珠海格力大金精密模具有限公司 广东珠海 519000
摘要：钣金工件因为具有质量轻、精度高、外观好等特点而广泛应用。随着电子技术设备的普及，钣金加工工艺在更多领域有了质的改变。现代化的机械设备简化加工工艺，效率有了明显提高成为模具制造行业生产复杂零件的主要工艺。同时，钣金件的设计制造不仅与它的实用性有关，与成本销售也有着莫大的关系。钣金零件的成本构成主要有：材料费用、人工费用、制造费用。本文就对钣金模具的设计与制造成本相关方面进行分析和探讨。
关键词：钣金模具；设计；制造；成本
1钣金件的设计及其成本
采用计算机辅助设计技术，模具设计者可以检索有关技术资料和前人积累的经验，为模具设计和工艺提供科学依据；采用一系列优化设计程序，通过人机交互、反复修改，实现最优设计；通过计算机模拟成形过程，预测成形过程中的变形情况，以及零件中的应力分布和翘曲变形等情况，可以减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等 。
钣金件在设计的设计中需要对构件的功能进行思考，相对于功能性，在实际的设计中已经对其实施了要求和规定，然而在加工制造中有着很大的差异，空间优化方面的空间很大。钣金件工艺性主要体现在零件进行冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度当中。科学合理的工艺能够确保材料消耗少以及工序数量不大，模具结构较为简单，使用的寿命也很高，产品质量有一定的稳定性。在实际的设计中需要对按照以下几点设计原则：第一，简单的形状，通常切割面形状简单，切割下料方便，切割的路径也短，切割量小，从而提高制造效率，降低成本；第二，节省原料，尽可能的降低下脚料，以此来对成本实现节约；第三，对一个饭金产品进行设计时，应尽量选用厚度一致的材料，对生产备料、加工、焊接等工艺流程都能起到积极的作用。第四，可靠冲裁原则，若是冲裁结构复杂，在进行测量定位费时，因为刀具的磨损以及安装误差，加工精度往往达不到要求，对质量很难保证，废品率高；第五，避免粘刀原则，在冲裁时往往会产生刀具与构件粘接的问题，因此要确保连通并留有一定的坡度来解决此问题。
通常，钣金设计人员在对钣金件实施设计时需要对钣金件使用性以及工艺性进行重视，对于成本不是很重视，这样就造成企业的经济效益下降，因此在钣金件的初步设计时对其成本控制显得非常重要。
2钣金加工选材成本
钣金加工一般是用在设备的外壳，因此板材的选择工作显得非常重要。既要选择的恰当、在加工时方便，还能在保证强度的前提下把加工的成本进行降低。
在同一结构加工材料时，要保证材料的利用率，同样规格的板材厚度的材料最多不能超过三种。这就要加工时对材料要进行高度的利用，不能浪费。对于那种高强度且要求也比较高的钣金结构，可以用薄板压筋的方法达到目的。市场上所供给的钣金加工材料，其外形有时并不符合要求。比如钣金加工出的零件，其展开尺寸和原材料的外轮廓尺寸不相等，这就会影响其在材料上的安装。有些材料在装饰面上不需要进行外形上的材料喷涂，需要在板材的装饰面和板材的纹理方面进行考虑。如果其不暴露在外面，材料就不用严格要求；但材料要暴露在外面时，就要对材料的纹理进行严格的要求，加工时不能把外面的材料划伤。所以就要保证在钣金加工时减少不必要的损伤，提高材料的利用率。
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3钣金制造工艺与成本
随着模具制造技术的发展，对于凸、凹模等模具工作零件，除了采用切削加工和特种加工方法外，还可采用冷挤压、超塑性成形和铸造成形等方法进行制造。为了降低制造成本，可采用消失模铸造制模技术、低熔点合金制模技术和快速成形制模技术制造模具。
3.1消失模铸造制模技术
用铸造方法代替机械加工方法（特别是对形状复杂的立体曲面加工）制造模具零件，可以缩短模具制造周期，简化模具结构，降低模具成本。这种制模技术对新产品试制、老产品改型、中小批量和多品种的生产具有显著的经济效益。
消失模铸造( 实型铸造) 是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。消失模铸造的特点有：铸件质量好，成本低；材质不限，大小皆宜；尺寸精度高，表面光洁，减少清理，节省机加；内部缺陷大大减少，组织致密；可实现大规模、大批量生产；可以改善作业环境、降低劳动强度、减少能源消耗。
3.2低熔点合金制模技术
低熔点合金模具是采用熔点较低的有色金属合金作为铸模材料，以样件为基准，在熔箱内铸模成形的一种模具。低熔点合金材料，在模具中占有相当比例，可节省大量钢材，同时合金材料可以反复使用，损耗很小，模具失效后，合金材料仍可以继续使用。与钢模相比，模具制造成本可降低60%~80%，耗用钢材可减少70%~80%。此外，其制模工艺简单、制模周期短，有利于提高产品质量。低熔点合金模具可用于拉伸成形模、压形模、压弯模、翻边模，也可用于镶钢的落料模和切边模。例如，铋锡合金材料由于具有熔点低、流动性好、浇铸成形方便、无收缩和材料可以反复使用等优点，被广泛用于制造大型覆盖件成形模。
3.3快速成形制模技术
快速制模(RT) 技术，即依据快速成形制作的实体模型。样模( 母模)采用拷贝方式( 如金属喷涂、电镀、复合材料浇注、精铸等) 快速制造模具主要工作零件( 凸、凹模或模腔、模芯)，其制造周期一般为传统的数控切削方法的1/5~1/10，而成本却仅为其1/3~1/5。RT 技术广泛应用于机械、汽车、电器、航天航空等领域 。例如用环氧树脂或其中混入金属、陶瓷、玻璃等增强材料制作的快速软模，可用于上百件汽车覆盖件试制，其主要特点是制造工艺简单、生产周期短、价格便宜。由于金属材料具有优良的综合性能，金属模具低成本快速制造成为金属模具制造技术的发展方向。
结语
钣金生产涉及制造行业各方面，如汽车，航空等，使用范围广泛，在制造业有着举足轻重的地位。目前钣金行业的产值年均增速非常高，尤其是对于模具及配件行业产值增幅，所以分析钣金模具设计以及制造成本对钣金行业的发展显得至关重要。
参考文献：
[1]王岩.钣金模具快速设计关键技术研究与开发[D].南京航空航天大学，2015.
[2]刘天骄，王永军，宣娟娟，王顺红.低成本钣金成形模具技术[J].航空制造技术，2012，(08):49-52.
论文作者:郭建辉
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/2
标签：模具论文; 钣金论文; 材料论文; 成本论文; 加工论文; 熔点论文; 技术论文; 《防护工程》2017年第14期论文;