沖壓成本控制之工藝、工裝和設備

文/陳峰，張衛峰·長城汽車股份有限公司，河北省汽車工程技術研究中心

沖壓成本控制之工藝、工裝和設備

文/陳峰，張衛峰·長城汽車股份有限公司，河北省汽車工程技術研究中心

沖壓精益管理已成為汽車行業永恒的主題，這其中包括工藝設計成本控制、工裝制造成本控制、設備規劃及設備改造成本控制等。作為工藝技術人員，在工作中不僅僅要追求工藝技術的先進性和創新性，如何降低成本應成為我們重點分析的對象。

工藝設計成本控制

在工藝規劃設計階段降低成本的主要因素有生產方式、材料利用率、模具結構和數量及形式、設備規格數量、生產節拍、人員需求及其他輔料需求等。為了達到經濟性最好的目標，沖壓工藝方案必須做到技術可行，工藝設計合理。在大批量生產沖壓件的過程中毛坯板材約占沖壓制造成本的60%～70%，加工費用約占20%～30%，模具開發費用約占10%，因此降低沖壓材料費用是降低沖壓件成本的關鍵因素。

由于制件結構決定制件生產過程產生的廢料一般不可避免，而工藝廢料可通過合理的工藝排布來減少，左/右B柱上內板的生產過程中方案一采用單件成形方式，方案二采用雙件排樣成形方式，經分析，方案二材料利用率較方案一材料利用率高14.5%；左/右B柱下內板方案一采用對拉形式設計成形，方案二對制件排樣形式進行調整，左/右件對齊排樣，經分析，方案二材料利用率較方案一材料利用率高11%。

模具制造成本控制

通過有效地控制車間工作單的開出，有效治理刀具的報廢；通過模具結構的準確設計、模具零件的高效加工和零配件的準確檢測，將有效降低模具因設計改變帶來的附加成本，從而降低每套模具的實際成本。模具結構設計是決定模具先天質量和成本的關鍵環節，采用合理、經濟的模具結構，實現沖壓工藝設計，體現模具的操作性、維修性和制造加工性。

為平衡集團內沖壓車間線體生產的負荷，將由天津哈弗分公司沖壓一車間12組A線生產模具（四序線體）轉至徐水哈弗分公司沖壓二車間A線（五序線體）進行生產，為滿足轉產后徐水二車間線體生產工藝，需增加12套空工位模具。經核算，12套鑄造空工位模具共計約52.57t，每噸1.2萬元，需投入成本1.2×52.57=63.08（萬元）。

通過對不同制件形狀及重點部位進行分析，對改善鋼管進行焊接作為支撐架，并安裝橡膠塊及感應器，制作一個可以放置制件的簡易托料裝置。改善鋼管、橡膠塊及感應器需投入成本約3萬元，圖1為改善前后的結構對比。通過以上兩種結構對比，空工位支架較鑄造工位投入費用節約60.08萬元。

圖1 改善前后的結構對比

設備規劃成本控制

設備是生產的基礎，設備的完好是正常生產的前提，我們應從提高設備的完好率和運轉率，增加設備的使用壽命，減少配件損耗來降低成本。對車間設備潤滑按定人、定量原則分配到檢修班組及責任人身上，以保證設備潤滑正常，減少因潤滑故障造成的成本升高；每周定期對車間設備例行檢查，把“治未病”充分體現到降成本的工作中來，同時嚴查設備故障與事故，分析每次設備故障引起的成本升高；加大技術創新與技術改造，利用原有線體或設備進行改造，利用最低的費用創造最大的價值。

以某新車型開發產能規劃為例，將車型現有模具數量進行分析，共計14組模具需轉至A03/A04進行生產，因A線線體產能負荷較大，且A線主要承接外板制件進行生產，經進一步分析新開發車型存在5組模具可轉至B線進行生產（左/右翼子板、后背門外板上/下段，前圍板本體），因B線體未配置清洗機，生產外板時無法保證外板品質，需對沖壓線體進行改造，增加清洗機（原有B線已安裝涂油機），以保證外板品質。線體改造方案為在B線安裝干式清洗機（圖2），其外形尺寸為480mm，導軌中心間距為300mm，可直接使用現有涂油機設備基礎進行設備安裝。

A線原本配置的為濕式清洗機（圖3），其外形尺寸為1125mm，導軌中心間距為975mm，現有工位及設備基礎不能滿足安裝需求，設備改造需將整線防護及自動化線首單元進行整體改造，設備改造周期為60個工作日。

圖3 濕式清洗機

表1 干式清洗機和濕式清洗機性能對比

成本對比分析

干式清洗機采購成本為325.3萬元，濕式清洗機采購成本在500萬元以上，成本節省174.7萬元；干式清洗機每年維護費用為16萬元（更換皮帶刷、去污輪、帶刷導向器等）；濕式清洗機每年維護費用為59.4萬元；每年成本節省43.4萬元。干式清洗機和濕式清洗機性能對比見表1。

結束語

通過上述三個事例可見，在沖壓行業，從前期產品工藝分析，到中期工裝開發進而到沖壓設備的生產及改造，降低成本在每個環節都有很大的空間值得我們去探索。合理的工藝設計，不僅需要扎實的理論知識，而且還需具備豐富的現場經驗，同時還需要借鑒及學習國內外領先的技術及先進的經驗，進行周密思考。