12.20 降低鈑金成本的設計


降低鈑金成本的設計

鈑金件的成本主要來自於三個方面:材料,衝壓模具以及勞動力成本,其中材料和衝壓模具成本佔有主要的比例,降低鈑金成本的設計主要從這兩方面入手。

1、鈑金件的形狀

鈑金件的形狀應當利於排樣,儘量減少廢料,提高材料使用率,合理的鈑金形狀設計可以使得鈑金在排樣時材料使用率高,廢料少,從而降低鈑金材料成本,如下圖所示,稍微修改鈑金的外形,就能可以大幅提高材料的使用率,從而降低零件的成本。

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2、減小鈑金外形尺寸

鈑金外形尺寸是決定鈑金衝壓模具成本的主要因素之一,鈑金外形尺寸越大,衝壓模具尺寸就越大,模具成本就越高,這在衝壓模具包含多套衝壓工序時變得更為明顯

2.1、鈑金上避免狹長的特徵

狹長的鈑金形狀不但零件強度低,而且鈑金在排樣時的材料浪費嚴重,同時狹長的鈑金特徵使得衝壓模具尺寸加大,增加模具成本,如下圖所示。

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2.2、避免鈑金展開後呈十字外形

展開後呈十字外形的鈑金在排樣時材料浪費嚴重,同時增加衝壓模具的尺寸,增加模具成本,如下圖所示,在原始的設計中,鈑金的四個折彎邊均附著在鈑金的底部四個邊緣,鈑金展開後呈十字形,在排樣時材料浪費嚴重,同時鈑金外形尺寸較大,改進的設計中鈑金的後兩個折彎邊附著在前兩個折彎邊上,避免鈑金展開後呈十字形,從而使得鈑金可以合理排樣,材料使用率提高30%以上,同時鈑金外形尺寸小,模具費用降低。

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3、鈑金外形儘量簡單

複雜鈑金外形需要複雜的凸模和凹模,增加模具加工成本,鈑金的外形應儘可能的簡單,如下圖所示。

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4、減少衝壓模具工序數

衝壓模具主要包括兩種:工程模和連續模,一個鈑金件的工程模可能包含多套工序模模具,如衝裁模、折彎模、成形模和壓毛邊模等,模具工序越多,鈑金模具的工序模套數就越多,衝壓模具成本就越高,對於連續模也是如此,模具成本與模具的工序數成正比,因此,為降低衝壓模具的成本,應當儘量減少模具的工序數。

4.1、合理定義折彎的附著邊

不合理的折彎附著邊容易增加折彎工序,如下圖所示,在原始的設計中,鈑金需要兩個折彎工序,而在改進的設計中,通過更改折彎的附著邊,鈑金僅僅只需要一個折彎工序就可以同時完成兩個邊的折彎,改進的設計可以節省一套折彎工序模,從而降低模具成本。

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4.2、產品設計需要儘量避免複雜折彎

複雜折彎需要兩套甚至更過折彎模,是衝壓模具工序數增加的主要原因,可以通過設計的優化來避免複雜折彎,如下圖所示,複雜的折彎通過零件的拆分減少衝壓模具工序數,降低零件成本。


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4.3、產品設計需要儘量避免打死邊,打死邊至少需要兩個工序,也就是需要兩套工程模具

4.4、壓毛邊一般也需要單獨的壓毛邊工序模具,對於產品內部零件如果可以不壓毛邊,則儘量不壓毛邊

4.5、合理選擇零件的裝配方式

鈑金的裝配方式很多,我們下一篇文章在分析,合理地選擇鈑金裝配方式與產品成本息息相關,關於常用鈑金裝配方式的成本如下:

卡扣≤拉釘≤自鉚≤點焊≤螺釘

6、合理利用鈑金結構,減少零件數量

儘管衝壓製造工藝不允許鈑金具有複雜的結構,但在鈑金結構所能達到的範圍之內,應當允許利用鈑金結構,合併鈑金件相鄰的零件,減少零件的數量,從而減低產品的成本。


如下圖所示,在原始的設計中,整個裝配件包括3個零件,零件A、B、C之間通過焊接裝配在一起,產品製造和裝配費用高,改進的設計中,合理利用鈑金折彎,使得鈑金件A能夠合併零件B和零件C的功能,產品成本低。

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7、標準化

鈑金件設計時儘量選用標準的孔、槽等,從而可以使用標準的衝壓模具凸模和凹模,降低模具成本。

在選擇鈑金材料時,選用具有標準厚度和當地市場比較容易獲得的鈑金材料,也可以降低材料成本。


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