汽車水箱立柱支撐板級進(jìn)模改造降本可行性研究

沈左軍，陳章平，陳揚(yáng)杰

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽成飛集成瑞鵠汽車模具有限公司，安徽蕪湖 241009）

1 引言

近幾年，隨著車企的激烈競爭以及汽車市場保有量不斷增加，汽車產(chǎn)業(yè)的增長速度有所趨緩。目前，各汽車主機(jī)廠都狠抓零部件的產(chǎn)品質(zhì)量，傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)零件的質(zhì)量穩(wěn)定性越來越難以滿足主機(jī)廠日益增長的質(zhì)量需求。同時，由于用工成本的不斷上升以及斷代式用工荒的影響，汽車零部件產(chǎn)業(yè)目前已出現(xiàn)生產(chǎn)人員緊缺，甚至短期內(nèi)沖壓件無人生產(chǎn)的窘狀。因此，加大汽車零部件產(chǎn)業(yè)自動化率的提升已然十分迫切。經(jīng)調(diào)查，目前汽車行業(yè)車身零部件的一些小鋼模制件的自動化率并不高，奇瑞某車型小鋼模零件的自動化率不足10%，有些老車型還是全部手工線生產(chǎn)，自動化率還有很大的提升空間。

2 級進(jìn)模工藝方案分析

圖1所示為奇瑞公司某車型水箱立柱支撐板，該制件的尺寸為91×52×22mm，材質(zhì)為DC01，料厚：1.5mm，制件重量為：0.0609kg，為左右對稱制件。從制件結(jié)構(gòu)可以看出，制件結(jié)構(gòu)簡單，深度較淺，且有合適的帶料點，適合進(jìn)行級進(jìn)模改造。

圖1 水箱立柱支撐板

3 級進(jìn)模料帶設(shè)計

該件的帶料點比較明顯，在沒有翻邊的有孔平面處，同時考慮成形的側(cè)向力以及材料利用率，采用一出二的排樣方式，中間浮料帶寬度按常規(guī)20mm，展開后產(chǎn)品坯料間距最小按8mm，兩側(cè)搭邊值最小處按3mm，材料利用率為53.91%，排樣如圖2所示。

檢查工藝排布以及工具體的布置，如圖3所示，未發(fā)現(xiàn)有干涉的情況，理論上可行，可以運(yùn)行計算。

4 仿真結(jié)果及分析

使用AutoForm軟件對該制件級進(jìn)模工藝進(jìn)行模擬分析，料帶仿真結(jié)果如圖4所示。

成形性及回彈結(jié)果如圖5所示。

通過對料帶成形過程及仿真結(jié)果的評估，認(rèn)為級進(jìn)模改造方案可行。

5 成本核算比對

改造前后的成本比對，主要從材料消耗、壓機(jī)沖次、人工成本及模具折舊費(fèi)用4個方面綜合比較。產(chǎn)量按照一年10萬沖次預(yù)估（實際此車型一年產(chǎn)量超10萬輛）。

圖2 料帶排樣

圖3 料帶工具體

圖4 Full Strip模擬結(jié)果

圖5 成形性及回彈結(jié)果

5.1 材料消耗

查原板料數(shù)據(jù)，比對級進(jìn)模方案的板料數(shù)據(jù)，通過表1計算比對發(fā)現(xiàn)，材料消耗一年成本上升3,027.85元。

表1 材料消耗對比

5.2 壓機(jī)沖次費(fèi)用

查該件原模具數(shù)據(jù)，單件工藝為3工序，壓機(jī)為100t/100t/160t，改級進(jìn)模后，選用250t的壓機(jī)可滿足要求，壓機(jī)費(fèi)用的成本情況如表2所示。

表2 壓機(jī)費(fèi)用對比

通過表2計算統(tǒng)計可以看出，生產(chǎn)該制件沖次費(fèi)可節(jié)約21,050元，同時壓機(jī)資源可以得到有效利用。

5.3 生產(chǎn)節(jié)拍及人工工時費(fèi)用

手工生產(chǎn)時，生產(chǎn)節(jié)拍為5件/SPM，改造為級進(jìn)模之后，生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá)40件/SPM（一出2），時間損失按24h只有20h實際工作，人工工時對比，計算結(jié)果統(tǒng)計如表3所示。

表3 人工工時對比

通過以上的表格計算統(tǒng)計可以看出，人工成本可節(jié)約23,000元，使用級進(jìn)模，生產(chǎn)節(jié)拍顯著高于手動線生產(chǎn)，極大的節(jié)省了生產(chǎn)周期，相應(yīng)的也減少了人員成本。

5.4 模具折舊費(fèi)用

手工模具因技術(shù)成熟，步距少，模具制造簡單，故整體投資費(fèi)用少，而級進(jìn)模中工步多，模具整體尺寸較大，且制造復(fù)雜，故單價較手工模具成本高，計算結(jié)果統(tǒng)計如表4所示。

表4 模具成本對比

5.5 成本核算匯總

成本核算匯總?cè)绫?所示。

表5 成本核算匯總

從表5匯總數(shù)據(jù)可看出，該件改成級進(jìn)模生產(chǎn)，人力成本顯著降低，沖壓效率同時也得到了提高，其綜合成本得到降低。

6 結(jié)論

（1）針對奇瑞公司某車型水箱立柱支撐板的級進(jìn)模改造方案研究，通過工藝方案論證及仿真軟件的模擬分析，證明完全可行。

（2）依據(jù)改造前后成本的核算結(jié)果，該件改級進(jìn)模成本得到降低，沖壓效率同時也得到了提高，人力成本顯著降低。

（3）級進(jìn)模運(yùn)用對于人工成本的降低尤為明顯。

（4）后面新車型及平臺化零件開發(fā)，可對汽車零件的級進(jìn)模工藝選擇進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，提升級進(jìn)模占比，充分發(fā)揮級進(jìn)模生產(chǎn)效率高，占用生產(chǎn)人員少的特點。