浅析铁路货车冲压件制造成本控制工艺方法

1浅析铁路货车冲压件制造成本控制工艺方法孟令武齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司冲压车间黑龙江省齐齐哈尔市161002【摘要】通过对铁路货车冲压件成本构成的对比分析，寻找影响铁路货车冲压件成本的因素和控制成本的方法，提出有效降低铁路货车冲压件成本的工艺解决方案。关键词：冲压件、成本、工艺、柔性化、降低前言：铁路货车制造行业竞争日益激烈，企业越来越感受到经营发展的压力。铁路货车制造企业正面临着行业内部乃至全球的商业竞争。为了进一步增加企业的竞争能力，我们必须考虑降低制造成本，尤其是占铁路货车钢结构总成本70%的冲压件制造成本。铁路货车冲压件的成本包含原材料费用、制造费用、管理费用。铁路货车冲压件的生产成本中，材料成本约占80%，，制造费用约占15%、管理费用5%（如表1）。因此，铁路货车冲压件成本控制其主要的工作重点是材料成本控制及制造成本。结合企业运营实际情况，并对原材料费用、制造费用、管理费用在企业实际生产运营过程中所占比重进行了分析，可以找到影响铁路货车冲压件成本的因素和控制成本的方法。笔者在工作实践中探索了一些工艺改进方法，以供探讨：0%20%40%60%80%100%材料成本制造费用管理费用成本比例图表1铁路货车冲压件成本比例柱状图图1C70通用敞车角柱1、优化排样方案一般情况下，产品设计师根据使用要求设计零件和工艺师根据零件产品图编制工艺，这是顺理成章。但是，有时材料就会通过设计师们的手送入废料箱，造成浪费。因此，在对零件进行冲压工艺分析、选择工艺方案时，适当考虑成本因素，对工件进行相应的工艺化改进，零件与零件之间以及零件与毛坯之间毫无间隙地拼合，就可实现少无废料排样冲裁，这样不仅能够满足组装要求，还能提高材料利用率，而且生产效率也得到成倍提高。如表3所示是C70通用敞车的筋板，原来生产该零件采用方案一进行排样，现在采用方案二进行排样。显然，改进以后的材料费用、人工费用制造费用都进行了大幅度的压缩。经分析，该零件在使用过程中起作用的主要是起加强的作用，宽度尺寸可以按照自由公差生产，即零件的外形尺寸对零件的功能没有显著影响，这就为工艺师提供了降低零件生产成本的便利条件。表3更改模具结构，实现少无废料排样冲裁车型零件名称冲裁排样方案一毛坯料原尺寸利用率C70通用敞车筋板5*108*1200=2041.2%冲裁排样方案二毛坯料现尺寸利用率5*88*1200=3895%22、改进工艺方法，减少材料浪费。通过改进零件的工艺方法，达到减小零件所需毛坯规格的目的，降低零件的毛坯料重量，从而提高钢材利用率。表5所示切割C80B不锈钢运煤敞车大横梁下盖板的工艺方法改进前后的对比表，不难看出通过改变零部件的工艺方法，可以大幅度的提高材料利用率。当然，工艺方法的改变也是在满足组装要求和其他工艺要求的前提下进行的。例如下图中大横梁下盖板现在的工艺方法是通过工艺分析和实践验证后才进行批量生产的。表5排样改进对比图表车型零件名称原方案毛坯料原尺寸原利用率C80B不锈钢运煤敞车大横梁下盖板6*1380*3136=1773.07%现方案毛坯料现尺寸现利用率6*1380*3106=2085.97%3、在满足工件功能、强度和组装要求时，寻找廉价的加工工艺当产品试制成功并且产品销量稳定增长时，追求的是优质、高效以增加利润，可以不失时机地设计制造较先进模具。开始解决本应冲压但暂用其他方法加工而造成工时浪费的问题。例如，以冲孔代替铣、钻孔，以落料代替切割和剪切，以模压代替多角分次折弯等。对于当初应急用的快速、经济、简易模具也要更新为正式模具。以C70通用敞车角柱（图1）为例：初期采用的工艺方法是利用锯床、手工切割和钻孔完成此零件的生产，这样产品的尺寸精度不高，并且零件一致性不好，生产效率低，制造成本高。通过设计模具实现立体冲裁，可以使工件的产品质量和生产效率得到大幅度提升，从而降低零件的制造成本。图表4模具方案与切割、钻孔方案对比表（单位：万元）方案一次性投入费用生产数量维护费用人工费用费用合计备注模具方案模具制造4.86000台0.828.614.22切割、钻孔方案——2.862426.862、实施工装柔性化，降低制造费用投入冲压加工生产率最高且质量稳定，故为了降低成本，希望尽可能多的零件采用冲压加工。同时小批量、多品种已经是现在铁路货车行业发展方向的主旋律。然而，冲压模具是技术密集、劳动密集和资金密集产品，制造周期长、花钱多，随着批量的变小，模具折旧费在冲压件成本中所占比重就急剧上升。同时，又因开发新产品的设计还未成熟，图样修改在所难免，市场前景也不明朗，所以冲压模具的投入要比较谨慎。由此，小批生产冲压件的矛盾有二：一是大的模具需求与小的资金投入之间的矛盾；二是快的产品开发需求与长的制模周期之间的矛盾。解决矛盾的对策，实施工装柔性化，降低制造费用投入。所谓柔性就是互换性强、在短时间内可以通过各种定位方式排布组合成需要的工装。冲压单元组合模具是将常规冲模分解为一个个简单的冲压单元，根据工序工件的要求将他们方便快捷地组合成所需要的冲模，在同一次冲程内完成板材或者型材的冲孔、落料、切角、切槽、切断和浅拉伸等工序。这些冲压单元可以反复组合使用，特别适合多品种，中小批量的冲压件生产，因此可以广泛的应用于铁路货车行业的板材加工。以2005年至2010年期间我公司共引进柔性组合冲单元共计126套，在使用过程中与模具方案进行对比，显然柔性组合冲方案较模具方案节省159.1万元。3表4模具方案与柔性组合冲方案对比表（单位：万元）方案工装数量一次性投入费用维护费用费用合计备注模具方案42套模具制造189.842.6232.4柔性组合冲方案42套组合冲单元25.239.773.3组合冲样板8.4综上所述，影响铁路货车成本的因素是多方面的。在现代生产中，如何有效降低成本是企业永恒的话题，无论是从技术、管理，还是从经营角度，深入研究并降低冲压件成本对降低铁路货车总成本有着十分重要的意义。作者简介：孟令武（1979—），男，大学本科，工程师，从事冲压工艺及模具设计工作。单位：齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司冲压车间电话：[phone]手机：[phone]邮箱：[e-mail]