冲压加工的经济性

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所谓经济性，就是以最小的耗费取得最大的经济效果。也就是生产中的“最小最大”原则。在冲压生产中，保证质量产品质量，完成产品数量、品种计划、劳动安全，环境保护的前提下，产品成本越低，说明企业经济效果越大。

为了进行经济分析，首先研究产品成本所包含的内容。

一、冲压件的成本分析  

冲压件的制造成本为：

式中    —制造成本
+ G. c9 E" h; M（费用）；

       —材料费，包括原材料费、外购件费；

       —加工费，包括工人资、设备折旧费、车间经费等；

       —模具费。

产品成本受产量的影响较大，特别是冲压生产尤为突出。在一定条件下，企业生产产品数量的增减，将会引成本中某些费用的变化，其结果使得成本发生波动。为此可将产品成本分为固定费用和变动两部分。固定费用是指在一定时期和一定产量范围内，它的总额不随产量变动而变动，它是维持生产能力而基本不变的费用。例如模具、设备折旧费，加工费中的固定工资部分和各种经费等。但是单位固定费用，也就是分摊在每个产品上固定费用却是可变的。即单位固定费用与产量成反比变化，它们之间的关系。

变动费用是指它的总额随产量的增减而成比例增减。例如产品直接耗用的原材料费、外购件费、外协件加工费等。但就产品单位费用而言，变动费用则基本不变

由此，冲压件生产成本用下式表示：

  k. O* M# i4 D" q: ^% i

式中    —生产(制造)成本；

       —固定成本；

       —可变成本；

       —产量。

成本与产量的关系，而产品的单位成本可用下式表示：

单位成本与产量的关系。

对外形尺寸小的工件，采用通用模、简单模，甚至钢丝钳、剪刀等工具生产；外形尺寸大的可采用剪床、电动工具、火焰切割等方法。典型简易模的种类、适用范围和模具寿命见表1-8。

表1-8   简单模的种类及适用情况

名称	用途	适用范围(t=板厚)	模具寿命/件	备注
薄板模	冲裁	t≤3mm的形状一般的中小型板件	数千~数万	多用于电器仪表和电子工业
钢皮模	冲裁	t≤6mm的形状简单的大、中型板件：非金属件、软金属件	数千~数万	多用于汽车、拖拉机、飞机的板件冲裁
组合冲模	修边、冲孔、弯曲、拉深	t≤3mm的中、小板件	1000~10000	可重复使用
橡皮模	冲裁、成形、胀形、弯曲	t≤1.5mm的小零件	数千~1万	可重复使用
聚氨酯模
锌合金模	落料、拉深、成形、弯曲	冲裁t≤1mm   成形拉深t≤1mm  大、中、小零件	2000 1000	熔解再使用
低熔点合金模	成形	成形薄板零件	1千~数千	熔解再使用
喷焊刃口模	外形落料	t≤1mm大型零件	10000	可重复使用
喷镀精密模	冲裁、成形	小零件	1000	& z/ R2 P# c) _$ n
超塑性材料模	冲裁、塑料模	冲裁薄板件t≤0.8mm  注塑成形小件	4000	再使用时，性能变差
特殊材料模	成形	大零件	1000	& ~* S. b$ i+ L' i! D0 @/ O

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冲压过程的自动化及高速化
自动化生产，从安全和降低成本两个方面来看，将成为冲压加工的发展方向。今后不仅大批量生产中采用自动化，在小批量生产中也可采用自动化生产。

在大批量生产中采用自动化时，虽然模具费用较高，但生产率高，产量大，分摊到每个工件上的模具折旧费和加工费却比单件小批量生产时要低。

从生产安全性考虑，在小批量多品种生产中采用自动化也是可取的，但自动化的经济性问题，急待研究。

! |! U+ J, |/ ~0 N6 f2 f在自动化生产中，降低成本的手段是高速化。与高速化并行的是多列化，这样可以降低加工费和提高材料利用率。
' |( E8 r* V9 p# V: n3 t- \9 _* x; W
为实现压力机的高速化，需要相应解决噪音振动和延长模具寿命问题。高速压力机要求足够的刚度和精度，一般以闭式双点结构为宜，为减小噪音和振动，倾向于铸铁机身，而且运动部件要求实现平衡。为延长模具寿命，可采用高寿命的新材料，如硬质合金模具和模具表面强化处理。

# C* b4 }6 f5 a; B* j, g: g9 c( k硬质合金模具寿命，可按下式计算：


+ G" y6 V  i/ V* w) _, @式中   — 模具总寿命 （冲次数）；

- d$ {6 A( p3 q" z3 K2 U4 m       —平均刃磨寿命(冲次数)。
. P- p. J5 q( l
从连续使用5副硬质合金模具得出的平均值：

  =960000次

- T; X# Q0 b6 v, l1 e刃口高度为8mm
7 G7 O3 K: P! ^7 @
凸模刃磨量=0.095mm ≈0.1mm；凹模刃磨量=0.104mm≈0.1mm
% A6 S6 T0 o3 Z
% Q$ a3 l  d- z用上述公式可计算出总寿命为：


0 V) W1 Q8 U) s# V1 E: W% ?
* _; W0 t" E" G
5．  提高材料利用率，降低材料费

0 A' |, {! a6 R在冲压生产中，工件的原材料费占制造成本的60%左右，所以节约原材料，利用废料具有非常重要的意义。提高材料利用率是降低冲压件制造成本的重要措施之一。特别是材料单价高的工件，必须慎重研究。

% U# {7 {% |2 D2 F0 r4 N降低材料费的方法如下：

* n0 x2 G  b7 s" ^+ b& [1）  在满足零件强度和使用要求的情况下，减小材料厚度。

! W% N  x" G! e% n% n2 E2）  降低材料单价。

; e3 V! y2 k+ {8 N8 e9 s" k3）  改进毛坯形状，合理排样。

4）  减少搭边，采用少废料划无废料排样。
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5）  单列排样改为多列排样。
) O, |& A8 R6 Q" O+ U
( K! A  g; _3 B' O" B4 \6）  对称压制./
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7）  多件同时成形，成形后再切开。
7 L0 x4 J2 t: @6 E; X5 C
( A' e$ N: L" D. f% V! h% ]8）  无底拉深时，可先用带料（条料）焊接后再成形。
* w: j$ ^6 a" X+ P1 C
) W( |3 R9 d! N; D& F9）  组合排样。
; j: F" I0 P8 I1 s6 ?' t
0 x+ i7 T- w6 a' }! O: y10)  利用废料 。