如何从设计环节上降低模具成本
如何从设计环节上降低模具成本
模具工业是国民经济的基础工业。模具是军工、机械、电子及轻工业的基础工艺装备。随着生产和科学技术的发展，经济贸易市场中竞争的加剧，促使产品加速更新换代，这对模具的数量、质量、成本、交货期等方面提出了更高的要求。
模具开发的成败，关键在于设计。可以说这是我们业内人士所共识的，很多单位都有这种感受不怕加工不出来，就怕设计不出来。可见一副模具，其设计难度要比加工难度大得多。笔者认为，一副成功的模具，它不仅仅只是能够完成预定的冲压任务，而且要使模具在自身的加工、调整、维护、易损件消耗等一系列过程中，总的花费达到最少，这才是模具设计的最高境界。2.降低模具成本的方法
模具的成本主要由以下几部分组成：材料费、设计费、加工费（包括调试费用）、包装费及运送费、税金、其他费用（如商业运作、交纳管理费等）。其中材料费、加工费及税费合计起来至少要占到模具总成本的80%以上。而材料费和加工费是由设计图样决定的、采用什么牌号的材料、需要多少原材料、模具零件加工需要走什么样的工艺路线、是否具备良好的可调试性能、修改次数等，这些又全都取决于设计。因此，模具设计是最关键的环节。所以控制模具成本就要从设计上入手。要达到减少成本的目的，归纳总结起来讲，需要做好以下几个方面的工作：
（1）首先，总体设计方案的制定要合理，也就是说设计理念要正确，从冲压工艺、排样到总体结构的确定都应该遵守相关的原理或法则。比如说排样方案的制定，按照常规设计法则第一工步是先冲出导正孔，紧接着第二工步就必须要设置导正钉导正，不论步距多么小也不能空开，如果不这样安排，从初始送料精度，到整个模具步距精度全都无法保证，等于失去了定位基准，冲压件的精度也就谈不上了。
如何对条料的冲裁、折弯、拉深、折叠和卷边等过程进行有效的控制，采用怎样的结构确保坯料按照设计的意图成形。这些方案的制定都要求设计者对材料的变形规律具有较为充分的了解。同时对现行方案要进行必要的校对核算，比如展开尺寸的大小，拉深次数的确定，初始间隙的取值，压力中心偏离位置，压边力、卸料力或推件力大小，弹簧的长度及压缩量等都应该先计算出来并作为设计的理论依据。尽量采用较为成熟的结构。对模具结构进行设计时，最好能够想象出模具将来的装配、运行及条料的变形过程，这样做可以提早发现很多不切实际的装配问题或运行当中产生的干涉，阻碍送料、定位不稳定等问题从设计初始就想办法解决掉。因为模具一旦出现大的设计失误，会导致模具报废。笔者曾见过这样一副模具，它的最后一个工位要完成切断、打87°弯、出件三个动作，排样并没有错，由于结构设计上没考虑周全，只满足了锐角打弯的要求，而专为摆动式凸模设置的下挡板阻碍了制件排出，无法连续工作，把一个本来很容易处理的问题搞复杂了，最终模具做了报废处理。后来另做的新模具改变了结构，凸模改为直通式，凹模改成斜面，去掉挡板后模具才得以验收合格。因此，总体方案上绝不能出现大的问题。
（2）在确定冲压工艺路线和排样之前，将各种方案进行成本估算，这样做可以为决策提供依据。比如某个冲压件可以用几副单步模冲压加工完成，也可以用一副跳步模（级进模）冲压加工完成，还可以用复合模冲压加工完成，到底应该采用哪种方案，要对比看哪种方案的综合成本最小。
（3）要落实好标准件的推广应用工作，尽量多用标准件。这个道理很简单，因为标准件能够形成批量生产，所以其市场价格相对更便宜。还有一个好处就是缩短了模具制造周期，使总的工作量至少减去一半。目前，市场上模具标准件十分丰富，种类繁多，规格齐全。比如弹簧、模架、导向件、螺钉塞、导正孔凸模和凹模、导正钉、检测销、小压板、浮料销、顶杆等，这些零部件都可以从专门的厂家买到，从而免去了设计和加工工作。减轻了生产环节压力，加快了进度，反过来又对销售起到一定的促进作用。
（4）不可忽视非标零件设计的工艺性审查工作。实际生产当中造成零件报废的原因有时并不在操作工身上，而在于设计不合理。比如一个价值上千元的板件，由于型孔的一个尖角开裂而报废，这种情况下能把责任推卸给热处理吗？由于凹模镶件设计的壁厚太薄弱，切完型孔后发生变形而做报废处理，这能怪罪慢走丝操作工吗？还有这样的情行，某个复杂的异型孔，如果设计上采取拼接方式，则凸、凹模的加工相对要容易的多，用工具磨床就可以保证尺寸精度要求，若是设计成整体式，就必须采用慢走丝或坐标磨床加工，结果加工费用提高成百上千元。有时凸模设计得过于细长，抗冲击性太差，造成冲压生产中频繁停机和维修更换，增加费用还耽误生产。
以上所讲述的的现象经常会遇到，所以，对于非标零件，投产前一定要进行工艺性审查，由资深设计人员或工艺师检查其图样是否符合本厂工艺条件。如尺寸不能超出现有设备的最大行程，基准要始终保持一致，曲线（面）加工要避免干涉现象，注意不要有淬火时容易开裂的尖角，可夹持面要够大，尺寸精度和形位公差容易控制，对于某些不能一次设计定型的零件要留出修改的余地等。有了工艺性审查把关，就可以减少很多因设计不合理而附加的费用，从而减少工厂损失。有些企业为了分工明确，方便管理，将设计工作与工艺编制工作划分开，各自管各自，内耗自然相对较大。（5）材料的选用要适当。现在人们已经认识到资源的宝贵，模具原材料价格一涨再涨，尤其是合金工具钢，有些价格已超过原来的两倍。
如高速钢W6Mo5Cr4V2原来的价格不到40元/kg,现在涨到80元/kg以上。硬质合金YG15原来价格为300元/kg,现在涨到700元/kg以上。进口材料价格更是高的离谱，如日本的普通模具钢SKD11为70元/kg,硬质合金D30为3000元/kg,美国的硬质合金CD650为3000元/kg,比相同性能的国产材料高出3倍以上。
因此，在选用模具材料时，只要能够满足零件强度、硬度等性能条件，能达到预期的寿命，就应该尽量采用价格便宜的原材料，而一味地追求昂贵的材料，看似为了提高模具质量，其实是对资源的不合理利用，也是一种浪费。国产模具材料如T8、T10、CrWMn、Cr12MoV等相对要便宜得多，建议优先选用。尤其在模具尺寸较大时，选择材料应当更慎重一些。有些关键零件，如果必须采用YG15等耐磨损硬质合金材料，可以设计成热镶或局部焊接的形式，把其用量设法减到越少越好，从而可以省下大量资金。
（6）模具出厂之前一定得先试冲几次，并把每次试模当中找出的问题在本厂内部进行设计修改并彻底解决，最好是调试到十拿九稳的程度以后再包装发运出去。避免问题在模具运送到用户那里以后才暴露出来，到时，现场很可能没有专业设备及操作工给予配合，单凭钳工对模具进行修理或改造极为困难。浪费时间，增大开销还在其次，搞不好模具最终还得要运回本厂返修，那样就更加麻烦了，这些花费必然大大超出预算。
同时也耽误了用户的生产进度，造成负面影响。总之，要尽可能减少模具在外调整的时间和工作量。
（7）图样的设计要规范。电脑上的图形实际尺寸与标注尺寸必须严格要求保持一致，命名也要具有惟一性，名称、图号不得有重复。这样做看起来似乎麻烦一点，慢一点，但是可以给后续的一系列工作带来很大的便利。无论是校对还是加工编程或者查对尺寸，都可以从电脑上直接调用图样文件。保证了设计图样对生产具有明确的指导作用。从总体上看，不仅节约了大量时间，而且提高了尺寸、形状表达的准确率，可有效避免他人因误解而引起的报废或返修，有效减少不必要的损失和浪费。3.结语
以上提出的几点事项，如果要很好地落实下去，应建立起一系列相关的制度作为保障。这样，企业的模具设计开发水平及效益才会有明显的提高。
扩展阅读：如何在设计与供应链环节中考虑产品成本的降低
如何在设计与供应链环节中考虑产品成本的降低？
作者：明基逐鹿专家团韩岩杰
在利润日趋变薄的今天，产品成本一直是电子制造企业所关注
的重点，各家公司都希望通过不断降低产品成本来获得新的利润空间。对于电子产品来说，60%的成本来自原材料，通过降低采购成本达到产品总体成本降低的效果最为明显。但是，降低采购成本并不是简单地降低采购价格就能实现。下面的案例来自一家中国本地家电制造企业，针对他们在降低产品成本中所遇到的问题，明基逐鹿公司的高级顾问韩岩杰提出了从设计开发和供应链环节中考虑成本因素的思路和方法。
案例背景
某家电制造企业对产品的成本十分重视，将降低产品成本作为头等要事来抓，并设定专门的部门负责原材料的降价工作。刚开始，通过引进价格更低的新供应商、招标竞价等方式取得了不错的效果，但最近却发现这些方式产生的降价效果越来越小，有时通过强行压制供应商，虽然实现了降价，但物料质量却没有了保证，或者是供货出现问题，甚至有的供应商提出不再愿意继续供应。在这种情况下，企业应该通过什么方法既实现物料成本的降低，又能保证物料原有的质量和供应稳定呢？
专家解答
从上面的案例可知，该公司对成本管理比较重视，但比较片面，仅仅侧重于零部件采购价格的降低，这在一定范围内比较有效，但这种降低不可能永无止境，毕竟零部件的生产有必要的成本，供应商也要求有合理的利润，其效果必然日渐萎缩。实际上，该企业忽视了一些对成本有重大影响的环节，如设计开发和供应链。
先来说一说设计开发。俗话说，“万事开头难”、“良好的开始是成功的一半”，这些都说明了一个好开端的重要性。产品的设计开发就处在开始阶段，一旦新产品定型投入生产，其所使用的物料也就基本确定了。虽然日后可能会对部件进行部分更改，但一般来说幅度不会很大，也就是说新产品的成本也基本确定，这也是产品设计决定产品成本的主要原因。因此，如果企业能在产品设计时就能将涉及成本的因素考虑进来，将大大提高企业对产品成本的控制力。那么，如何在产品设计中考虑成本的因素呢？首先要明确产品的定位，要明白产品设计究竟是为了什么。产品设计通常是为了满足客户的需要，因此产品在设计之前会预先设定针对的客户群和价格，并在此基础上进行设计。定位不同的产品在设计时其功能和性能存在差异，因此在零部件选择时也应满足这种差异化。具体来说，产品在设计时考虑成本因素可包括以下步骤。
第一是明确设计目标。以表1为例。表1是某一种产品的三种设计方案，该产品定位为满足客户的三种需求，目标成本为300元，A、B、C三种方案都能满足需求，B、C又以附加功能满足客户的一些额外需求，而采取每种方案的产品成本各不相同。一般来说，方案A为首选，因为它满足了客户的需求，而且成本最低。不过，方案B也能满足需求，企业需要根据市场情况、策略及投资回报来进行选择，方案C一般都会被排除在外。方案B与方案A比较，方案B的产品成本比方案A高38%，日后即使通过材料降价，也很难达到方案A的水平，因此，在没有特殊情况下，方案A是企业选择的最佳方案。企业的这种选择也说明了产品设计的目标不是为了追求最好的功能和性能，而是以最低的成本满足客户相应的需求。当然，上面这个例子非常简单，实际中很少有如此容易做出决定的情况，不过，通过这个例子，我们可以看到，企业的产品设计首先必须要目的明确，产品成本的定位才可能达到企业的预期。
第二是零部件的标准化。“工欲善其事，必先利其器”，我们有了目标，还要有方法才行，而标准化就是达到目标的利器。标准化是为了在一定的范围内获得最佳的秩序，对实际或潜在的问题制定共同的和重复使用规则的活动。推进零部件标准化的主要目的是提高零部件的通用性。这样做有什么好处呢？首先，标准化可以带来规模效应。大家一般都有这样的经验，在买东西的时候，随着批量加大，采购价格不断降低。标准化提高了零部件的通用性，使零部件的品种数减少了，在采购总量不变的情况下，每种零部件的数量会相对增加，即扩大了采购规模。
其次，标准化可以降低生产成本。越来越多的企业采用大规模定制的方式，在这种方式中，由于零部件标准化和系列内的通用化，提高了制造过程的生产批量，可以进一步降低成本。对供应商来说，标准化的零部件可提高生产批量，减少转产次数，降低模具费用，进而也实现了成本的降低。我曾经服务过一家企业，该公司从电源线入手来推行标准化，最后该公司将电源线品种由原来的300多种减少到100多种，实现了在原材料上涨的情况下零部件价格的降低。
第三是供应商参与开发设计。企业进行开发设计有两种途径：一是利用自身的资源；二是利用外部的资源。外部资源可以帮助企业快速完成设计，因此许多企业花大力气去寻找最新的技术和厂家。不过利用外部资源上，企业常常会忽视自己的供应商，而实际上，供应商是企业可利用的最佳资源。一些企业的供应商长期为企业提供配套，对企业的产品深有研究，可以说是“术业有专攻”，在很多方面供应商可能比企业更有优势。
如果企业在设计开发产品时能让这些供应商参与进来，与供应商共享开发信息，他们将得到两方面的好处：一方面供应商基于对企业产品的了解，可以以最短的时间、最低的成本提供满足产品设计要求的部件，从而缩短新品的开发周期，达到零部件的定制化和最优化；另一方面供应商在提供设计配合时，通常会结合自己的实际生产和工艺情况，从而使零部件正常供应的周期缩短，日后的供货也更有保障，而这种方式也能进一步加强供应商与企业的紧密联系，更容易形成与企业“共担风雨”的关系。
再来看一下供应链管理。目前很多国内企业已经看到供应链管理的重要性，但是，在实际的执行时却往往忽视它。比如，企业为了降低自己的库存成本，大力推行寄售和VMI模式，但是相关的信息却没有同步提供给供应商，这往往会导致供应商为满足企业需求而多备库存，而一旦企业某种机型停产或转产，这些库存的损失可能就需要由供应商来承担，在短期内，企业可能看起来会有收益，但从长远来看却并非如此。
供应商是追求利润的，其所受的损失可能会通过部件价格的提高或减少降价而弥补回来，企业并没有真正受益；或者“吃一堑，长一智”，供应商会宁可少备货，也要避免再次出现库存损失的情况，这有可能导致企业生产的不稳定，甚至影响产品的质量。因此，在当前竞争形势严峻，市场需求多变的情况下，企业不能只看到自身利益的得失，而要从整个供应链的角度去看问题。
举例来说，一个制造企业的成本构成如下表。该企业想将利润提高到12万元，一种办法是提高销售额，另一种办法是降低供应链成本，两种方法的结果比较如下：
在假设销售额、供应链成本、其他成本与利润成比例增加的情况下，企业需要将销售额提高120万元，即要增长20%才能达到要求。而实际运作中，这往往需要付出更高的代价。反之，如果企业采取降低供应链成本的办法，在销售额不增加的情况下实现了利润的增长，而且供应链成本的降低额是带给企业的纯利润，这种成本的降低，还能增加企业的利润率。目前许多企业往往只注重于内部的挖潜，而忽视对供应链的管理，实际上很多无效的劳动和浪费存在于供应链的这些环节之中。
当然，要做好供应链管理也不是一蹴而就的事情，需要分以下几步来实现：第一，信息共享。企业中的许多信息其实是可以与供应商共享的，实际上也应该让供应商知道，比如生产计划安排、收货用料信息等。以前，受到客观条件的限制，信息共享只能在有限的范围内实现，但随着网络技术的发展，几乎可以达到企业想让供应商看到什么信息，供应商就可以看到什么信息的程度。通过信息共享，一方面可减少减轻企业业务上的一些环节和工作，如对帐、下订单等，另一方面，供应商及时得到生产变化的信息，其生产安排也可做相应的调整，这就减少了长鞭效应的影响，降低了整个供应链的库存成本，达到以信息替代库存的效果。
第二，与供应商共同提高。目前的竞争已经不仅仅是企业之间的竞争，而是供应链与供应链之间的竞争。企业自身的经营管理水平提高了是可喜的事情，但如果其供应链中的企业没有相应的提高，最终所取得的效果却不一定是最好的。如果将供应链上的企业看作是一个整体的话，就如同“木桶理论”所说的那样，企业所能取得的效果会受到最薄弱环节的制约。所以，企业不但要提高自身的水平，还要努力提高供应链中各供应商的水平，这样才能得到最大的收益。丰田汽车通过与供应商发展紧密的合作伙伴关系，帮助供应商提高其自身的技术管理水平，实现了企业与供应商的共同提高发展，这为其能够最终击败美国汽车军团奠定了坚实的基础。
第三，不断优化供应链。任何一个系统都需要有新陈代谢，否则这个系统就会消亡。供应链也是一个系统，因此也具有这种特征。企业一方面要与供应商共同提高，另一方面也要不断对供应链进行优化。通过对供应商绩效的考核，企业可以了解供应链的总体状况，可以针对具体供应商提出有针对性的改进要求，从而使供应商能够有的放矢地提高自己，也使企业了解哪些供应商已经跟不上企业的步伐，帮助企业迅速做出决策；通过新供应商的引入可使供应链的结构得到优化，对其他供应商来说，这既是威胁，又是促进，使供应商有更大的动力来提高自己。这种不断优化可以确保供应链的动态平衡，使企业的供应链水平不断提升。(end)
友情提示：本文中关于《如何从设计环节上降低模具成本》给出的范例仅供您参考拓展思维使用，如何从设计环节上降低模具成本：该篇文章建议您自主创作。
来源：网络整理 免责声明：本文仅限学习分享，如产生版权问题，请联系我们及时删除。
《如何从设计环节上降低模具成本》
由互联网用户整理提供,转载分享请保留原作者信息,谢谢!
http://m.bsmz.net/gongwen/602673.html
- 上一篇：大牛坊二零一三年空调半年度总结
- 下一篇：降低成本总结