【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 177。177。177。177。 沖壓件成本分析產(chǎn)品成本受產(chǎn)量的影響較大，特別是沖壓生產(chǎn)尤為突出。在一定條件下，企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量的增減，將會(huì)引起成本中某些費(fèi)用的變化，其結(jié)果使得成本發(fā)生波動(dòng)。為此可將產(chǎn)品成本分為固定費(fèi)用和變動(dòng)費(fèi)用兩部分。固定費(fèi)用是指在一定時(shí)期和一定產(chǎn)量范圍內(nèi)，它的總額不隨產(chǎn)量變動(dòng)而變動(dòng)，它是維持生產(chǎn)能力而基本不變的費(fèi)用。例如模具、設(shè)備折舊費(fèi)，加工費(fèi)中的固定工資部分和各種經(jīng)費(fèi)等。但是單位固定費(fèi)用，也就是分?jǐn)傇诿總€(gè)產(chǎn)品上的固定費(fèi)用卻是可變的。即單位固定費(fèi)用與產(chǎn)量成反比例變化。變動(dòng)費(fèi)用是指它的總額隨產(chǎn)量的增減而成比例增減。例如產(chǎn)品直接耗用的原材料費(fèi)、外購(gòu)件費(fèi)、外協(xié)件加工費(fèi)等等。但就產(chǎn)品單位費(fèi)用而言，變動(dòng)費(fèi)用則基本不變。上述可知，沖壓件生產(chǎn)成本是由固定費(fèi)和可變費(fèi)這兩部分組成的，所以只要設(shè)法降低固定費(fèi)用或可變費(fèi)用，都能使生產(chǎn)成本降低，利潤(rùn)增加?？梢?jiàn)企業(yè)要提高經(jīng)濟(jì)效益，就要在降低成本上下功夫。 降低制造成本的措施降低產(chǎn)品成本，包括增產(chǎn)、節(jié)約兩個(gè)方面。增產(chǎn)可降低產(chǎn)品成本中的固定費(fèi)用，相對(duì)地減少消耗，節(jié)約便能直接降低消耗，它們都是降低成本的重要途徑。沖壓件的成本包括材料費(fèi)、加工費(fèi)、模具費(fèi)等項(xiàng)。因此，降低成本，就是要降低以上各項(xiàng)費(fèi)用。以下討論降低成本的措施。 工藝合理化沖壓生產(chǎn)中，工藝合理化是降低成本的有力手段，一般在制定新產(chǎn)品工藝時(shí)進(jìn)行。當(dāng)產(chǎn)量發(fā)生變化，模具壽命短或因事故發(fā)生損壞時(shí)，由于更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)而改變模具時(shí)，以及變更設(shè)備等生產(chǎn)條件發(fā)生變化時(shí)，要重新討論（研究）產(chǎn)品工藝。由于工藝的合理化能降低模具費(fèi)、節(jié)約加工工時(shí)降低材料費(fèi)等，所以必然降低零件總成本。在制定工藝時(shí)，工序的分散與集中是比較復(fù)雜的問(wèn)題。它取決于零件的批量、結(jié)構(gòu)（形狀）、質(zhì)量要求、工藝特點(diǎn)等。對(duì)于板材沖壓件，一般說(shuō)來(lái)，在大批量生產(chǎn)情況下，應(yīng)當(dāng)盡量把工序集中起來(lái)，采用復(fù)合或連續(xù)模進(jìn)行沖壓，很小的零件，適合于復(fù)合或連續(xù)沖壓加工，這樣既提高了生產(chǎn)率，又能安全生產(chǎn)。復(fù)合模對(duì)于大的零件也是適合的，因?yàn)橐桓贝蟮膹?fù)合模，有時(shí)比兩副同樣大小的單工序模的費(fèi)用低，而小批量生產(chǎn)時(shí)，則以采用單工序模分散沖壓為宜。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，集中到一副模具上的工序數(shù)量不宜太多，對(duì)于復(fù)合模，一般為2～3個(gè)工序，最多4個(gè)工序，對(duì)于連續(xù)模，集中的工序數(shù)可以多些。 多個(gè)工件同時(shí)成形產(chǎn)量較大時(shí)，采用多件同時(shí)沖壓，可使模具費(fèi)、材料費(fèi)和加工費(fèi)降低，同時(shí)有利于成形表面拉力均勻化。左右對(duì)稱(chēng)成形時(shí)，不僅可使變形均勻，改善受力狀況，同時(shí)還降低了成本。 沖壓過(guò)程的自動(dòng)化及高速化自動(dòng)化生產(chǎn)，從安全和降低成本兩個(gè)方面來(lái)看，將成為沖壓加工的發(fā)展方向。今后不僅大批量生產(chǎn)中采用自動(dòng)化，在小批量生產(chǎn)中也可采用自動(dòng)化生產(chǎn)。在大批量生產(chǎn)中采用自動(dòng)化時(shí)，雖然模具費(fèi)用較高，但生產(chǎn)率高，產(chǎn)量大，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的模具折舊費(fèi)和加工費(fèi)卻比單件小批生產(chǎn)時(shí)要低。從生產(chǎn)安全性考慮，在小批量多品種生產(chǎn)中采用自動(dòng)化也是可取的，但自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，急待研究。在自動(dòng)化生產(chǎn)中，降低成本的手段是高速化。與高速化并行的是多列化，這樣可以降低加工費(fèi)用和提高材料利用率。為實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)的高速化，需要相應(yīng)解決噪音振動(dòng)和延長(zhǎng)模具壽命問(wèn)題。高速壓力機(jī)要求足夠的剛度和精度，一般以閉式雙點(diǎn)結(jié)構(gòu)為宜，為減少噪音和振動(dòng)，傾向于鑄鐵機(jī)身，而且運(yùn)動(dòng)部件要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡。為延長(zhǎng)模具壽命，可采用高壽命的新材料，如硬質(zhì)合金模具和模具表面強(qiáng)化處理。 提高材料利用率，降低材料費(fèi)在沖壓生產(chǎn)中，工件的原材料費(fèi)占制造成本的60%,左右，所以節(jié)約原材料，利用廢料具有非常重要的意義。提高材料利用率是降低沖壓件制造成本的重要措施之一。特別是材料單價(jià)高的工件，必須慎重研究。降低材料費(fèi)的方法如下：（1）在滿(mǎn)足零件強(qiáng)度和使用要求的情況下，減少材料厚度。（2）降低材料單價(jià)。（3）改進(jìn)毛坯形狀，合理排樣。（4）減少搭邊，采用少?gòu)U料或無(wú)廢料排樣。（5）對(duì)稱(chēng)壓制。（6）組合排樣。 變壓器儲(chǔ)油柜端蓋的工藝分析 材料變壓器儲(chǔ)油柜端蓋的材料A3鋼（舊標(biāo)準(zhǔn)GB70079牌號(hào)），改用與之對(duì)應(yīng)的Q235A，屬于普通碳素鋼，具有較好的可沖壓性能。未經(jīng)退火的Q235A的力學(xué)性能如下： 抗剪強(qiáng)度τ 304～373MPa 抗拉強(qiáng)度σb 432～461MPa 屈服點(diǎn)σs 253 MPa 伸長(zhǎng)率σ10 21～25% 零件結(jié)構(gòu)本端蓋采用2mm普通碳素結(jié)構(gòu)鋼板沖壓而成，可保證足夠的強(qiáng)度和剛度。另外，此零件通過(guò)氧焊固定于儲(chǔ)油柜上，圓筒上表面要求不高，不須經(jīng)過(guò)切邊工序。 尺寸精度零件圖上所有未標(biāo)注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14確定工件尺寸的公差?？走吘?20mm的公差為177。，屬I(mǎi)T12級(jí)精度，查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值（GB180079）可得各尺寸公差為：零件外形：18001 2401 零件內(nèi)形：230+0。52 110+ 30+孔心距：120177。4 制定工藝方案工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝方案，主要包括確定工序數(shù)，工序組合和工序順序的安排，應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案，再根據(jù)工件的批量、形狀等多方面的因素全面考慮，綜合分析，選取一種較為合理的沖壓方案。 工藝方案的分析端蓋的形狀表明，它為拉深件，所以拉深為基本工序。底部上2個(gè)小孔由沖孔工序來(lái)完成。拉深件的毛坯尺寸與拉深次數(shù)，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定。 修邊余量 在不變薄的拉深中，材料厚度雖有變化，但其平均直徑與毛坯原始厚度十分接近。因此毛坯展開(kāi)尺寸可根據(jù)毛坯面積等于拉深件面積的原則來(lái)確定。由于材料的各項(xiàng)異性以及拉深時(shí)金屬流動(dòng)條件的差異，為了保證端蓋的尺寸，必須留出修邊余量，在計(jì)算毛坯尺寸時(shí)，必須計(jì)入修邊余量，修邊余量的數(shù)值可查表6。拉深件高度h=23mm，零件的相對(duì)厚度h/d=23mm/178mm=，查表6知修邊余量，△h=2mm。 表6 無(wú)凸緣圓筒形拉深件的修邊余量δ（單位：mm）工件高度h工件的相對(duì)高度h/d附 圖～～～～4≤1010～2020～5050～100100～150150～200200～25025023456752589102468101112 計(jì)算毛坯尺寸在不變薄拉深中，雖然在拉深過(guò)程中坯料的厚度發(fā)生一些變化。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，可以不計(jì)坯料的厚度變化，概略地按拉深前后坯料的面積相等的原則進(jìn)行坯料尺寸的計(jì)算。由于金屬的流動(dòng)性和材料的各向異性，毛坯拉深后，工件邊口不齊。一般情況拉深后都要修邊，因此在計(jì)算毛坯時(shí)，必須把修邊余量計(jì)入工件。利用Pro/e軟件的曲面設(shè)計(jì)做出端蓋的內(nèi)曲面（此時(shí)端蓋的高度h=26mm），向外平移1mm，利用軟件算出曲面的面積，然后利用坯料的面積相等的原則算出坯料的直徑為220mm。 確定是否用壓邊圈 用普通平端面凹模拉深時(shí)，不用加壓邊的條件見(jiàn)下式： 首次拉深： t／D≥（1m） （1） 以后各次拉深： t／D≥（1／m1） （2） 毛坯的相對(duì)厚度t/D=2／220=，易知采用壓邊圈。 確定拉深次數(shù)（采用查圖法） 先在圖5確定拉深次數(shù)及半成品尺寸線(xiàn)圈中橫坐標(biāo)上找到相當(dāng)毛坯直徑220mm的點(diǎn)，從此點(diǎn)作一垂線(xiàn)。再?gòu)目v坐標(biāo)上找到相當(dāng)于工件直徑178mm的點(diǎn)，并由此點(diǎn)作水平線(xiàn)，與垂線(xiàn)相交。根據(jù)交點(diǎn)，便可決定拉深次數(shù)，如交點(diǎn)位于兩斜線(xiàn)之間，應(yīng)取較大的次數(shù)。該端蓋可一次拉深成形。于是，該端蓋的全部單工序有落料、拉深（整形）、沖孔，共計(jì)三道工序。 工藝方案的確定在沖壓工藝性分析的基礎(chǔ)上，找出工藝與模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序及組合方式等。有時(shí)同一種沖壓零件也可能存在多個(gè)可行的沖壓工藝方案，通常每種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備占用情況、模具制造的難易程度和壽命高低、生產(chǎn)成本、操作方便與安全程度等方面進(jìn)行綜合分析、比較，確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案。 初步分析可以知道變壓器儲(chǔ)油柜端蓋的沖壓成形需要多道工序:落料、拉深壓印、沖孔,因而制定合理的成形工藝方案十分重要。考慮到生產(chǎn)批量大,因此制定應(yīng)在生產(chǎn)合格零件的基礎(chǔ)上,盡量提高生產(chǎn)效率,就應(yīng)該盡量復(fù)合能復(fù)合的工序,但復(fù)合程度太高,模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且各零件在動(dòng)作時(shí)要求相互不干涉,從而模具的制造成本也就提高了,制造周期延長(zhǎng),維修不如單工序模簡(jiǎn)便.因此儲(chǔ)油柜端蓋的沖壓成形主要有以下幾種工藝方案:方案一:(1)落料 (2)拉深(3)沖孔方案二:(1)落料拉深復(fù)合模 (2)沖孔方案三:落料、拉深、沖孔復(fù)合模方案一復(fù)合程度低,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試容易,但生產(chǎn)道次多、生產(chǎn)效率低不適合大批量生產(chǎn)。方案三與方案二的主要區(qū)別是采用落料、拉深、拉深、沖孔復(fù)合模,即可在一次沖壓行程中完成,生產(chǎn)效率提高一倍,節(jié)省了人力、電力和工序間的搬運(yùn)工作,而且在同一工位上沖孔無(wú)需重新定位,從而使沖壓工件的位置精度得到提高。經(jīng)過(guò)理論計(jì)算,由于變壓器儲(chǔ)油柜端蓋的高度較小,可以采用落料、拉深、沖孔復(fù)合模一次成形。. 圖5 確定拉深次數(shù)及半成品尺寸線(xiàn)圈5 工藝計(jì)算 材料排樣及材料利用率的計(jì)算排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣在于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。在沖壓工作中，沖壓件材料消耗費(fèi)用可達(dá)總成本的60%～75%，每降低1%的沖壓廢料，%～%。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在成批和大量生產(chǎn)中，沖壓零件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬(wàn)件，甚至數(shù)百萬(wàn)件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效果更為突出。 材料排樣的選用原則（1）沖裁小工件或某種工件需要窄帶料時(shí)，應(yīng)沿板料順長(zhǎng)方向進(jìn)行排樣，符合材料規(guī)格及工藝要求。（2）沖裁彎曲件毛坯時(shí)，應(yīng)考慮板料的軋制方向。（3）沖件在條（帶）料上的排樣，應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)率、沖模耐用度、沖模結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單和操的方便與安全等。該端蓋采用落料拉深沖孔復(fù)合模，毛坯形狀為圓形，為便于送料和設(shè)計(jì)，采用單排方案。搭邊可用于補(bǔ)償定位誤差，并可使條料保持有一定的剛度，便于送料。搭邊是廢料，所以應(yīng)盡量取小，但過(guò)小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，影響模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。排料搭邊數(shù)值大小不僅與材料性能和厚度、沖件形狀和尺寸大小有關(guān)，而且與沖裁模具選用不同卸料方式有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。查表7，工件間a=，側(cè)面a1=?？紤]到板料的多余部分及加強(qiáng)安全性，側(cè)面取5㎜。 確定板料規(guī)格和裁料方式根據(jù)條料的寬度尺寸，選擇合適的板料規(guī)格，使剩余的邊料越小越好。該零件寬度用料為230mm，以選擇1400mm1500mm2mm的板料規(guī)格為宜。 表7 搭邊a和側(cè)搭邊a1材料消耗工藝定額 （3）一張板料上總的材料利用率