乘用車門門板結(jié)構(gòu)及成本對比

方卿，閆肖萌，蔣麗瓊，朱凱慶，趙宇馳

（東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心，湖北 武漢 430058）

乘用車門門板結(jié)構(gòu)及成本對比

方卿，閆肖萌，蔣麗瓊，朱凱慶，趙宇馳

（東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心，湖北 武漢 430058）

針對乘用車市場上主流的兩種車門設(shè)計方案，運用計算分析方法，分析整體式車門和分體式車門的門板成本并加以對比，從成本角度對乘用車車門設(shè)計提供建議。由于涉及需要保密的成本信息，文中相關(guān)部分?jǐn)?shù)據(jù)需要模糊處理。

車門門板；沖壓；成本分析；降成本

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.084

CLC NO.: U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-247-04

前言

目前，汽車車門主要有三種型式，分別是整體式車門、分體式車門和無框式車門。其中，整體式車門是指車門下部鈑金與上部窗框架一體沖壓成型，分體式車門是指車門下部鈑金與上部窗框架焊接連接，無框式車門的窗戶部分則只有玻璃而沒有窗框。以上三種型式中，無框式車門的玻璃沒有窗框骨架支撐，在玻璃升降器和密封系統(tǒng)上要求極高，且為了提高玻璃周邊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，玻璃高度方面的尺寸也只能降低，繼而導(dǎo)致車身高度的降低，因此，目前這種型式的車門通常只應(yīng)用于跑車上。而另外兩種型式的車門無論從成本還是制造便利性較于無框式車門都有較大優(yōu)勢，目前廣泛應(yīng)于用各個車企的絕大多數(shù)車型中。

汽車車門的設(shè)計方案取決于多個因素：造型、工藝、成本，甚至是消費者喜好等?，F(xiàn)代市場經(jīng)濟條件下，汽車企業(yè)間競爭的實質(zhì)就是追求利潤的最大化和成本耗費的最小化。汽車企業(yè)要生存和發(fā)展，其核心是解決如何在滿足客戶需求的前提下，以盡可能低的價格制造并銷售滿足質(zhì)量要求的汽車來獲取盡可能高的利潤?；诖耍疚囊云嚽败囬T為基礎(chǔ)，分別對整體式和分體式兩種方案的汽車門板成本加以分析對比，為整車成本控制提供參考。

1、車門門板結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)流程

整體式車門和分體式車門是當(dāng)前車企最常用的兩種車門結(jié)構(gòu)型式，兩種型式的門板在結(jié)構(gòu)、工藝、材料等方面都存在著一定的差異性。整體式車門門板為薄鋼板一體沖壓成型，分體式車門門板則是窗框部分應(yīng)用輥壓成型工藝而成，然后與沖壓門板焊接。

1.1 整體式車門

圖1為整體式車門鈑金結(jié)構(gòu)。除內(nèi)部的防撞梁等結(jié)構(gòu)件外，車門外板與窗框部分為整塊鋼板一體沖壓成型，內(nèi)板為兩塊鋼板拼焊后一體沖壓成型，內(nèi)外板通過包邊、涂膠等工序，組成車門的主要鈑金結(jié)構(gòu)。整體式車門的整體剛度好，密封容易保證，裝配尺寸公差易保證，維修時拆裝簡單；但缺點在于沖壓工藝中窗口位置要產(chǎn)生大面積廢料，而且外部門框一般寬大且不均勻，外觀效果較差，門框占據(jù)了側(cè)圍上邊梁的部分區(qū)域，使上邊梁主斷面面積受到影響。

整體式車門的生產(chǎn)流程一般為：開卷→落料→沖壓→焊接→裝配。

1.2 分體式車門

圖2為分體式車門鈑金結(jié)構(gòu)。內(nèi)部防撞梁等結(jié)構(gòu)同整體式車門一致，但窗框部分為鋼板輥壓而成，門板部分則為鋼板沖壓結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)板同樣為兩塊鋼板拼焊后沖壓成型。分體式車門的門框細(xì)而均勻，如果配合窗口周圈裝飾亮條的使用可達到前后車窗的整體化效果，美觀實用，同時有利于提供上邊梁主斷面更大的截面面積，大量使用輥壓成形，降低模具難度和成本，極大提高材料利用率；但缺點是裝配工藝復(fù)雜，尺寸公差尤其是外部公差保證的難度加大，整體剛性差，密封困難。

分體式車門的門板生產(chǎn)流程與整體式車門一致，但窗框部分生產(chǎn)流程較為復(fù)雜。窗框部分生產(chǎn)流程為：玻璃導(dǎo)軌滾壓+沖壓→后窗框外/內(nèi)板滾壓+沖壓+包邊+點焊→前段鋸切→前段沖切→前段焊接→后段沖切→后段焊接→總成焊接→矯形。

對比兩種車門門板的生產(chǎn)工藝流程，整體式車門的工藝較為簡單，而分體式車門窗框部分輥壓工藝較為復(fù)雜，裝配工藝也較整體式車門更為復(fù)雜。另外，輥壓是一種復(fù)雜的加工方式，往往需要幾十組輥壓輪，需要較大的場地、較高的前期投入以及較高的技術(shù)投入，這方面對成本可能有較大的影響。

以下將就兩種車門門板與窗框部分的成本加以分析并討論。

2、門板成本對比

零件成本通常由材料成本、專用工裝分?jǐn)?、車間成本、外協(xié)工藝成本以及其他費用構(gòu)成。由于車門沖壓件在白車身中十分重要，車門板件通常由主機廠自制，而分體窗框則外包采購，兩者成本核算口徑不同。為統(tǒng)一對比口徑，下文將對車門板件同樣按外包采購零件方式計算總成本。

2.1 整體式前車門

整體式前車門的門板與窗框部分由帶窗框的車門外板和內(nèi)板兩個沖壓零件組成。

1）材料成本

根據(jù)零件3D數(shù)模及圖紙分析，帶窗框的前門外板重4.5kg，材料為H180BD+Z，零件毛坯尺寸約為1472*1343* 0.65mm；帶窗框的前門內(nèi)板重6.35kg，材料為DX54D+Z，分別由0.7mm和1.4mm厚的兩種板料激光拼焊而成，兩種板料的毛坯尺寸分別為1405*1030*0.7mm和1189*360* 1.4mm。根據(jù)市場結(jié)合材料價格及廢料回收價格，計算得出內(nèi)外板的材料價格。以帶窗框的前門外板材料費為基準(zhǔn)a元，則帶窗框的前門內(nèi)板材料費1.186a元。

2）專用工裝費用

根據(jù)沖壓工藝要求帶窗框的前門外板一般采用左右成雙拉延成型，經(jīng)過修邊、沖孔、翻邊等工序，最終得到成品零件。而內(nèi)板拉延板料需要拼焊，拼焊板料坯料需要分別開卷落料和剪板后拼焊在一起，再進行拉延及修邊、沖孔、整形等工序。

經(jīng)過對零件沖壓工藝的具體分析，初步判斷零件沖壓工藝，如表1所示：

表1 帶窗框的前門門板沖壓工藝

按零件毛坯尺寸計算各道工序模具尺寸及重量，計算出模具價格，如表2所示：

表2 帶窗框的前門門板模具費用

3）車間成本

車間成本也稱車間增值費用，根據(jù)各套模具尺寸及沖壓工藝需求，分別選用合適的沖壓設(shè)備，綜合生產(chǎn)過程中的直接人工成本、直接設(shè)備成本、廢品成本、間接費用等，計算零件的車間成本，如表3所示：

表3 帶窗框的前門門板車間成本

由于零件為左右成雙成型，單個零件的車間成本分別為外板0.148a元，內(nèi)板0.166a元。

4）其他費用

在汽車零件成本管理，其他費用一般由管理、銷售、財務(wù)費用和利潤組成。

其他費用按制造費用即材料成本、專用工裝費用、車間成本之和的12%進行取值，得出帶窗框的前門外板其他費用為0.170a元，內(nèi)板為0.200a元。

2.2 分體式前車門

分體式前車門的門板與窗框部分并非一體沖壓成型。其中車門內(nèi)外板單獨沖壓，窗框部分則通過輥壓工藝成型，成型后的內(nèi)外板及窗框通過焊接方式連接在一起。

2.2.1 分體式前車門門板

1）材料成本

根據(jù)零件3D數(shù)模及圖紙分析，分體式前門外板重4.41kg，材料為H180BD+Z，零件毛坯尺寸約為1260*1022*0.7mm；分體式前門內(nèi)板重5.755kg，材料為DX54D+Z，分別由0.7mm和1.4mm厚的兩種板料激光拼焊而成。兩種板料的毛坯尺寸分別為1100*1015*0.7mm和1100*360*1.4mm。根據(jù)市場結(jié)合材料價格及廢料回收價格，計算得出分體式前門外板材料費0.723a元，前門內(nèi)板材料費0.989a元。

2）專用工裝費用

按照前門內(nèi)板的沖壓工藝定義的零件毛坯尺寸，計算出各道工序模具尺寸、重量及模具價格，如表4所示：

表4 分體式前門門板模具費用

3）車間成本

根據(jù)前述車間成本的構(gòu)成，得出如表5所示：

表5 分體式前門門板車間成本

由于零件為左右成雙成型，單個零件的車間成本分別為外板0.130a元，內(nèi)板0.166a元。

4）其他費用

其他費用按制造費用即材料成本、專用工裝費用、車間成本之和的12%進行取值，得出分體式前門外板其他費用為0.127a元，內(nèi)板為0.174a元。

2.2.2 分體式前窗框

分體式前窗框一般由玻璃導(dǎo)軌、后視鏡安裝板、前窗框、后窗框外板、后窗框內(nèi)板、窗框連接板等零件組成。

1）材料成本

經(jīng)核算，玻璃導(dǎo)軌、后視鏡安裝板、前窗框、后窗框外板、后窗框內(nèi)板、窗框連接板材料成本合計0.368a元。

2）專用工裝費用

玻璃導(dǎo)軌、前窗框、后窗框外板、后窗框內(nèi)板四個零件需要用到輥壓工藝。各零件均為左右成雙成型，工序及模具價格如表6所示：

表6 分體式前窗框模具費用

3）車間成本

根據(jù)前述車間成本的構(gòu)成計算得出單個零件的車間成本為0.109a元。

4）其他費用

其他費用按制造費用即材料成本、專用工裝費用、車間成本、外購?fù)鈪f(xié)成本之和的12%進行取值，得出該零件的其他費用共0.072a元。

2.3 成本對比

2.3.1 測算結(jié)果對比

從以上分析得出，僅考慮材料成本，分體式車門門板（含窗框）比整體式車門門板更有優(yōu)勢，而考慮工裝分?jǐn)偂④囬g成本、設(shè)備成本等多方面因素后，整體式車門成本更具優(yōu)勢。

表7 整體式前車門和分體式前車門成本對比

2.3.2 其他影響因素分析

成本因素以外，造型是影響車門是否分體的最大因素。此外，考慮到?jīng)_壓設(shè)備能力，如2.1節(jié)整體式前門內(nèi)板的拉延工序，模具尺寸達到4.6m*2.3m，幾乎與壓床的最大臺面相同，重量也達到了31t，逼近起吊設(shè)備的承重極限，因此，當(dāng)汽車車門內(nèi)外板尺寸偏大時，應(yīng)綜合考慮設(shè)備、工裝等限制因素，選擇合適的設(shè)計方案。

3、結(jié)論

1）僅從材料成本對比，分體式車門門板及窗框總成成本優(yōu)于整體式車門門板。

2）僅考慮單一項目投入，不考慮內(nèi)外制條件，量綱＜40萬輛時，整體式車門門板成本更優(yōu)，當(dāng)量綱＞40萬輛時，分體式車門門板及窗框總成成本更優(yōu)，且量綱越大，成本差異越大。

3）考慮分體式車門窗框部分在不同項目中的通用性，在前期設(shè)計中更多的考慮車門門框的通用性，增加門框模具的分?jǐn)偭浚煮w式車門門板及窗框總成成本可進一步降低。

4）車門尺寸過大時，門板整體式設(shè)計可能無法滿足設(shè)備要求，應(yīng)考慮分體方案。

[1] 黃少君,胡繼凱,黃維佳.項目成本管理在新車型開發(fā)的應(yīng)用.上海汽車.2011.02.20-23.

[2] 夏錚,徐曉春. 汽車車門結(jié)構(gòu)形式分析.科技研究.2014.

[3] 李凱.轎車前車門設(shè)計.東北林業(yè)大學(xué).2009.4.

[4] 高保雷.轎車白車身車門結(jié)構(gòu)及焊裝工藝.電焊機.2013.06.

Door Plate of Passenger Car Structure and Cost Comparison

Fang Qing, Yan Xiaomeng, Jiang Liqiong, Zhu Kaiqing, Zhao Yuchi
（DongFeng Motor Group Co., Ltd., Hubei Wuhan 430058）

Aim at the mainstream design scheme of two kinds of door on the market of passenger cars,using calculation and analysis methods, analyse and compare the costs of integral door and split type door, provide suggestions on the design of passenger car doors from a cost point of view.Because of cost information needed to remain confidential, the relevant part of the data needs to be blurred.

Car door; Stamping; Cost analysis; Cost reduction

U461.9

A

1671-7988(2016)10-247-04

方卿，(1989-),男，助理工程師，就職于東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心。主要研究方向是成本管理。