工艺规划及模具成本分析
文/ 金伟，涂小文·上海大众汽车有限公司 【期刊名称】锻造与冲压 【年(卷),期】2013(000)024 【总页数】5
模具报价及模具成本核算是模具企业运营过程中的重要环节。随着模具制造业的快速发展，企业对模具报价的效率和成本计算的准确性要求越来越高，目前依靠个人经验进行模具报价已明显不能满足企业的需求。基于模具成本计算原理，通过合理的工艺规划及相关计算参数的定制，可以快速准确地计算出模具的各项成本，对提高企业模具报价效率有重要意义。
本文结合AutoForm软件介绍了模具制造工艺规划及模具成本分析的原理、方法及应用实例。
模具成本计算基本原理
AutoForm的成本计算理论是基于零件特征分解来确定加工工序，再根据各个特征在每个工序中的工作内容决定模具的结构形式，并对模具进行模块分解，进而决定每个模块中的部件的形式及部件组成，最后对部件进行机加工、装配、人工和材料成本等计算，最后汇总为整个零件的模具成本。它的基本原理如图1所示。
第一步：把零件分解为所有与工序和成本相关的特征。特征识别可以通过三种方式进行：人工、半自动和自动。如果零件没有可以用的几何形状，可以不用附加到零件进行特征定义。在这种情况下，特征参数（特别是特征长度）可以人工输入。
第二步：确定每个特征的加工顺序。当定义好特征后，AutoForm会自动给特征赋予一个加工顺序，如果需要，用户可以对加工顺序进行更改。针对每一种特征，AutoForm都有一个预先定义好的加工顺序。一个加工顺序包含一个或几个加工单元。一个加工单元表示在一个工序中完成一个既定的特征或子特征。 第三步：确定每一个加工单元的模具模块。 第四步：确定每一个模具模块的部件类型。
第五步：根据特征的参数（如长度和面积等）和部件的类型确定部件的尺寸大小。而且，在这里，除了由零件特征决定的部件外，还有一些组合部件，如装配组合，没有赋予任何相关加工单元特征，如导柱、导套、卸料器和垫片等，也会被计算。
第六步：计算部件成本并汇总。在确定部件类型时，在部件类型中储存了需要的材料和资源花费的信息，在资源花费中还包含与部件参数相关的精确的资源花费参数，如工时、机时和材料等。最后根据资源花费和小时单价、材料单位成本来计算模具成本。
模具部件的分解
要计算模具成本，首先我们必须了解模具的结构形式及其部件组成。只有确定了形式和结构组成，我们才能分项计算成本。
根据其工作内容，模具可分为拉延模、修边模、成形模、冲孔模。为了保证产品质量，实现产品特征，工作部件除了上下运动外，还需要有其他方向的动作，如采用斜楔机构可实现斜面上的冲孔，成形有负角的特征等。在同一工序中，要实现多个特征，就会有多个工作内容组合，如修边冲孔模、侧切侧整模等。模具结构除了受产品特征限制外，还会受压机参数的影响。对于拉延模来说，
选用油压机或双动机械压机生产，其结构是不同的。选用不同的模具部件，对应的模具结构也不同。本节以单动拉延模为例简单介绍了单动拉延模的基本结构和各部件的制作形式，如图2所示。
工艺规划方法
利用零件特征分解的方法对不同零件进行工艺规划即可准确地分析出模具的结构形式及所需组成部件的数量及尺寸，从而计算真实的模具成本。运用AutoForm软件的Process Plan模块可根据零件的实际生产条件快速生成一个合理的工序方案，并以此作为模具成本计算的依据。下面介绍该工艺规划方法的基本原理及操作流程。 工艺规划原理
工艺规划的基本原理是基于零件的实际生产条件，对零件特征进行分解，然后对零件特征安排合理的加工单元和加工工序。当导入压机线等实际生产条件参数后，根据零件形状特征和压机线参数确定零件的加工工序数和各工序的工序内容。工序内容是针对零件各种特征的加工方式的集合。每个加工方式被称为加工单元。对零件进行特征分解后，工艺规划人员需要依据实际冲压经验为零件特征安排合理的加工单元和加工顺序。预先定义好的加工单元分类如图3所示。
对零件特征安排合理的加工单元后，通过记录零件特征尺寸以及加工单元部件的尺寸、热处理要求和标准件数量等参数即可实现对模具成本进行精确计算。 工艺规划步骤
基于AutoForm进行工艺规划主要分为五步，如图4所示。
第一步：建立工艺规划文件。其目的是为后续模具成本计算做数据准备，因此
工艺规划及模具成本分析
