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天津汽车模具有限公司于98年与日本丰田公司签定了技术合作协议,根据协议天津方在98、99年派遣技术骨干到丰田公司,进行共28 个人月的专业对口培训,同时丰田公司也将派遣40个人月的专家到天津公司现场进行技术指导,并向天津方提供有关的技术资料转让,在此期间双方还将就合作生产模具等项内容做更多的技术合作。双方合作的目标是,在两、三年内将天津汽车模具有限公司的汽车模具制造技术达到,能够满足国内轿车内外覆盖件模具所需要的水平。' u, v: r/ i0 [! H
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。利用合作的机会,本文作者于98年先后两次共一个半月的时间,在丰田公司的元町工场现场进行培训、实际考察和较为深入的学习,掌握了大量第一手材料.在本文中仅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。
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5 q9 N: ^8 e; x 一. 丰田模具设计与制造部门概况( _" p. X1 u! a
' N$ q3 j$ d4 N9 }
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。
" \1 S2 @) ]7 o2 ^ 1.第8生产技术部0 ~$ Y; X& [4 T4 U! v
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:! i6 p- I4 D% j
部门 职责 人员9 f! h' o2 Q$ h/ m& q6 B+ q" K
一室 车身周边件模具设计/ `7 P2 z6 {, M0 f
( 车门、机盖、后行李厢盖) 约70人, X2 B7 ?# @+ E! \" R3 @; W; q/ O/ n
二室 主车身件模具设计: A- U8 e& b. I6 ?+ y+ K/ ^; f
(侧围、翼子板、顶盖等) 约75人
- H; S% S0 {+ y7 ~2 G, E 三室 底板、梁架件模具设计" M! Z+ k8 {' w4 ]2 s$ i0 G
(地板、发动机舱等) 约30人3 ^6 j% J& ?: Q1 @. {% Z2 X8 z0 h
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1 E/ J' R' ]' m% H
a. 模具设计内容细分+ W( s0 v/ g; f
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。! ?; \+ u- ?; n+ z2 ]; @' i8 \- B( V
b. 人员专业化分工细微- }; d. a. ]$ c( S
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。
! X/ n5 P; |' ^1 { c. 模具的社会大分工
& x! x+ q1 s4 L: P3 ` 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。
9 o' O0 Z" X( {* T' A& l 2.模具制造部(st部)
$ L& N1 Q; J- S3 g8 _ 丰田st部负责模具制造和新车整车模具的协调,并一直到大批量生产之前的冲压生产准备。 N# ?: f' g# h6 \2 ]) n0 f$ }
st部构成:4 N5 e# L2 Z0 G9 J5 d
科室 责任 人员 T/ P. i: @0 X. S: Z5 z9 J7 K) R
技术室 生产技术开发、生产计划、 89人
- F- t9 H2 y. D: L6 D 生产准备、设备计划, o" m' {6 U4 \* k$ o: O0 D
nc课 nc编程、检查 175人
* D. ~# }" C0 n" J 实型课 验具、实型制造 142人# k& T0 g4 o% `$ k) `7 Z
机械课 机械加工 173人; E6 R7 W4 e$ \9 l1 l* D$ T
钳工课 钳工、装配 237人
8 E) w: J) C7 d `8 ~5 y4 w 调试课 试模、调试 204人
: S) j$ ]* F# i2 x7 s- ` 总共 1020人
, y. V2 e% x9 |. e1 J2 v6 { 主要数控加工设备:
! x: y0 i8 i8 o5 H! n/ Q 构造面加工数控铣床 39 台
^" d1 ^* ?4 O3 S% } 型面加工高速、五轴五面铣 15 台
& _7 a5 z6 J+ ]& H5 L/ D' H 新型一体化加工设备 6 台- v; D8 i# r3 V
其他小件加工设备 31 台
& b! |" t) j- c% H4 U( k2 c8 V1 f$ S, X 总计 92 台1 T" P7 I- L) O
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。6 K6 T+ }6 `/ ~ t; h
3.丰田的模具设计和制造能力
: D4 N2 K& Z" ?& ~: ^) F$ a 模具设计与制造能力: 每年大约可开发10个轿车整车模具;4 D* ]7 U' A' b4 E) T
模具产量(标准套) 约2000套/年
$ |- P. G$ j" z" i/ U$ W3 I6 D( v 内制率60%(外协40%)
7 h" S" o3 m# a$ V, ^ 主要产品中: 模具占80%,验具占7%,其他占13%3 {" v- W& `0 [
全年完成模具制造成本预算 近200亿日元
- p2 h$ }. Z% K9 S. O( u3 ~ 人均模具产量 2 标准套/人/年
% a8 r3 C( h) A% R8 P$ _ 模具制造成本(不含设计) 约600万日元/套0 R6 o$ B: h9 D0 }1 S
工时成本(平均) 约1万日元/小时
% X2 v' n3 C, r- L- w 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)9 O3 K* k2 A" \# }, J) t* z) h0 h
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
/ P: _4 M3 a) M4 t4 ^/ ?; } 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。
; R# I. b; Y+ P6 p 4.丰田一般模具制造周期 ?* P8 o6 P0 n8 s6 z! s$ w x
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。
0 R- o( H6 K' w6 M9 j- I 现以单套模具的设计制造周期(拉延模,标准周期)为例:
) f3 |" B0 ?1 |9 s w, c; m( Q: c 冲压工艺---20天
/ o+ h! M. S; Z' H3 J 模具设计---20天
* S* [: b1 E/ G( u/ |9 y2 b. W& i 模面设计---8天' A$ Z5 k- q+ Q/ P$ ?
nc编程---15天
* X( R9 [& ?& f: U 实型制作---7天! g$ e% l4 Y& |; \
铸造---12天. ^2 ?2 l w/ j- Q0 X' L# y
机加工---9天
9 {% V3 T8 J. M& S. |5 j 钳工装配---7天
% M3 @ u% U' D4 s, a% G# C 单套拉延模总周期 62天 其中制造周期 52天
/ }& }( W w3 @# ]% H 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。
3 h. \( {3 z: O+ t3 q/ y$ `8 g 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。" s5 |8 X9 |$ P2 j( s4 Q! G/ f
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。 . ~ I: B+ _, w& v! v. [& @
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