汽车冲压模具降低成本的思路和措施

侯其森 任 鹏 程战营 张新峰

（1.洛阳北方易初摩托车有限公司，洛阳 471003；2.中航锂电（洛阳）有限公司，洛阳 471003；3.河南速达电动汽车科技有限公司，洛阳 472000）

冲压模具开发成本在汽车制造成本中占比较大，只有降低冲压模具的开发成本，才能有效降低汽车制造成本。通过灵活使用冲压技术，缩减冲压工序，减少冲压模具；优化模具结构，减少加工费用，提高模具材料的利用率，以及运用计算机仿真模拟技术，降低模具报废率等手段和措施，降低冲压模具的制造费用。

1 汽车冲压模具的发展现状

现阶段，汽车工业的高速发展，计算机技术在冲压行业的深入应用，自动化压力机等先进冲压设备、高精度数控加工设备以及各种高端检测扫描设备的应用等，均为冲压模具的制造提供了良好契机。如今，人工单工序冲压模具的使用越来越少，冲压模具向着集成化、复杂化、自动化方向发展。同时，汽车车型的更新换代越来越快，生产成本不断缩减，于是，冲压模具的开发周期也随之变得更短，开发成本被严格控制。为此，需要进一步优化冲压模具的制作方式和方法，在逐步提升模具制作质量的同时降低各方面开发成本。

2 汽车冲压模具降低成本的措施

2.1 前期冲压工艺的优化

2.1.1 利用CAE软件分析优化工艺

CAE技术应用在汽车冲压模具制造中，能够优化汽车模具制作过程，有效降低汽车冲压模具制造成本。冲压工艺模拟技术的应用，不仅能提前对冲压件的冲压性能进行预估，准确判断出零件起皱、开裂、压痕等缺陷，为冲压工艺方案的制定提供可靠依据，从而降低冲压模具开发过程中的报废率，而且能够精确计算零件压制后的回弹、变形、扭曲程度，为工程技术人员提供详细的调试数据，提前对零件尺寸进行工艺补偿，简化生产制造过程，缩短调试周期。CAE技术的广泛应用，能够有效降低汽车模具的开发成本，提高经济收益。

2.1.2 压缩工序，减少模具套数

应用CAE分析技术，优化冲压工艺，合理合并冲压工序，减少模具套数；与此同时，根据零件的形状、材料、板厚等具体情况，尽量采用级进模、连续模等自动化生产线模具，优化模具结构，减少模具材料的使用。在汽车制造中，冲压工序的减少不仅能减少模具数量，而且能降低人工成本和生产储运成本、提高产品精度和生产效率，在很大程度上增加汽车制造企业的经济效益。

2.1.3 借鉴之前的成熟经验降低开发风险

在汽车模具制作过程中，借鉴之前成熟的经验，设计人员不仅可以依据原有的经验缩短冲压工艺制定和模具结构设计周期，而且能够准确把握类似冲压件的难点和关键点，合理进行工艺设计和结构设计，优化工艺布局和模具结构，减少材料浪费，提高模具加工制造效率。与此同时，对于模具制作程中出现的问题可以提前采取措施，有效降低模具开发制造的差错率，缩短加工和调试周期，从而有效降低汽车模具的开发成本。

2.2 模具结构的优化

2.2.1 材质的选择

冲压模具成本的降低首先要从模具的材料下手，只有提高材料利用率，才能有效减少浪费现象。现阶段，冲压模具材质的分类，大体上分为铸件、锻件和标准件三类；需要依据冲压零件的材质、料厚、零件的形状和尺寸、使用的冲压设备、冲压工艺的安排以及汽车产量等因素综合考虑，选用经济又能满足使用要求和寿命的合适材料。汽车制造厂家在选择模具材质时，在保证符合生产标准的前提下，一般选择材质等级较低的材质。降低模具材料成本，需要从生产的最开始做好生产计划，减少因汽车销量不理想造成的浪费现象，避免出现生产量小于预算，模具材质剩余，客观上增大成本。同时，在产量较大时，一定要选用复制性、替代性好的材质，在模具出现磨损或生产损坏的情况下能够快速修补或更换模具部件，避免出现车型寿命未结束，模具已经报废的情况出现。总的来说，模具材料的选用，要综合各方面因素考虑，尽量做到物尽其用。

2.2.2 结构的优化

在模具开发时，冲压工艺设计阶段就要考虑模具结构的可实现性，在尽量合并工序的情况下，工艺安排一定要让模具结构的设计简单实用。模具结构的设计同材质的选用原则类似，依据冲压件的产量和精度，选择能满足使用要求的最低设计标准。模具结构设计时，除采用左右件共模、一模双腔等传统工艺优化措施以及简化导向方式、按照压力机最低开口合理降低模具闭合高度等传统的结构优化措施，减少模具重量及材料使用以外，现在的计算机仿真模拟技术为模具结构设计提供了简单方便的运动模拟和强度校核方法，使模具设计工程师在进行结构设计时，通过施加静态载荷等参数对模具结构强度进行校核，这样，在保证铸造性能的基础上，能够最大程度减小模具壁厚，降低材料使用率。

2.3 模具加工过程中的成本降低

机加工是模具制造中的重要一环，机加工的精度、周期等情况，直接影响到模具制作成本。首先，根据模具结构各部位的功能，制定相应的精度标准，然后按照精度要求制定合理的加工工艺，分清主次，根据精度要求和结构特点，选用合适的刀具和合理的加工程序，简化加工过程，以最经济、实用的方式进行机加工；其次，在模具加工时，依据企业现有设备的加工能力和精度状况，将模具的不同部件合理安排到相应的设备上进行加工，并按项目节点合理排产，进一步优化加工成本；最后，加工人员需要了解项目的精度要求和周期要求，根据实际情况，确定是否采用淬火后精加工，如果需要淬火后精加工，则需要根据热处理状况合理预留精加工余量，以控制加工刀具费用及加工周期。

2.4 调试过程中成本的控制

模具的调试关系到模具最终的品质，也是控制模具开发周期的重要环节，调试顺利与否，在很大程度上决定了模具开发制造的成败。现在的模具开发，由于CAE技术的深入应用，零件缺陷在模具开发之初，已经通过工艺补偿等手段得到最大限度削弱，后期调试需要进一步确认模具状态，调试机床参数及其他生产参数。模具状态的确认需要经验丰富的钳工，调试模具需要根据不同的模具品种，按照科学的调整顺序逐步进行，应避免“头痛医头脚痛医脚”的现象出现，以提高模具调试的准确性和效率。模具调试同时要注重综合因素的考虑，结合零件参数、材料、模具状态以及机床状态等进行，尽量减少调试人工，缩短调试时间，减少压力机以及辅材的使用，这样能大大缩减调试支出，减少模具开发成本。

3 结语

综上所述，汽车冲压模具的制作在最低限度保证质量的同时，要从设计、加工制造、调试等多个环节入手进行成本控制。模具制造成本的降低，有效控制了汽车制造业成本，使车企在汽车行业中保持强大的竞争力。