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压铸模具成本分析

作者:天使彦  来源:www.wzhulimj.com  更新时间:2020-9-21 9:48:50  点击次数:
  压铸模具是铸造金属零部件的一种工具,一种在专用的压铸机上完成压铸工艺的工具。

  压铸的基本工艺过程是:金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内,模具有活动的型腔面,它随着金属液的冷却过程加压锻造,既消除毛坯的缩孔缩松缺陷,也使毛坯的内部组织达到锻态的破碎晶粒,毛坯的综合机械性能得到显著的提高。

  在汽车行业,压铸零件使用的范围很广,特别是轻量化新能源结构件上。

  压铸模具的使用范围及合金种类很多,今天我们主要是以卧式冷室压铸机为主,铝合金、镁合金、锌合金等金属原材料使用的模具作为对象浅析。压铸材料、压铸机、模具是压铸生产的三大要素,缺一不可。

  模具的设计加工进度一般包含为:

  工艺分析、进度确认、3D确认、尺寸全检、内模3D、内模下料、内模2D、3D总装、项目评审、零件下料、零件图纸、模架图纸、材料清单、试模。

  对于汽车行业来说,模具几乎都是非标准加工,复制模具较少,因此模具设计加工的流程长,需要经过的过程也多;同时不同厂家之间设计和加工能力参差不齐,而设备差异也较大。

  从模具的设计制造工艺出发,对其中设计到的步骤进行分解,将复杂的模具一层层的剥开,认识模具的真正成本在哪里,比如通过正向的核算,知晓模具厂的利润和在。

  压铸模具的大致结构,可以将模具分为模框(模架),模芯(模仁 )和标准配件,如导柱、导套、油缸、油管等等。模具的基本构成就是这些了,如果模具的精度要求比较高,那么还需要其他的零件。

  模具在成本核算中算是比较难以核算的部分,因为涉及到的零件种类繁多,不同的加工工艺对应的成本也不相同;根据不同的零件种类及设计要求,压铸模具的设计上的差异也较大,比如是否需要真空;是否带有滑块;亦或是需要应用在大型压铸机 ,因此模具的尺寸相对也较大。这些差异都导致了模具设计加工的差异性。此外模芯的材料选择直接影响了模具的使用寿命。

  想要确定模具成本的构成内容:

  1. 将成本构成项进行拆分;

  2. 确定成本构成项的计算公式;

  3. 确定数据的来源与准确度;

  4. 根据之前的步骤,形成模型。

  标准化模具成本核算方法:

  从模具加工的成本构成来看,不论是设计成本、材料成本、利润及管理费用,亦或是调试运输成本和标准件成本,只要耐心收集数据,认真核算,相对还是较容易识别并进行核算的;模具加工成本中难的部分为加工费,这也是厂家水分较多的部分。加工过程中从初的粗加工到后续的精加工,再到后面的电火花、线切割、抛光等,所付出的人工和模具上的投入,如果不是有相关工作经验的人员,想要识别出对应成本的难度还是比较大的,但是可以通过从不同供应商之间进行经验学习,归纳总结从而知晓该种零件大致的成本构成。

  模具供应链模型:

  在模具制造加工时有相应的时间周期,通过时间周期并结合制造工艺,寻找市面上平均的价格作出估算,可以甩掉一定的水分。例如有些岗位是双班而有些岗位是单班,根据供应商给的明细看加工时间是否匹配,从而反推供应商的成本构成。

  了解供应商的供应链,知道他的供应商的成本水平才能知道这家供应商的成本水平。通常来说传统模具厂有三个利润点:材料费、加工费及管理费用;因此一定要对原材料的价格有所了解。

  压铸模具成本由以下几块组成:

  1、设计费用;

  2、材料费用;

  3、加工费用;

  4、管理及人工费用;

  5、检验费用;

  6、试模费用;

  7、运输费用;

  8、售后费用;

  9、税金

  材料费用和设计费用相对可视,其他费用如制造费用、调试、运输、验证、管理费用、利润、其他等费用属于黑匣子,应建立模具成本核算机制。供应链信息共享层面需要进一步加强:如设变信息、需求预测等。

  一副模具成本基本包含以上9部分成本,一般模具厂还会算上辅助费用大概模具成本的5%,余下的就是模具的利润部分。

  1. 设计成本:

  与人工成本息息相关,因此要了解供应商所在地区的工资水平才能更好的估算人工成本。模具的设计一般来说包括CAD结构设计&2D图纸,CAE模流分析和CAM编程。但是在考虑模具设计成本是通常考虑的只是CAD和CAE的成本。

  设计费用一般视模具的大小,复杂难易程度而定,实际上模具厂报价是有差异的。宁波地区一般大模具占总成本的2%,小模具设计成本2.5%~3%。一般模具设计工程师工资8K~12K左右,经验资深10年以上的大模具厂可以拿到15W~25W之间,技术部长30W以上。

  设计一般包括CAD结构设计&2D图纸、CAE模流分析、CAM生产部编程。

  2. 材料成本:

  压铸模具的材料主要包括模框(架)、模芯(仁)的成本。模架分为自制模架与标准模架。由于模具的吨位越大,对模架的加工设备行程要求就越大,故模具厂多数采购外包模架,购买标准模架。

  模具的吨位越大,模架就越大。一般模架越大,成本就越低,核算成本按照重量直接核算,但是要去除模脚的空隙部分。模架材料一般是45#、50#、55#钢,50#钢的模架成本在12~13元/Kg。

  根据压铸模具的设计寿命选择模框的材料,由于铝合金的模具寿命一般在8~10万模次,模架可以重复使用,满足30W~40W的寿命。所以我们在日常的复制模需要考虑模框的重复使用问题。

  软模的模次很低,只有几百模次,可以不使用模架,直接用模芯材料代替。

  材料费用中主要是模架和模芯的成本。需要注意的是如果模具寿命已到,准备开复制模,需要去识别模架是否可以重复使用;如果可以重复使用,那么复制模具成本可以大幅下降。热处理费用,对于压铸模具来说,热处理成本也是一块大头,包括调质、真空淬火、氮化等步骤的费用。具体费用的高低要看供应商的规模。SWPH13北仑兴波8元左右,一年量大会有优惠价6~6.5元/Kg;氮化处理2~3元/Kg;一胜百的材料25元左右,协议价17元左右。

  原材料信息来源及追踪管理:

  通过专业网站收集原材料价格,购买市场信息网站如“中国联合钢铁网”会员账号;

  定期更新,如每月更新。

  3. 制造成本:包括机床、火花机、线切割等设备成本及配模、抛光等人工成本。一般模具的加工成本不能超过整个模具成本的20%。

  5. 检验成本:

  主要是对模具的重点尺寸,电极,模芯进行过程检验和后续的出厂检验,检验费用占总费用的1-2%

  6.试模运输包装成本:

  一般模具公司内部恒定的是2次试模指标,800T模具以下试模费用1-1.5%;800T以上试模费用2%。铝合金压铸的试模费用比较便宜,而镁合金压铸的试模费用会高一些,因为镁合金对材料的安全性能要求较高;镁合金的材料单价更高;外加镁合金压铸的炉子和铝合金的不一样。需要注意的是一般试模次数不应超过3次,如若超过3次,试模费用应由模具厂自己承担,因为这是由于他们的模具本身有问题才导致了需要多次试模。此外设备的参数一定要调试准确来保证试模顺利。

  运输费用看客户的地域分布,一般0.5%,路远的1.5%。模具属于重货,单次运输可能一车只能装一个模具,所以运输成本也会高一点。

  7.售后及税金:

  售后服务费用一般占5%特殊要求模具除外。

  税金一般去除材料抵扣公司还要承担9%。

  以上成本基本能代表宁波90%模具公司的报价状况,一般毛利在15%-18%。

  去除设备折旧,银行贷款,养老保险等因素能保证5%-8%的净利润模具公司相当不错了。

  1. 依据什么参数来判断模框是否能够重复使用呢?

  需要对模框做评估。例如模框在平时使用过程中是否有变形,如有,那么变形量有多大,并要对重复使用的寿命做评估;正常来说如果压机的工艺参数都在正常范围内,那么模框肯定是可以重复利用的;如果压机的工艺参数设置有误,导致模框变形很严重,无法重复使用,那么就需要投入新模框。

  2. 对于国产和进口的材料,除了使用寿命上的差异以外,还会有多少差距?

  对于镁合金来来说使用寿命上差别较小。对于铝合金,从使用寿命上来说进口和国产的材料会相差一倍;另外由于铝合金早期的龟裂和冲蚀比较严重,因此在选择模具钢时,需要与模具工程师确认是否能够接受这种早期的龟裂和冲蚀,但是对于产品本身的质量是没有影响的。总的来说是否使用国产材料来替代进口材料,需要考虑多方面,例如采购量、零件质量要求、后期的使用条件、机加工的精度要求等等。

  3. 对于提到的用不同的材料模具的使用寿命会不一样,比如说用H13制作的模具使用寿命约为5-6万模次,而使用Dievar制作的模具使用寿命约为12-13万模次,那么模具的成本会差多少呢?

  材料费差异会很大。比如Dievar在重庆市的价格约为107-108元/公斤,而国产的SWPH13价格约为50元/公斤左右,材料费直接就少了一半左右。

  4. 真空铸造与普通铸造相比,除了需要真空阀之外还有什么不同吗?

  真空压铸有时候需要模具的点冷,而普通铸造不需要。真空压铸主要还是为了消除细孔,为了后续工序做准备;但使用真空压铸还是普通压铸主要还是跟模具本身的加工精度有关,并不是真空压铸出来的零件就一定比普通压铸出来的零件要好。

  5. 压铸岛除了压铸机床以外,还包含什么设备?

  以铝合金压铸为例,需要压铸机,定量炉,喷涂机器人和取件机器人,切边机,切边模和压铸模;一个压铸岛投下来约2000万左右。
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