一豐田模具設(shè)計(jì)與制造部分概況教學(xué)教材

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。一豐田模具設(shè)計(jì)與制造部分概況-一豐田模具設(shè)計(jì)與制造部分概況豐田汽車公司中與沖壓模具設(shè)計(jì)制造有關(guān)的部門主要有兩個，其中負(fù)責(zé)模具設(shè)計(jì)的是第八生產(chǎn)技術(shù)部，負(fù)責(zé)模具制造的是ST部（ST為沖模的英文縮寫）。它們都直屬于總公司，生產(chǎn)技術(shù)1-8部屬于生產(chǎn)準(zhǔn)備部門，沖模部屬于工機(jī)制造部門。1第8生產(chǎn)技術(shù)部其主要職責(zé)是模具設(shè)計(jì)與沖壓設(shè)備準(zhǔn)備，加上他所屬的計(jì)劃，生產(chǎn)準(zhǔn)備，部屬等科室共有將近350人。其中與模具設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)室有3個，它們是由從事的產(chǎn)品件類型來劃分的：部門職責(zé)人員一室車身周邊件模具設(shè)計(jì)約70人（車門，機(jī)蓋，后

2、行李箱蓋）二室主車身件模具設(shè)計(jì)約75人（側(cè)圍，翼子板，頂蓋等）三室底板，梁架件模具設(shè)計(jì)約30人（地板，發(fā)動機(jī)艙等）每個室又分為沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)倆個組。專業(yè)化分工是豐田模具設(shè)計(jì)部門工作的特點(diǎn)。a模具設(shè)計(jì)內(nèi)容細(xì)分豐田模具設(shè)計(jì)分為三個工序：工序設(shè)計(jì)，模面設(shè)計(jì)，和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分工明確，分別有專門人員負(fù)責(zé)。工序設(shè)計(jì)主要完成工序草圖，DL圖設(shè)計(jì)，做詳細(xì)的模具設(shè)計(jì)任務(wù)書，模面構(gòu)想等，模具設(shè)計(jì)的主要創(chuàng)造性勞動都在這一部靠人腦來完成。模面設(shè)計(jì)幾乎是單純的曲面造型，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于模具結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)。b人員專業(yè)化分工細(xì)微各個室只負(fù)責(zé)一類產(chǎn)品件，每個人在一定時間內(nèi)負(fù)責(zé)同一個件，甚至是同一類模具。由于豐田每年開

3、發(fā)的新車可達(dá)十種，這就是說，可能有的人在一年內(nèi)畫十套非常相似的前車門外板拉延模。其專業(yè)化程度可想而知。C模具的社會大分工日本的模具制造專業(yè)性分工很強(qiáng)，豐田雖然自己的模具制造能力很強(qiáng)，但它并不是什么模都能干。比如，整車所有件的沖壓工藝和模具的整車協(xié)調(diào)，他自己都負(fù)責(zé)，但模具設(shè)計(jì)和制造他只干車身內(nèi)外覆蓋件，底板和梁架件全部到定點(diǎn)廠家外協(xié)。不但豐田如此，國外的大汽車公司所屬模具廠，無不如此，比如日本大發(fā)公司模具廠，甚至只做側(cè)圍，翼子板，頂蓋等有限的幾種外覆蓋件，這可以看作是一種發(fā)展趨勢，在韓國，臺灣，甚至是專業(yè)模具廠家也是向只做幾種件的更專業(yè)方向生產(chǎn)。2模具制造部（ST部）豐田ST部負(fù)責(zé)模具制造和新車

4、整車模具的協(xié)調(diào)，并一直到大批量生產(chǎn)之前的沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備。ST部構(gòu)成：科室責(zé)任人員技術(shù)室生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)，生產(chǎn)計(jì)劃，89人生產(chǎn)準(zhǔn)備，設(shè)備計(jì)劃NC課NC編程，檢查175人實(shí)型課驗(yàn)具，實(shí)型制造142人機(jī)械課機(jī)械加工173人鉗工課鉗工，裝配237人調(diào)試課試模，調(diào)試204人總共1020人主要數(shù)控加工設(shè)備：構(gòu)造面加工數(shù)控銑床39臺型面加工高速，五軸五面銑15臺新型一體化加工設(shè)備6臺其他小件加工設(shè)備31臺總計(jì)92臺從人員和生產(chǎn)能力上看，ST部都算的上是世界上最大的汽車模具廠之一。3豐田模具設(shè)計(jì)和制造能力模具設(shè)計(jì)與制造能力：每年大約可開發(fā)10個轎車整車模具；模具產(chǎn)量（標(biāo)準(zhǔn)套）約2000套/年內(nèi)制率60%（外協(xié)40%

5、）主要產(chǎn)品中：模具占80%驗(yàn)具占7%其他占13%全年完成模具制造成本預(yù)算近200億日元。人均模具產(chǎn)量2標(biāo)準(zhǔn)套/人。年模具制造成本（不含設(shè)計(jì)）約600萬日元/套工時成本（平均）約1萬日元/小時。整車模具設(shè)計(jì)制造周期12個月（由車身設(shè)計(jì)完成至新車批量生產(chǎn)）其中包括整車全部模具設(shè)計(jì)周期5個月制造周期5個月調(diào)試周期6個月由此可見，豐田一年的轎車生產(chǎn)能力大約500萬輛（日本國內(nèi)部分約占50%），是中國大陸轎車產(chǎn)量的十倍。而模具設(shè)計(jì)制造的能力也超過我們?nèi)珖嚹＞呱a(chǎn)能力的數(shù)倍。豐田的整車模具制造周期，遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于我們的一般單套模具制造周期，它的標(biāo)準(zhǔn)單套模具制造周期為三至四個月，在我們看來還是一個夢想。我們的

6、模具質(zhì)量水平與豐田相比相差更遠(yuǎn)。4豐田一般模具制造周期豐田把模具的制造標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)模具的復(fù)雜程度可分為短周期，標(biāo)準(zhǔn)周期，長周期，三種。現(xiàn)以單套模具的設(shè)計(jì)制造周期（拉延模，標(biāo)準(zhǔn)周期）為例：沖壓工藝模具設(shè)計(jì)模面設(shè)計(jì)NC編程實(shí)型制作鑄造機(jī)加工鉗工裝配20天-20天-8天-15天-7天-12天-9天-7天-單套拉延模總周期62天其中制造周期52天以上周期包括模具的設(shè)計(jì)，制造直至模具初次試模完成為止。如果考慮品件各序模具總周期，單個制件各序模具的總周期，要在拉延模的基礎(chǔ)上再加22天（包括模具調(diào)試，但不包括整車調(diào)試）總共84天。以上天數(shù)均為工作日（節(jié)假日除外），換算為日歷日大約為20天等于一個月，也就是單

7、套模具制造周期三至四個月。豐田的模具制造也是按照標(biāo)準(zhǔn)時化生產(chǎn)方式進(jìn)行的，全部倒排計(jì)劃，計(jì)劃到每一個工作日，不提前投產(chǎn)，避免增加在產(chǎn)模具。我們的倒排計(jì)劃往往是為趕工期，人為的壓縮工期。而豐田的倒排計(jì)劃，是為了在必要的時候生產(chǎn)出必要的產(chǎn)品，避免提前投產(chǎn)造成生產(chǎn)過剩的浪費(fèi)。二豐田模具制造技術(shù)近十年來本人曾在日本多家模具制造廠進(jìn)行過較為深入的學(xué)習(xí)和考察，先后累計(jì)時間達(dá)6個多月。對比以后發(fā)現(xiàn)，豐田的模具技術(shù)在日本的模具廠家中也是十分突出的，無論是能力，效率及技術(shù)都不愧為世界一流水平。通過對豐田的了解我們可以看到，世界汽車模具制造技術(shù)正在向這些方向發(fā)展：計(jì)算機(jī)前的操作逐步代替現(xiàn)場操作，以高精度加工代替人的

8、手工勞動，模具的設(shè)計(jì)，制造高度標(biāo)準(zhǔn)化單件生產(chǎn)方式向流水線式生產(chǎn)方式發(fā)展等等。結(jié)合我們國內(nèi)的模具制造情況，豐田在以下一些地方與我們有很大的不同。值得我們很好借鑒。1沖壓工藝設(shè)計(jì)A精細(xì)模面設(shè)計(jì)我們常說的模具設(shè)計(jì)實(shí)際上分為三個部分：沖壓工藝設(shè)計(jì)，模面設(shè)計(jì)，和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這三種設(shè)計(jì)的內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)是完全不同的，豐田的工作流程為先有沖壓工藝設(shè)計(jì)然后指導(dǎo)模面設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分別由不同的人來做，專業(yè)分工很明確。傳統(tǒng)的沖壓工藝設(shè)計(jì)采用工序圖或是DL圖，它的模面設(shè)計(jì)是非常粗略的，以這樣的圖紙指導(dǎo)下的工藝造型，必須在后序靠人工修整，制造工藝彌補(bǔ)，造成模具制造的人工鉗修量很大，周期延長。豐田在設(shè)計(jì)階段通過計(jì)算機(jī)的曲面造型，完成模面的精細(xì)設(shè)計(jì)。比如：針對進(jìn)料量不同設(shè)計(jì)各種拉延筋，同一套模不同部分的拉延筋截面不同，防回彈，過拉延處理，最小壓料面