侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

丰田汽车模具部门介绍及发展方向

李总理参观丰田工厂,看出来我们要学习丰田汽车的地方还有很多!今天我们就带大家学习一下日本汽车模具吧!

丰田汽车公司的模具设计与制造技术,在管理和技术有许多独到之处。就丰田模具生产制造技术作初步的探讨,这些内容对急待改进生产方式、推进科学管理和提高制造技术水平的国内汽车模具同行,可能会有一些借鉴和启发。

一、丰田模具设计与制造部门概况

丰田汽车公司中与冲压模具设计制造有关的部门主要有两个,其中负责模具设计的是第八生产技术部,负责模具制造的是st部(st为冲模的英文缩写)。它们都直属于总公司,生产技术1-8部属于生产准备部门,冲模部(st部)属于工机制造部门。

第8生产技术部,其主要职责是模具设计和冲压设备准备,加上它所属的计划、生产准备、部属等科室共有将近350人。其中与模具设计有关的技术室有三个,它们是由从事的产品件类型来划分的:

image.png

每个室又分为冲压工艺与模具结构设计两个组。专业化分工是丰田模具设计部门工作的特点。

模具设计内容细分

丰田把模具设计分成三个工序:工序设计、模面设计和结构设计,分工明确,分别由专门人员负责。工序设计主要完成工序草图、dl图设计、作详细的模具设计任务书、模面构想等,模具设计的主要创造性劳动都在这一步靠人脑完成。模面设计几乎是单纯的曲面造型,结构设计的重点在于模具结构的具体实现。

人员专业化分工细微

各个室只负责一类产品件,每个人在一定时间内负责同一个件,甚至是同一类模具。由于丰田每年开发的新车可达十种,这就是说,可能有的人在一年内画十套非常相似的前车门外板拉延模,其专业化程度可想而知。

模具的社会大分工

日本的模具制造专业性分工很强,丰田虽然自己的模具制造能力很强,但它并不是什么模都干。比如,整车所有件的冲压工艺和模具的整车协调,他自己都负责,但模具设计和制造他只干车身内外覆盖件,地板和梁架件全部到定点厂家外协。不但丰田如此,国外的大汽车公司所属模具厂无不如此,比如日本大发公司模具厂,甚至只做侧围、翼子板、顶盖等有限的几种外覆盖件。这可以看作是一种发展趋势,在韩国、台湾甚至是专业模具厂家也是向只做几种件的更专业方向发展。

image.png

主要数控加工设备:

image.png

从人员和生产能力上看,st 部都算得上是世界上最大的汽车模具厂之一。

二、丰田的模具设计和制造能力

模具设计与制造能力: 每年大约可开发10个轿车整车模具;模具产量(标准套)约2000套/年;内制率60%(外协40%)

主要产品中:模具占80%,验具占7%,其他占13%。

全年完成模具制造成本预算近200亿日元,人均模具产量 2 标准套/年,模具制造成本(不含设计)约600万日元/套,工时成本(平均)约1万日元/小时。

整车模具设计制造周期12个月(由车身设计完成至新车批量生产),其中包括整车全部模具设计周期5个月,制造周期5个月,调试周期6个月。

由此可见,丰田一年的轿车生产能力大约500万辆(日本国内部分约占50%),是中国大陆轿车产量的十倍,而模具设计制造能力也超过我们全国汽车模具生产能力的数倍。丰田的整车模具制造周期,远远短于我们的一般单套模具制造周期,它的标准单套模具制造周期为三至四个月,在我们看来还是一个梦想,我们的模具质量水平与丰田相比相差更远。

丰田把模具的制造计划标准化,根据模具的复杂程度可分为短周期、标准周期和长周期三种。现以单套模具的设计制造周期(拉延模,标准周期)为例:

image.png

单套拉延模总周期62天,其中制造周期52天。

以上周期包括模具的设计、制造直至模具初次试模完成为止。如果再考虑产品件各序模具的总周期,单个制件各序模具的总周期,要在拉延模的基础上再加22天(包括模具调试,但不包括整车调试),总共84天。

以上天数均为工作日(节假日除外),换算为日历日大约为20天等于一个月,也就是单套模具制造周期三至四个月。

丰田的模具制造也是按照准时化生产方式进行的,全部倒排计划,计划到每一个工作日,不提前投产,避免增加在产模具。我们的倒排计划往往是为赶工期,人为的压缩工期。而丰田的倒排计划,是为了在必要的时候生产出必要的产品,避免提前投产造成生产过剩的浪费。

三、丰田模具制造技术

近十年来,本人曾在日本多家模具制造厂进行过较为深入的学习和考察,先后累计时间达6个多月。对比以后发现,丰田的模具技术在日本的模具厂家中也是十分突出的,无论是能力、效率及技术都不愧为世界一流水平。通过对丰田的了解我们可以看到,世界汽车模具制造技术正在向这些方向发展:计算机前的操作逐步代替现场操作,以高精度加工代替人的手工劳动,模具的设计、制造高度标准化,单件生产方式向流水线式生产方式发展等等。结合我们国内的模具制造情况,丰田在以下一些地方与我们有很大的不同,值得我们很好的借鉴。

精细模面设计

我们常说的模具设计实际上分为三个部分:冲压工艺设计、模面设计和结构设计。这三种设计的内容和侧重点是完全不同的,丰田的工作流程为先有冲压工艺设计然后指导模面设计和模具结构设计,分别由不同的人来做,专业分工很明确。传统的冲压工艺设计采用工序图或是dl图,它的模面设计是非常粗略的,以这样的图纸指导下的工艺造型,必须在后序靠人工修整、制造工艺祢补,造成模具制造的人工钳修量很大、周期延长。丰田在设计阶段通过计算机的曲面造型,完成模面的精细设计。比如:针对进料量不同设计各种拉延筋,同一套模不同部位的拉延筋截面不同,防回弹、过拉延处理,最小压料面设计,凸凹模不等间隙设计等等。精细模面设计的结果,可以极大的减少型面加工,减少钳修,减少试模工时,它的作用非同小可。

对比之下,国内的模具设计还停留在结构设计阶段,模面设计没有受到很好的重视,模面实际上是靠后天完成,模具设计的落后造成了制造的落后,也就毫不奇怪了。

板料成型分析技术应用情况

丰田公司从5-6年前,开始应用有限元法做计算机模拟板料成型分析,主要应用的解算软件为美国的dyna3d,他们经过了近三年的努力才达到实用水平。目前,丰田建立了一个整车身各种典型件的分析结果库。对一个新车型的件,如果成型性没有太大的变化,只是参考原工艺不做分析,只有特殊的新造型才做板料成型分析。丰田的新车要做样车,对造型特殊的件除了做板料成型分析外一般还要做简易模进行验证。因此,丰田人认为目前板料成型分析还不是一件必需的、简单的事,无论是周期还是成本都有很大代价。

本人认为,丰田的车型开发量很大,车型之间变化不大、类似件很多,又积累了丰富的人的经验,板料成型分析确实用武之地不多,建立一个分析结果库是一个好方法(日本富士模具公司也是这么做的)。反观国内现状,一方面模具厂专业分工很低,各种件都会遇到,难有现成经验,似乎更需要板料成型技术。另一方面,技术水平低支持环境差(如:板料参数、摩擦系数等难掌握),模具厂应用起来,要达到实用(不讲效果、不计代价的研究不算)也是非常困难的。即使是成立专业分析公司,考虑用户数量、周期、价格等因素,恐怕也曲高和寡。目前,这项技术在国内的实际应用效果还难有定论。

1  2  3  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号