从事产品设计的工程师,要对冲压件排样予以关注,进而凭借此合理去设计冲压件的外形结构,以此达成减小材料浪费的目的,同时降低冲压件成本。
01排样仅仅是模具工程师的职责?
众多产品设计工程师在开展冲压件设计之时,当完成冲压件零件的3D图的设计工作后,又完成了2D图的设计工作,便觉得算是达成了任务。
他們根本就想不到去考量,在進行冲压操作時,冲压件的排樣方式究竟是怎樣的,非但如此,他們更是不具備主動性,不會去思索,能否借由設計方面的優化,達到提升冲压件材料利用率的目的,並且降低成本。
冲压件排样
并且,好多工程师于谈论此话题之际,神情严肃地讲:我因何要去操心冲压件的排样呀?这难道并非是模具工程师该管的事儿吗?
冲压模具
这绝对不仅仅模具工程师的事情!
02传统模式下的冲压件开发
现在而言,产品开发这件事十分复杂,是一项工程,常常需要一个产品开发团队,此团队很庞大,由不同职能部门构成,这些部门有市场,有项目管理,有产品设计,有模具,有生产线,有采购,还有质量等。
沿袭现代化产品开发体系,不同职能单位借着自身专业背景依托,能够专心于擅长工作,这般精准的职能区分对提升产品开发效率与质量十分有利。
能想象得出,要是现代化的产品开发仅有一个职能部门,那这个职能部门的人员得是全才,既要精通产品设计,又要精通模具,又要精通生产,又要精通质量,还得精通成本等等,然而又到哪儿去找这样的全才呢?
既然全才是不多见的,所以不得不开展分工。然而依我观察,这往往会迈向另外一个极端,也就是一个职能部门的人员只是精于自身的专业,知悉自身的工作职责,存有自身的利益以及考核目标。
这般后果便是忘掉了初心,忘掉了整个团队的共同目标,涵盖产品质量,涵盖产品成本,涵盖产品上市时间等等,并且其中尤以产品成本最为突出。
一个简单和典型的例子就是是冲压件设计。
在产品开展研发工作期间,产品设计工程师所承担的工作责任是,依据产品在功能、外观以及可靠性等方面提出的要求,来开展冲压件的零件设计工作,情况如图所示:
模具工程师拿到零件设计的3D图,拿到零件设计的2D图后以后,按照产能要求,依据尺寸精度要求,进行冲压件的排样工作,实施模具的设计工作,开展模具的加工工作等。
这是很多企业在冲压件开发过程中的正常流程。有问题吗?
在这里面,潜藏着一个十分巨大的问题,也就是成本问题。冲压件成本,它的主要动因之一,乃是生产冲压件所必需的金属材料。而金属材料用量的多少,是由排样尺寸来决定的。
在传统的冲压件开发流程里,冲压件的零件设计对排样尺寸起到了决定作用,然而,偏偏产品设计工程师不晓得排样,或者对排样并不予以关注;可是,模具工程师明白怎样进行排样,只是冲压件设计的主动权并不掌握在他们手中。
对产品设计工程师来讲,其工作职责是进行零件设计,完成3D图,完成2D图,如此一来,他的设计工作便完成了一大半,至于冲压时的排样,这完全属于模具的职责范畴,和他没有关系。
或者,产品设计这个工作岗位的工程师,对于模具方面的知识并不熟悉,从根本上来说,完全不明白究竟是怎样进行排样这件事的,那么,也就更没有可能去关注排样这件事了。

对于模具工程师而言,他的工作责任是把产品部件设计工程师所给予的3D图形呈现以及2D图形呈现拿来开展模具的设计以及模具的加工工作,冲压排样属于其中的一项工作内容。
然而,关于排样是不是具备经济性,以及能不能凭借零件设计予以优化,这不属于模具工程师的职责范畴。只要模具设计以及加工并非十分困难,那就依据零件设计的图纸,正常地去进行排样就行。
即便模具工程师心里想着去优化排样,他们把针对零件优化的建议传达给产品设计工程师,然而很多时候,他们所得到的回应是,“这乃是产品的功能需求,设计无法进行更改”,就这么简简单单一句话就给敷衍过去了。
要是模具工程师进一步追问下去,这便属于越界行为了,产品设计人员会大发雷霆。在此之后,模具工程师或许就再也不会给出优化建议了。
因此,于传统冲压件开发过程所遵循的流程之下,将冲压件成本予以降低是相当困难的。在上述提及的案例当中,要是对冲压件展开相应操作、实施排样,必将发觉材料利用率是极为低下的,占比大部分的材料皆是以废料的形式被白白损耗掉了。
排样示意图(灰色为冲压件,红色为废料)
03DFC模式下的冲压件设计
在那种被称作为面向成本的产品设计,也就是简称为 DFC 或者降本设计的模式情形下,产品成本成为了整个产品开发团队都必定要去考虑的一项重要目标,而这里面主要的负责人是产品设计工程师。
这般便需求产品设计工程师于开展冲压件设计之际,同模具工程师等展开高效的团队协作,想尽各种办法去优化冲压件设计,借此降低冲压件成本,保证冲压件成本达成最低状态。
就《面向成本的产品设计:降本设计之道》的第8章而言,其对冲压件的DFC流程作了相关介绍,在该介绍当中,针对不同阶段所说起,这里面,对产品设计工程师的职责进行了明确定义,同时,也对模具工程师的职责进行了明确定义。
冲压件的DFC流程
例如,在开发阶段,产品设计工程师的职责包括:
在开发阶段,冲压模具工程师的职责包括:
在上述案例里头,产品设计工程师于开展冲压件设计之际,察觉到现有的设计致使排样的时候材料浪费极为严重,于是就会想尽各种办法去缩减冲压件的宽度尺寸,将冲压件的材料成本降低到仅为原来的二分之一。
减小冲压件外形
优化后的排样示意图(废料大幅减小)
凭借优化,假定每个零件材料成本节约0.1元,零件每年使用数量是1百万个,如此每年能够给企业省下10万元,要是年使用量为1千万个,那就能够节省100万元。
因此,绝对绝对不要轻视大规模生产情形下,一个极为简单的设计优化对于冲压件成本的节约。
减少冲压件成本有多种方式,其中一种是经由排样达成 ,而要了解更多钣金件降本设计的方法 ,可查阅《面向成本的产品设计:降本设计之道》这一书籍的第8章。
冲压件降本设计总览