豐田汽車模具制造技術(shù)(編輯修改稿)
2024-08-10 15:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 人在以前還沒(méi)有見(jiàn)識(shí)過(guò)，這可能是豐田的一種創(chuàng)造。模具的設(shè)計(jì)不是單純?yōu)榱嗽O(shè)計(jì)出一種機(jī)器，能夠完成它一定的動(dòng)作就完了（這只能叫作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)），模具設(shè)計(jì)的最終目的是為了保證它所壓出的產(chǎn)品件是合格的高質(zhì)量的，間隙圖就是這樣一種專為保證產(chǎn)品件質(zhì)量的圖。質(zhì)量保證圖中，主要包括這樣幾項(xiàng)內(nèi)容：模具實(shí)際符型面區(qū)域、各個(gè)符型區(qū)域的間隙值、工藝要求的模面變化情況、拉延圓角的變化、各種模面的挖空等等。凡是無(wú)法通過(guò)曲面造型實(shí)現(xiàn)的模面設(shè)計(jì)，都通過(guò)間隙圖的傳達(dá)，依靠NC編程的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在這里NC編程也不再是單純的實(shí)現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)的加工，它實(shí)際上也參與到模面設(shè)計(jì)中來(lái)了。因此，間隙圖的應(yīng)用也是精細(xì)模面設(shè)計(jì)的一種必然。e、大規(guī)模生產(chǎn)對(duì)模具的影響豐田的生產(chǎn)規(guī)模是世界一流的，它在模具設(shè)計(jì)如何適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的要求方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。提高材料利用率：對(duì)于大批量汽車生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，提高板料的利用率是模具設(shè)計(jì)的第一大事。只要把材料利用率提高幾個(gè)百分點(diǎn)，模具的成本就可乎略不計(jì)了。如果一套模具40萬(wàn)人民幣，只相當(dāng)于100噸鋼板的價(jià)格，以壽命50萬(wàn)件計(jì)算，就足可節(jié)約出這套模具費(fèi)用了。減少?zèng)_壓工序：模具設(shè)計(jì)的趨勢(shì)是，零件的合并，左右對(duì)稱件合模，前后順序件合模等等，原來(lái)幾個(gè)件合成一個(gè)件，不同的件合在一套模，模具越來(lái)越大，單件工序大大減少，整車模具數(shù)量越來(lái)越少，這對(duì)降低沖壓的成本起關(guān)鍵作用。例如：豐田把整車制件的模具系數(shù)，由過(guò)去的3點(diǎn)幾降到2左右。沖壓自動(dòng)化：為適應(yīng)沖壓線完全自動(dòng)化，模具必須考慮機(jī)械手上下料，廢料的自動(dòng)排出，氣動(dòng)、自動(dòng)和傳感裝置普遍采用等等。模具的快速裝換：沖壓線的換模時(shí)間，也成為一個(gè)模具設(shè)計(jì)必須考慮的問(wèn)題。如：拉延模完全以單動(dòng)代替雙動(dòng)，模具自動(dòng)卡緊，換模不換氣頂桿等等。 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和加工設(shè)計(jì)有兩種目的：一個(gè)是面向設(shè)計(jì)本身，一個(gè)是面向制造。設(shè)計(jì)者在畫圖過(guò)程中逐步完善自己的設(shè)計(jì)思路，圖畫完了，自己也清楚了，因此圖紙首先要設(shè)計(jì)者自己看得方便，并使設(shè)計(jì)的工作效率高。另一方面，設(shè)計(jì)要面向制造，以提高生產(chǎn)效率為最終目的。我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到不同的生產(chǎn)工藝流程決定了圖紙的表達(dá)形式。傳統(tǒng)的模具總裝圖加零件圖的形式，適應(yīng)的是非框架結(jié)構(gòu)的模具生產(chǎn)。采用大型數(shù)控銑加工以后，模具總成圖成為更好的形式。在全面應(yīng)用CAD設(shè)計(jì)之后，如果生產(chǎn)方式?jīng)]變，那么二維設(shè)計(jì)和總圖設(shè)計(jì)也不會(huì)變，只是把圖板換成了屏幕和鍵盤。我公司在97年曾一度改二維設(shè)計(jì)為三維實(shí)體設(shè)計(jì)，然而效果并不好，設(shè)計(jì)效率降低、生產(chǎn)上也沒(méi)有得多少實(shí)惠。豐田在CAD三維實(shí)體設(shè)計(jì)與制造緊密相配合方面為我們提供了比較成功的經(jīng)驗(yàn)。a、實(shí)體設(shè)計(jì)豐田的模具設(shè)計(jì)已全部采用三維實(shí)體設(shè)計(jì)，應(yīng)用的軟件為enginner。模面設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分開(kāi)：豐田把模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模面設(shè)計(jì)完全分開(kāi)的，前者是實(shí)體設(shè)計(jì)，后者仍然是曲面設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中模面部分只是示意性的，可用于實(shí)型加工，不能用于模具加工。這種分工大大簡(jiǎn)化了模具實(shí)體設(shè)計(jì)，這種簡(jiǎn)化對(duì)三維實(shí)體設(shè)計(jì)的成敗很重要。取消二維圖紙：尺寸標(biāo)注大約占繪圖工作量的40%，豐田不繪制傳統(tǒng)意義上的二維圖紙，也就完全省去了這一部分的工作量。取而代之的是根據(jù)各工序需要，給出必須的三維立體簡(jiǎn)圖，和標(biāo)注必要尺寸的平面簡(jiǎn)圖。如果從三維設(shè)計(jì)出發(fā)，最終得二維圖的結(jié)果，那把一個(gè)三維實(shí)體轉(zhuǎn)變成符合人看圖習(xí)慣的二維圖，將是非常費(fèi)時(shí)、費(fèi)事的，設(shè)計(jì)出的實(shí)體變得毫無(wú)價(jià)值，這顯然違背了實(shí)體設(shè)計(jì)的初衷，豐田的成功之處就是沒(méi)有這么做。搭積木和編輯式設(shè)計(jì)：三維實(shí)體設(shè)計(jì)采用搭積木式設(shè)計(jì)，依靠三維標(biāo)準(zhǔn)件和典型結(jié)構(gòu)庫(kù)，使模具結(jié)構(gòu)極大的標(biāo)準(zhǔn)化，變二維繪圖構(gòu)思為三維立體布置。同時(shí)大量借用已有的相似模具結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單編輯、修改，完成新模設(shè)計(jì)。這對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，是觀念上的一場(chǎng)革命，如果還墨守成規(guī)，先畫平面圖再生成立體型，那三維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)就成了負(fù)擔(dān)，效率太低了。干涉檢查：在二維設(shè)計(jì)中，往往設(shè)計(jì)者并沒(méi)有真正的建立起三維的模具形象，對(duì)復(fù)雜的空間問(wèn)題只能靠斷面圖，一旦經(jīng)驗(yàn)不足，考慮不周，空間干涉就再所難免。三維實(shí)體設(shè)計(jì)最直接的好處，就是非常直觀方便的干涉檢查，甚至可以作運(yùn)動(dòng)干涉分析。以往二維圖設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)老大難問(wèn)題，在實(shí)體設(shè)計(jì)面前迎刃而解。實(shí)體設(shè)計(jì)中的刪繁就簡(jiǎn)：實(shí)體設(shè)計(jì)直接面向制造，它所設(shè)計(jì)的繁簡(jiǎn)因加工需要而定，完全不必考慮人的看圖習(xí)慣。比如：鑄件的倒角，在加工中凹角靠刀具完成，凸角靠人工修整，所以，設(shè)計(jì)中就不必做了；又如：標(biāo)準(zhǔn)件，完全是采購(gòu)件，在設(shè)計(jì)中也可以變成示意性的簡(jiǎn)單幾何體等等。還有許多設(shè)計(jì)工作，實(shí)際上是靠后序的工藝規(guī)范完成的，如螺釘孔位置，鑲塊形狀等。因加工需要而設(shè)計(jì)是最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。半自動(dòng)設(shè)計(jì)：豐田在實(shí)體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)拉延模等一些結(jié)構(gòu)典型而標(biāo)準(zhǔn)化比較高的模具，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出具有一定功能的輔助程序，做到半自動(dòng)設(shè)計(jì)。比如：拉延模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般都交給，新手、女職員來(lái)完成，設(shè)計(jì)一套模全部工作也用不了一周時(shí)間。b、實(shí)型數(shù)控加工實(shí)體設(shè)計(jì)的第一個(gè)用途，就是鑄件泡沫實(shí)型完全采用數(shù)控加工。豐田的實(shí)型模是用一整塊矩形泡沫數(shù)控加工出來(lái)的。實(shí)型的數(shù)控化加工生產(chǎn)，就是通過(guò)對(duì)實(shí)體模型的工藝編輯（如：加工面貼加工余量，模
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