应该成本 | 管状类零件内高压成形应该成本估算的研究

图 2    弯曲轴线管内高压成形工艺过程

介绍汽车中最常见的弯曲轴线管内高压成形 应该成本构成及应该成本估算方法，变径管与多 通管内高压成形应该成本估算方法与之类似。内 高压成形工艺应该成本主要包括材料成本、直接 人工成本、制造费用，计算公式为 Y= T+ Z+ M （1） 式中：Y 为管状类零件内高压成形应该成本， 元；T 为材料成本，元；Z 为直接人工成本，元；M 为制造费用，元。

2.1    直接材料成本 

管状类零件内高压成形工艺中直接材料成本 一般包括主材料成本、外购件成本及辅材料成本。T= P·R/S-Q·R·（1-S）/S +  ∑Hi Gi+∑Fi Ki /Ni （2） 式中：P 为原材料单价，元/kg；R 为材料使 用量，kg；S 为原材料利用率，通常取 80%～90%；Q 为废料处置单价，元/kg；Hi 为采购件价格；Gi 为对应采购件数量；Fi 为辅料采购价格；Ki 为对 应辅料用量；Ni 为对应辅料利用率。 

2.2    直接人工成本 

管状类零件内高压成形过程中直接人工主 要负责上料、内高压成形机操作等工作，一般 情况下一条内高压成形工艺生产线只需要 1 人，需根据生产零件特点及供应商自动化程度 进行调整。 

Z=(W·V·X/3 600)/(A·C) （3） 式中：X 为节拍时间，s，需根据零件成形难 易程度及设备情况确定，通常取 50～180 s；V 为 直接人工数，通常取 1～2 人；W 为人工费率， 元/h，需根据供应商所在地工人平均工资求出；A 为模腔数，通常取 1～2 个；C 为设备效率，通常 取 85%～95%。

2.3    制造费用 

管状类零件内高压成形工艺制造费用包括设 备费用、准备成本、废弃成本，计算公式为 M=B˙·X/3 600/（CA）+ J/3 600·（V·W+B）/G/C+ （T+Z+ B·X/3 600/（CA））·F

（4）式中：B 为内高压成形设备费率，元/h，通常 根据合模压力机吨位 CF（合模力）这个关键参数 选取，常用的国产内高压成形设备费率见表 1；J 为准备时间，s，一般取 3 600～5 400 s；T、Z、W、 X、V、C、A 变量同式（1）、式（3）；G 为批次产 量，个；F 为废品率，一般取值 1%～2%。 

表 1    管状类零件内高压成形工艺设备费率   

管状类零件内高压成形工艺设备费率 B 是 制造费用 M 的主要影响因素之一。在管状类零 件内高压成形工艺设备费率的选择过程中 CF 是关键，是选取合模压力机吨位型号的主要依 据。确定型号后，查询设备费率，计算出内高 压成形制造费用。其中，CF 与零件的投影长度、 管径和整形压力有关。经过对实际供应商调研 数据的系统归纳及幂函数拟合、插值计算，得 出管状类零件内高压成形工艺中 CF 及整形压 力的计算公式为 CF=(10D)·(10CP)·L （5） 式中：CF为合模力，10kN；CP为整形压力[6]， MPa；D 为管材直径，mm；L 为零件的投影长度， mm。其中，CP 与零件各个部分的壁厚、最小圆角 半径和管材屈服强度有关。CP=0.97·(r/2t) -1.51·σ （6） 式中：CP通常取值为 200 MPa 或 400 MPa；r 为零件成形最小圆角半径，mm；t 为零件壁厚，mm；σ 为管材屈服强度，MPa。通过对内高压成形应该成本估算过程的研 究，建立起管状类零件内高压成形零件制造过程 的应该成本快速估算 Excel 模型，见表 2，可根据 零件实际制造过程进行工序选择，并通过实际核 算对模型进行反复优化，为应该成本的快速评估 及采购报价提供有力保障。

表 2    管状类零件内高压成形应该成本估算表

以汽车车架中间管横梁内高压成形零件为 例进行应该成本估算过程验证，其制造工艺过 程为下料－弯管－内高压成形－切割－清洗， 其长为 1 100 mm，直径为 67 mm，壁厚为 3 mm，如图 3 所示，材料为 QSTE420，材料使 用量为 5.39 kg。

图 3    内高压成形的车架中间管横梁

对车架中间管横梁应该成本校核分析，通过 将参数值（见表 3）代入式（1）～（4），结合其 他工序的设备费率及人工费率，可计算出内高压 成形零件的总应该成本（见表 4）。 

表 3    中间管横梁参数及计算值

表 4    车架中间管横梁应该成本估算  

内高压成形工艺直接材料成本为 43.58 元，中 间管横梁制造工艺分五序，总直接人工成本为 3.32 元，总制造费用为 26.75 元，则总应该成本 Y= T+ Z+ M =43.58 元+3.32 元+26.75 元=73.65 元。考虑管财销、利润、运输、税率等因素影响，按 经验值，应该采购价格=应该成本/0.8，折算后应 该采购价格为 92.06 元与实际采购报价 92 元基本 一致。

通过对于车架中间管横梁应该成本的校核分 析，得到该内高压成形工艺应该成本估算方法对 零件应该成本快速估算、采购报价具有实际指导 作用，有利于在产品概念设计阶段快速评估内高 压成形零件应该成本，有效控制零件成本，并进 一步精益设计提供参考。今后会在实际工作中进 一步积累国内外设备费率数据，并通过大量实际 数据的验证提升内高压成形工艺应该成本估算的 快速性与准确性。

参考文献  

[1]李新君. 轿车前副车架内高压成形工艺研究[D]. 秦皇岛：燕山 大学，2013.

[2]许桦. 内高压成形管件在汽车上的应用[J]. 上海汽车， 2012(7)：52-55.  

[3]陈建军. 内高压成形工艺及其在汽车轻量化中的应用[J]. 锻 压装备与制造技术，2010，31（1）：12-18.

 [4]周林. 异形截面空心结构件内高压成形工艺研究[D].合肥：合 肥工业大学，2008.  

[5] 吴亚朋. 某 SUV 后副车架内高压成形数值模拟研究[D]. 秦 皇岛：燕山大学，2013.

 [6]刘晓晶，杨然，冯章超 ，等.汽车前副车架内高压成形工艺研 究［J］. 哈尔滨理工大学学报，2018（2）：129-133.  

注：文章转载于《北京汽车》，作者：颜四平，常天春，廉大伟，姜禧，北京汽车集团越野车有限公司。