汽車注塑模具成本技術分析方法研究

劉世能

摘 要：本文從汽車注塑模具技術、工藝、加工制造角度出發，分析了注塑模具成本的構成要素。筆者結合自身多年的模具現場工作經驗、模具供應商提供的成千上萬份的模具商務報價資料，以及國內大型注塑模具供應商實地走訪考察，搜集了包括人工成本、設備數據庫、鋼材數據庫在內的大量成本信息，總結出了一套較為科學的、系統的汽車注塑模具成本分析方法。

關鍵詞：汽車；注塑模；成本分析；工時；工時價

一、汽車注塑模具成本構成

從汽車注塑模具技術、工藝、加工制造角度出發，分析認為：汽車注塑模具成本構成要素主要包括：模具設計成本、模具鋼材材料成本、模具電極材料成本、模具外購件成本、模具加工成本、模具皮紋成本、模具管理費及利潤、模具出廠運輸成本、模具增值稅。

二、汽車注塑模具成本分析方法

根據汽車注塑模具成本構成要素逐個分析，每個構成要素里最關鍵的是工時和材料重量，下面將逐個分解，給出一定的參考值。這里以汽車前后保險杠和儀表板模具為例，以下列舉的代表零件當中表皮分整體式大表皮、小表皮和左右表皮，在此做統一說明：小表皮和左右表皮一般只出現在SUV和越野車車型當中，特別是后保；而又寬又深的整體式大表皮一般出現在轎車車型當中，特別是中高端級別的轎車。

1模具設計成本

模具設計工作主要分為CAD設計、CAE模流分析、CAM編程三部分，具體工作包括產品數據分析、模具2D/3D設計、電極設計、模流分析、數控加工編程及加工工藝編制等。

2模具鋼材材料成本

（1）模具材料選擇

目前注塑模具選用的鋼材牌號及規則如下：

說明：

表中進口鋼材牌號都是歐系，也是整個模具行業用的較為普遍的鋼材牌號。對應進口1.2738日系鋼材牌號是PX4，對應進口1.2344日系鋼材牌號是DHA1。可供選擇參考。

（2）模具材料重量計算

①模具尺寸計算整體式（原身留）

A：定模安裝板厚度；

B：產品最高點到定模底面尺寸；

C：產品邊緣到模具邊緣尺寸（沿長度方向）；

D：產品邊緣到模具邊緣尺寸（沿寬度方向）；

E：產品底部到動模底部尺寸；

F：模具支撐塊高度；

G：動模安裝板厚度。

3模具電極材料成本

電火花加工在模具加工中主要用于以下幾種情況：

① 加工復雜形狀的零件以及深孔、薄筋、窄槽等刀具無法加工的區域；

② 加工各種硬、脆材料，如硬質合金和淬火鋼等。

在計算電極消耗量之前需要先確定電火花加工的區域。主要判斷原則如下：

① 盡可能采用刀具加工；在尖角或小R角等刀具無法到達的型面，考慮采用電火花加工；

② 加工區域長度/直徑比較大，刀具無法完全加工到位或刀具易斷，考慮采用電火花加工。

電極材料的消耗量比較難以用公式進行量化，特別是一些大模具。但有一個經驗范圍可供參考。

4模具加工成本

模具加工工序很多：制作電極、普通機加工（車銑刨磨鉆）、數控粗加工、數控精加工、線切割、電火花、深孔鉆、鉗工裝配、打磨拋光、模具檢驗、模具試模。以下列舉出部分具有代表性零件的模具每道序的加工工時范圍，以供參考。

（1）電極加工工時

石墨電極的CNC加工工時按照零件不同，總結如下：

（2）普通機加工工時

（3）數控粗加工工時

粗加工工時可以根據公式粗略地計算出來。實際測算過程中，也是在公式計算的基礎上綜合各方因素累加得到的一個加工工時。

粗加工工時：需切削的金屬體積/刀具體積切削效率*修正系數。

（4）數控精加工工時

精加工工時可以根據公式粗略地計算出來。實際測算過程中，也是在公式計算的基礎上綜合各方因素累加得到的一個加工工時。

精加工工時：需切削的型面面積/刀具面積切削效率*修正系數。

（5）線切割加工工時

線切割加工工時也是可以根據公式粗略地計算出來。有快/中/慢走絲之分，快走絲速度最快，精度最低；而慢走絲速度最慢，但精度最高，設備最貴，工時價也最貴。

線切割工時：需切割的截面長度/鉬絲進給速度*修正系數

但是由于注塑模具中需要線切割的鑲件，滑塊，斜頂塊以及各種孔特別多，具體測算中也沒辦法一個個地進行計算；但是我們可以根據經驗估算，一副模具有多少個鑲件/滑塊/斜頂及孔位，每一個鑲件/滑塊/斜頂/孔位線切割需時多少，這樣就可以得出總共線切割加工工時。下表是一個經驗總結數據。

（6）電火花加工工時

電火花加工工時雖然沒有直接的計算方式，根據分析總結出了如下電火花加工工時數據以供參考。

（7）深孔鉆加工工時

深孔鉆工時：需鉆削的孔的長度/鉆頭進給速度*修正系數

深孔鉆加工工時可以根據公式粗略地計算出來。這里的難點是計算需鉆削的孔的總長度，要計算這個，必須先了解熱流道的排布情況。

（8）鉗工裝配工時

鉗工裝配工時與鉗工小組團隊的專業素質以及前期的機加工情況密切相關，是沒有辦法用公式進行計算的，這里根據經驗和橫向比較總結出了一些數據。

（9）打磨拋光工時

（10）模具檢驗工時

（11）模具試模工時

5模具出廠運輸成本

注塑模具的運輸成本分三種情況：一是模具較多，批量運輸，這時只需要考慮模具本身重量就行，根據0.6元/噸/公里計算即可；二是單一模具運輸，需要選擇一個噸位合適的貨車，這時計算時就得用貨車噸位了，而不是模具自身噸位了；三是需要皮紋腐蝕的模具運輸成本，在以上兩種情況的基礎上適當考慮即可，一般乘以1.5作為總的模具運輸成本。

6模具增值稅

注塑模具有分攤和付現兩種費用支付方式。分攤的模具在測算模具成本的時候不需要考慮增值稅的；而付現的模具必須考慮17%的增值稅。

結論

從上面的方法中我們知道了工時和材料重量，再乘以對應的人工工時價、設備工時價或者材料單價，就可以得出對應各要素成本，然后匯總就得出了我們需要的模具含稅總價。