縮短加工和調試周期，從而有效降低汽車模具的開發(fā)成本。

2.2 模具結構的優(yōu)化

2.2.1 材質的選擇

沖壓模具成本的降低首先要從模具的材料下手，只有提高材料利用率，才能有效減少浪費現象。現階段，沖壓模具材質的分類，大體上分為鑄件、鍛件和標準件三類；需要依據沖壓零件的材質、料厚、零件的形狀和尺寸、使用的沖壓設備、沖壓工藝的安排以及汽車產量等因素綜合考慮，選用經濟又能滿足使用要求和壽命的合適材料。汽車制造廠家在選擇模具材質時，在保證符合生產標準的前提下，一般選擇材質等級較低的材質。降低模具材料成本，需要從生產的最開始做好生產計劃，減少因汽車銷量不理想造成的浪費現象，避免出現生產量小于預算，模具材質剩余，客觀上增大成本。同時，在產量較大時，一定要選用復制性、替代性好的材質，在模具出現磨損或生產損壞的情況下能夠快速修補或更換模具部件，避免出現車型壽命未結束，模具已經報廢的情況出現。總的來說，模具材料的選用，要綜合各方面因素考慮，盡量做到物盡其用。

2.2.2 結構的優(yōu)化

在模具開發(fā)時，沖壓工藝設計階段就要考慮模具結構的可實現性，在盡量合并工序的情況下，工藝安排一定要讓模具結構的設計簡單實用。模具結構的設計同材質的選用原則類似，依據沖壓件的產量和精度，選擇能滿足使用要求的最低設計標準。模具結構設計時，除采用左右件共模、一模雙腔等傳統(tǒng)工藝優(yōu)化措施以及簡化導向方式、按照壓力機最低開口合理降低模具閉合高度等傳統(tǒng)的結構優(yōu)化措施，減少模具重量及材料使用以外，現在的計算機仿真模擬技術為模具結構設計提供了簡單方便的運動模擬和強度校核方法，使模具設計工程師在進行結構設計時，通過施加靜態(tài)載荷等參數對模具結構強度進行校核，這樣，在保證鑄造性能的基礎上，能夠最大程度減小模具壁厚，降低材料使用率。

2.3 模具加工過程中的成本降低

機加工是模具制造中的重要一環(huán)，機加工的精度、周期等情況，直接影響到模具制作成本。首先，根據模具結構各部位的功能，制定相應的精度標準，然后按照精度要求制定合理的加工工藝，分清主次，根據精度要求和結構特點，選用合適的刀具和合理的加工程序，簡化加工過程，以最經濟、實用的方式進行機加工；其次，在模具加工時，依據企業(yè)現有設備的加工能力和精度狀況，將模具的不同部件合理安排到相應的設備上進行加工，并按項目節(jié)點合理排產，進一步優(yōu)化加工成本；最后，加工人員需要了解項目的精度要求和周期要求，根據實際情況，確定是否采用淬火后精加工，如果需要淬火后精加工，則需要根據熱處理狀況合理預留精加工余量，以控制加工刀具費用及加工周期。

2.4 調試過程中成本的控制

模具的調試關系到模具最終的品質，也是控制模具開發(fā)周期的重要環(huán)節(jié)，調試順利與否，在很大程度上決定了模具開發(fā)制造的成敗。現在的模具開發(fā)，由于CAE技術的深入應用，零件缺陷在模具開發(fā)之初，已經通過工藝補償等手段得到最大限度削弱，后期調試需要進一步確認模具狀態(tài)，調試機床參數及其他生產參數。模具狀態(tài)的確認需要經驗豐富的鉗工，調試模具需要根據不同的模具品種，按照科學的調整順序逐步進行，應避免“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”的現象出現，以提高模具調試的準確性和效率。模具調試同時要注重綜合因素的考慮，結合零件參數、材料、模具狀態(tài)以及機床狀態(tài)等進行，盡量減少調試人工，縮短調試時間，減少壓力機以及輔材的使用，這樣能大大縮減調試支出，減少模具開發(fā)成本。

3 結語

綜上所述，汽車沖壓模具的制作在最低限度保證質量的同時，要從設計、加工制造、調試等多個環(huán)節(jié)入手進行成本控制。模具制造成本的降低，有效控制了汽車制造業(yè)成本，使車企在汽車行業(yè)中保持強大的競爭力。