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丰田技术发展对模具动向的新认知

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丰田技术发展对模具动向的新认知

丰田汽车公司的模具设计与制造技术是世界一流水平,它的管理和技术有许多独到之处。通过丰田的发展,我们对模具技术发展动向有了新的认知。

模具生产越来越依赖高科技,完全可以把人工劳动降到很低,汽车对模具生产的需求最重要的是高质量和短周期,对效率的追求远大于了成本。这十多年来,我们通过设备和硬件的技术引进得到的技术进步,并不足以弥补追求技术进步而带来的新差距。下面简单分享一下,我们从丰田的模具设计制造发展中所观察到的技术的发展动向,供业内人士参考、探讨。

1: 重点发展计算机设计软件技术

丰田模具制造技术发展的重点,在于突出计算机的应用,越来越多的人从生产现场转移到计算机前。电脑产品设计加上数控编程,取代了人工模型制作和机床操作。精细模具设计和精细数控编程大大减少了钳工工作量,高精度加工取消了模具的研磨、修配。现在数控编程人员已超过了现场操作工人,数控编程的工时费用,超过了机床的加工工时费50%,编程的周期超过了机加工周期。计算机技术应用的发展,将模具生产已从依赖人的技能转向数控化的自动、半自动化生产,这种高精度和无人化加工,使模具和产品件的质量有了极大的提高,生产周期大大缩短,计算机技术使模具制造技术又达到了一个新的高度。

2: 消灭钳工

原来我们认为,模具这种单件生产、型状复杂的工件,离开手工是不可能的,而丰田提出要消灭钳工。消灭钳工是一种目标,主要是指极大减少或完全避免配模和调整(装配钳工还是要的)。正如我们在前面所介绍的,目前丰田的这一目标已基本实现,除修磨分型面和拉延凸圆角外,打磨、修模和调配钳修,已大部分属于异常或弥补设计、制造的缺陷,不再是一件必要的和正常的工作。我们举个例子,分型面拉延面的光洁度历来是我们强调的质量标准,过去为达到这一点主要是靠钳工手工打磨配模。丰田采用高速、高精密刀具配合三轴/五轴铣削加工方式,得到高精度分型面,避免圆角人工打磨,而其他分型面干脆不修磨,分型面刀痕精度控制在2um。结果证明,虽然模面谈不上光洁度(还带刀痕),但即使是表面质量要求很高的轿车部件,除制件内表面有一些拉痕外,对制件外表面没有任何不良影响。目前德国/日本和美国有些汽车模具厂也早已废除了分型面配模。同样,对模具插穿枕位和深腔体采用清角,立面加工采用高精度端铣刀或者五轴复合加工,曲面采用球形圆臂刀高速铣削加工,必要时候采用CNC先加工铜公并通过火花机精密镜面放电的方式,来完成复杂腔体和深骨位的特征以及公母模的配合精度,使配模和钳工手工失去意义。因此,某种意义上的消灭钳工,不再是一个梦。

3: 一体化加工

丰田的机加工车间现场,有三种数控加工线:第一种是由几台床身可互换的数控机床组成的加工线,一条线里包括平面加工、卧铣、粗铣、精铣各种机床,配套分工明确,工件换机床时不必重新装夹找正。第二种是带立体仓库的无人职守的柔性加工机群。第三种是近年才投入使用的粗精加工一体化、高速、高精度、五轴加工中心和火花机加工机群。第一种加工线,它的单机就是我们目前使用的数控机床,但机床为多工作台式,它的不重新装夹找正方面效率很高,国内目前很多模具厂也在推广和普及这种技术和加工方式,行业标准有Erowa/3R等。对于柔性加工机群(工作站),虽然很先进,但操作较复杂,准备工作和时间较长,比较适合规模较大的项目。一体化加工中心是目前正在发展的最新技术,它集各种机床优点之大成,除底面加工之外,一次装夹,粗、精、卧,高功率、高精度、高速面面俱到,十八班武艺样样精通,加工效率很高。缺点是机床成本很高,需要环境要求也很高。在市场竞争下,经济性是一个重要考量因素,但无疑这是一个很理想的技术,代表着数控加工技术的发展。

丰田的技术发展告诉我们:好的模具应该是设计出来的;模具也可以流水线生产;高新技术应用是模具制造技术发展的动力。我们应放眼全球,学习世界先进技术,引进到实际生产中,让“中国制造”的国际地位越来越高。

瀚艺秉承持续升级的态度,与行业内、外人士共同探讨技术发展趋势,力求利用更先进、更适宜的软硬件实力为全球客户提供更优质的一站式服务。

我们非常自豪,在过往10年里,瀚艺实业为我们北美市场的客户制造了超过80套丰田汽车的注塑模具。它们覆盖了汽车后视镜;空调出风口;支架;汽车座椅组件;门板等。我们希望继续学习丰田的技术,不断升级我们的设备和服务,为我们在世界各地的优质客户提供更多高质量的模具和产品。