丰田模具:消灭钳工好模具依靠好的设计与制造
发布时间:2019-05-20 04:25

  丰田的技艺告诉咱们:好的模具应当是安排出来的;模具也能够流水线坐褥;高新技艺行使是模具创修技艺进展的动力;邦内汽车模具业与天下前辈程度比拟另有差异,假如咱们不戮力,这种差异不是缩小,而是会拉大。

  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换取的数控机床构成的加工线,一条线里蕴涵底面加工、卧铣、粗铣、精铣各式机床,配套分工显然,工件换机床时不必从新装卡找正,这条流水线年代的产物。第二种是带立体堆栈的无人负担的揉性加工机群,这是90年代初的产品。第三种是近年才参加运用的粗精加工一体化、高速、高精度、五面加工核心。第一种加工线,它的单机即是咱们目前运用的数控机床,但机床为众职责台式,它的不从新装卡找正方面效用很高,而咱们还根基上逗留正在单机功课的程度上,很值得咱们模仿。关于揉性加工机群,固然很前辈,但操作起来很疾苦,绸缪职责和年光很长,假如没有很洪量的精加工职司,运用起来并不适用,即是正在丰田也是云云,看来这不是一个得胜的倾向。

  从这一点上看,目前咱们的模具坐褥不具什么上风,这种工业搬动也不会成潮水,这十众年来,咱们通过硬件的技艺引进获得的技艺发展,并没有祢补上因人家尤其戮力的寻找技艺发展而带来的新的差异。换个角度说,假如汽车模具行业真的向第三天下搬动的话,那必定是个落日财富,目前汽车模具正在车身体料没有打破性蜕化的景况下,仍旧有必定的进展空间和需求的。

  以是,某种意思上的埋没钳工,不再是一个梦。当然,正在邦内,目前一个模具厂奈何说服用户继承这种带刀痕的模具仍旧一个大课题。

  丰田的二维刃口镶块加工,采用正在专用的镶块加工流水线上,单块加工成活,加工精度能够到达按销定位安装,合模无须对间隙的水平。思学UG编程能够正在能够助助你,当二维刃口完全加工时,也采用正在线衡量的形式来保障凸凹模的合模间隙,二维刃口的高精度最大的好处是能保障制件的修边毛刺获得很好的负责。

  模具的迅疾装换:冲压线的换模年光,也成为一个模具安排务必商讨的题目。如:拉延模齐备以单动替代双动,模具主动卡紧,换模不换气顶杆等等。

  丰田正在安排阶段通过揣度机的曲面制型,已毕模面的紧密安排。譬喻:针对进料量区别安排各式拉延筋,统一套模区别部位的拉延筋截面区别,防回弹、过拉延管制,最小压料面安排,凸凹模不等间隙安排等等。紧密模面安排的结果,能够极大的节减型面加工,节减钳修,节减试模工时,它的效率非同小可。

  制件检测:丰田的产物件搜检,要紧靠三维衡量机实行主动数值检测,但他们也做验具,验具只起产物件定位支柱的效率。以是验具布局单纯,没有强制卡紧安装,他们的产物件检测险些是处于自正在形态下的检测,这对产物件的符型性是一个额外肃穆的恳求。

  干预搜检:正在二维安排中,往往安排者并没有真正的竖立起三维的模具情景,对繁杂的空间题目只可靠断面图,一朝履历亏损,商讨不周,空间干预就再所不免。三维实体安排最直接的好处,就詈骂常直观容易的干预搜检,乃至能够作运动干预领会。以往二维图安排时的一个年老困难目,正在实体安排眼前迎刃而解。

  节减冲压工序:模具安排的趋向是,零件的兼并,支配对称件合模,前后依序件合模等等,素来几个件合成一个件,区别的件合正在一套模,模具越来越大,单件工序大大节减,整车模具数目越来越少,这对下降冲压的本钱起环节效率。比如:丰田把整车制件的模具系数,由过去的3点几降到2支配。

  比拟较就能够看出,邦内目前的揣度机行使还斗劲低级,并不是咱们的机床和软件不可,而是正在行使的根柢技艺上有很大的差异,假使是把丰田的技艺全搬来,真正做到那种结果,也不是一件容易的事。

  半主动安排:丰田正在实体安排的根柢上,对拉延模等少许布局模范而圭臬化斗劲高的模具,曾经开拓出具有必定效用的辅助步伐,做到半主动安排。譬喻:拉延模布局安排大凡都交给,新手、女人员来已毕,安排一套模整个职责也用不了一周年光。

  丰田模具创修技艺进展的要点,正在于特出揣度机的行使,越来越众的人从坐褥现场搬动到揣度机前。实体安排加上数控编程,庖代了人工实型创制和机床操作。紧密模面安排和紧密数控编程大大节减了钳修,高精度加工除去了模具的研合、修配。现正在数控编程职员已领先了现场操作工人,数控编程的工时用度,领先了机床的加工工时费50%,编程的周期领先了机加工周期。揣度机技艺行使的进展,目前没有下降模具本钱,但模具坐褥已从依赖人的手法转向数控化的主动、半主动化坐褥,这种高精度和无人化加工,使模具和产物件的质料有了极大的抬高,坐褥周期大大缩短,揣度机技艺使模具创修技艺又到达了一个新的高度。

  冲压主动化:为顺应冲压线齐备主动化,模具务必商讨呆板手上下料,废物的主动排出,气动、主动和传感安装遍及采用等等。

  安排有两种目标:一个是面向安排自己,一个是面向创修。安排者正在绘图经过中渐渐圆满己方的安排思绪,丹青完了,己方也显现了,以是图纸起首要安排者己方看得容易,并使安排的职责效用高。另一方面,安排要面向创修,以抬高坐褥效用为最终目标。

  加工形式蕴涵等高线加工、最大长度顺向走刀加工,精加工走刀移行密度到达0.3mm,同时改笔直刀为30度角的高速加工等等形式,以抬高加工精度。

  近十年来,自己曾正在日本众家模具创修厂实行过较为深化的研习和视察,先后累计年光达6个众月。比照自此创造,丰田的模具技艺正在日本的模具厂家中也是很是特出的,无论是才干、效用及技艺都不愧为天下领先程度。

  型面高精度加工要紧再现正在如许几个方面:抬高模面加工精度、抬高加工到位水平、达成模面的紧密安排。高精度加工除机床精度和刀具的统治外,要紧是靠编程技艺的改正来达成的。

  丰田通过实体安排真正做到正在模具布局上的cad/cam一体化,也唯有一体化,除去绘制二维图的牵制,实体安排才显示出的它的价格,两者应当同步进展适当得彰,这即是丰田为咱们供应的履历。

  模面安排与布局安排的离开:丰田把模具布局安排与模面安排齐备离开的,前者是实体安排,后者仍旧是曲面安排。正在布局安排中模面部门只是示意性的,可用于实型加工,不行用于模具加工。这种分工大大简化了模具实体安排,这种简化对三维实体安排的成败很主要。

  型面检测:模具的型面也根基没有衡量查验。洪量的型面检测,如测拉延圆角,拉延筋的厘正量,曲面的光顺度等要紧是为了模面安排堆集履历,而不是为了查验模具质料是否及格。

  模具是单件坐褥,保障质料是一件额外疾苦的事,邦内的模具厂多数装备洪量的专职工序质检职员,这首要影响坐褥效用,但质料把闭结果还不佳。丰田是怎样做的呢?

  咱们应该领悟到区别的坐褥工艺流程确定了图纸的外达花样。古板的模具总装图加零件图的花样,顺应的詈骂框架布局的模具坐褥。采用大型数控铣加工自此,模具总成图成为更好的花样。正在周到行使cad安排之后,假如坐褥格式没变,那么二维安排和总图安排也不会变,只是把图板换成了屏幕和键盘。我公司正在97年曾一度改二维安排为三维实体安排,然而结果并欠好,安排效用下降、坐褥上也没有得众少实惠。

  丰田正在cad三维实体安排与创修慎密相配合方面为咱们供应了斗劲得胜的履历。

  抬高资料应用率:关于巨额量汽车坐褥来说,抬高板料的应用率是模具安排的第一大事。只须把资料应用率抬高几个百分点,模具的本钱就可乎略不计了。假如一套模具40万黎民币,只相当于100吨钢板的代价,以寿命50万件揣度,均匀每件节减0.2kg钢板,就足可节减出这套模具用度了。

  实体安排中的删繁就简:实体安排直接面向创修,它所安排的繁简因加工须要而定,齐备不必商讨人的看图习性。譬喻:铸件的倒角,正在加工中凹角靠刀具已毕,凸角靠人工修整,以是,安排中就不必做了;又如:圭臬件,齐备是采购件,正在安排中也能够造成示意性的单纯几何体等等。另有很众安排职责,实质上是靠后序的工艺外率已毕的,如螺钉孔地方,镶块体式等。因加工须要而安排是最经济的安排。

  同时正在凹角清根、凸圆角加工到位、负责模具配合的不等距间隙、最大能够的缩小符型面方面都要加工到位,以达成模面的紧密加工。

  除去二维图纸:尺寸标注大约占画图职责量的40%,丰田不绘制古板意思上的二维图纸,也就齐备省去了这一部门的职责量。取而代之的是按照各工序须要,给出务必的三维立体简图,和标注需要尺寸的平面简图。假如从三维安排起程,最终得二维图的结果,那把一个三维实体蜕变成适合人看图习性的二维图,将詈骂常费时、费事的,安排出的实体变得毫无价格,这明白违背了实体安排的初志,丰田的得胜之处即是没有这么做。

  丰田的拉延模资料要紧采用球墨铸铁而不是目前邦内时髦的合金铸铁。球墨铸铁焊接职能、可加工职能好、耐磨职能和外外淬火硬度都斗劲理思,而本钱比合金铸铁要低得众了。修边刃口资料,选用型材镶块而不是符型的铸钢,要紧是由于铸钢本钱要高得众。最值得防备的是,丰田现曾经洪量采用基体与刃口一体化的奇特铸铁资料作修边模,使模具的机加工本钱大为下降。请防备这里的刃口既不堆焊,也不是钢材,铸铁完全刃口只经外外火焰淬火,直接用于几十万次寿命的薄板料修边模。并且这种铸件的本钱还不高。

  模具构制面即是模具型面以外的机加工面,如:导向面、镶块安设面、螺钉孔、其他需加工面等等。这些正在丰田也都是靠编程,数控加工出来的。实体安排为模具的构制面数控编程加工带来了能够。构制面加工编程化,能够大大抬高机加工效用,节减现场的人工操作失误,抬高加工的主动化水平。当然要做到这一点,除实体安排以外,还要作很众职责,如:主动对刀、刀具统治、加工参数、编程履历等等,这方面咱们与丰田的差异就更大,没有这些根柢,构制面的编程加工是不行够的。

  一体化加工核心是目前正正在进展的最新技艺,它的甜头是,集各式机床甜头之大成,除底面加工以外,一次装卡,粗、精、卧,高功率、高精度、高速面面俱到,十八班技艺样样精明,加工效用很高。弊端是机床本钱很高,须要处境恳求也很高,用它来粗活、重活一块干时是不是很经济呢?还不得而知。但,无疑这是一个很理思主义的技艺,代外着数控加工技艺的进展,应惹起咱们的防备。

  履历堆集机制是丰田或许连接抬高模面紧密安排的要紧方式。譬喻:模具加工已毕之后,大凡模具型面不消研合,刃口不必对间隙,钳工只担负安设,正在初度试模时也不行马虎修调模具,调试模具有模面安排职员正在场,初度试模缺陷须要纪录下来。末了的息整结果,象拉延筋、拉延圆角蜕变、对称件的错误称景象等,还要实行现场衡量。这些原料的堆集、整顿、领会、存档,都是模面安排的履历堆集,并随时列入到下一次的安排中去。

  丰田的模具安排和调试经过,真正做到了是一个闭环创修编制,借助于这种自我圆满的履历堆集机制,模具的安排越来越紧密,越来越正确。

  间隙图自己正在以前还没有眼光过,这能够是丰田的一种制造。模具的安排不是简单为了安排出一种呆板,或许已毕它必定的手脚就完了(这只可叫作布局安排),模具安排的最终目标是为了保障它所压出的产物件是及格的高质料的,间隙图即是如许一种专为保障产物件质料的图。思学UG编程能够正在能够助助你,质料保障图中,要紧蕴涵如许几项实质:模具实质符型面区域、各个符型区域的间隙值、工艺恳求的模面蜕化景况、拉延圆角的蜕化、各式模面的挖空等等。大凡无法通过曲面制型达成的模面安排,都通过间隙图的转达,依赖nc编程的安排来达成,正在这里nc编程也不再是简单的达成模具布局的加工,它实质上也加入到模面安排中来了。以是,间隙图的行使也是紧密模面安排的一种肯定。

  搭积木和编辑式安排:三维实体安排采用搭积木式安排,依赖三维圭臬件和模范布局库,使模具布局极大的圭臬化,变二维画图构想为三维立体安放。同时洪量借用已有的犹如模具布局,颠末单纯编辑、修削,已毕新模安排。这对安排者来说,是见解上的一场革命,假如还因循守旧,先画平面图再天生立体型,那三维安排的上风就成了职掌,效用太低了。

  自己以为,丰田的车型开拓量很大,车型之间蜕化不大、近似件良众,又堆集了丰裕的人的履历,板料成型领会确适用武之地不众,竖立一个领会结果库是一个好形式(日本富士模具公司也是这么做的)。反观邦内近况,一方面模具厂专业分工很低,各式件城市遭遇,难有现成履历,彷佛更须要板料成型技艺。另一方面,技艺程度低维持处境差(如:板料参数、摩擦系数等难操纵),模具厂行使起来,要到达适用(不讲结果、不计价值的探讨不算)也詈骂常疾苦的。假使是建立专业领会公司,商讨用户数目、周期、代价等身分,可能也曲高和寡。目前,这项技艺正在邦内的实质行使结果还难有定论。

  咱们举个例子,拉延模子面的光洁度一向是咱们夸大的质料圭臬,过去为到达这一点要紧是靠钳工推磨。为节减或不推磨,就要节减铣削刀痕余量,有人主睹采用笔直型面加工的五轴铣床,也有采用数控型面磨。这些丰田也都采用过,但履行说明,五轴机床本钱高、效用低,编程很是疾苦,结果也很是不睬思。末了,丰田采用高速、小移行的三轴铣削加工格式,获得高精度型面,把圆角人工推磨,而其他型面爽性不修磨,模面带刀痕拉延。

  实体安排的第一个用处,即是铸件泡沫实型齐备采用数控加工。丰田的实型模是用一整块矩形泡沫数控加工出来的。实型的数控化加工坐褥,即是通过对实体模子的工艺编辑(如:加工面贴加工余量,模子分层编辑等),再颠末数控编程,泡沫毛坯下料,数控加工,人工粘接和修整等几道工序已毕的。正在丰田,实型的坐褥员工,已齐备从手工创制蜕变到洪量的数控编程上来了,现场的单纯人工粘接和修整职责,由一时工所充任。实型的数控化坐褥直接得利于实体安排,而又抬高了铸件的精度,为后序的紧密加工带来极大的上风。

  通过对丰田的清楚咱们能够看到,天下汽车模具创修技艺正正在向这些倾向进展:揣度机前的操作渐渐替代现场操作,以高精度加工替代人的手工劳动,模具的安排、创修高度圭臬化,单件坐褥格式向流水线式坐褥格式进展等等。联络咱们邦内的模具创修景况,丰田正在以下少许地方与咱们有很大的区别,值得咱们很好的模仿。

  正在丰田,模面安排实质上是由曲面制型和nc编程两部门合伙已毕的,为了转达和描绘模面安排思思,就形成了除dl图、模具图以外的第三种图---间隙图也叫质料保障图。

  丰田的拉延模子面的外外管制,恳求较高的采用电镀,其它模,翻边、修边刃口镶块根基上采用火焰淬火。日本目前没有采用离子渗氮技艺,据丰田人讲,也有试用的商讨。对厚板料长命命的刃口资料,丰田采工具有己方专利的奇特钢材,也是火焰淬火。而先加工成型,后完全淬火的形式,因为淬火带来的变形只可靠人工修整,正在丰田没有睹到运用。

  结果说明,固然模面讲不上光洁度(还带刀痕呢),但假使是外外质料恳求很高的轿车外板件,除制件内外外有少许拉痕外,对有效的制件外观面没有任何不良影响,即是须要电镀的那些模面,也同样是带刀痕电镀。听说德邦和美邦有些汽车模具厂也早已排除了型面推磨。这对那些寻找模具外外光洁度的人来说,真是运气开了一个大玩乐。同样,对型面凹角采用清亏,立面加工采用30度头防让刀,用不等间隙负责制件成型压力等等各式形式,现正在凸凹模的配合精度,使研合和钳修失落意思。

  丰田公司从5-6年前,劈头行使有限元法做揣度机模仿板料成型领会,要紧行使的解算软件为美邦的dyna3d,他们颠末了近三年的戮力才到达适用程度。目前,丰田竖立了一个整车身各式模范件的领会结果库。对一个新车型的件,假如成型性没有太大的蜕化,只是参考原工艺不做领会,唯有奇特的新制型才做板料成型领会。丰田的新车要做样车,对制型奇特的件除了做板料成型领会外大凡还要做容易模实行验证。以是,丰田人以为目前板料成型领会还不是一件必要的、单纯的事,无论是周期仍旧本钱都有很大价值。

  丰田通过高精度加工,使模具精度到达了模面的少钳工、无钳工化的倾向。丰田的圭臬预备中,由机加工已毕之后到第一次试模之间,唯有七个钳工职责日,它根基是钳工安装年光,而没有钳工修磨工时。正在丰田,模具已经加工已毕,根基上不消修圆角、不消开间隙、不消修清根,错误刃口,不研合,乃至拉延模的型面都不消去刀痕、不推磨,独一的钳修即是用油石推磨拉延凸圆角和压料拉延面。并且第一次试模,无须修模的试压制件及格率都到达80%以上。假如不是亲眼所睹难以让人置信,这即是紧密模面安排和高精度加工的威力。

  咱们常说的模具安排实质上分为三个部门:冲压工艺安排、模面安排和布局安排。这三种安排的实质和侧要点是齐备区别的,丰田的职责流程为先有冲压工艺安排然后领导模面安排和模具布局安排,永别由区别的人来做,专业分工很显然。古板的冲压工艺安排采用工序图或是dl图,它的模面安排詈骂常约略的,以如许的图纸领导下的工艺制型,务必正在后序靠人工修整、创修工艺祢补,形成模具创修的人工钳修量很大、周期拉长。

  丰田的安排部分除手工勾勒草图以外,安排已整个揣度机化,大凡安排职员除一台职责站外另有一台条记本电脑。但,真正制造性的安排仍旧靠人脑,稀少是靠人的履历堆集。丰田稀少夸大履历堆集机制:唯有整体的履历不行有只属于一面的履历,譬喻:原料的团结统治,草图安排的小组商讨,图纸的众部分整体审核,安排圭臬、外率的时常性增改等等。

  工序查验:丰田人以为产物的质料正在泉源,安排、工艺、编程、机床、刀具才是质料真正的保障,质料是坐褥出来的而不是搜检出来的,以是,模具各序之间没有专职查验,唯有自检和互检,质料的把闭靠得是每一个坐褥者。

  通过上文,咱们只是把正在丰田公司所看到的少许印象长远的、与邦内比照性斗劲强的东西单纯摆列正在一块,并不周到也不细巧,祈望这些资料能给同行以研究。返回搜狐,查看更众

  前几年咱们看到繁华邦度的汽车模具行业彷佛正在萎缩。由于,当时以为模具坐褥离不开人的手工劳动,繁华邦度具有工资本钱高、没有人准许干这一行等身分,模具行业大有向第三天下搬动的趋向。通过丰田的进展,咱们有了少许新的领悟,模具坐褥越来越依赖高科技,齐备能够把人工劳动降到很低,汽车对模具坐褥的需求最主要的是高质料和短周期,正在大周围汽车坐褥中,模具自己的本钱远远不如模具的运用本钱更主要。

  素来咱们以为,模具这种单件坐褥、型面繁杂的产物,分开手工是不行够的,而丰田提出要埋没钳工。埋没钳工是一种倾向,要紧是指极大节减或齐备避免修磨和调治钳工(安装钳工仍旧要的)。正如咱们正在前面所先容的,目前丰田的这一倾向已根基达成,除修磨拉延面和拉延凸圆角外,推磨、修模和调配钳修,已大部门属于分外或祢补安排、创修的缺陷,不再是一件需要的平宁常的职责。

  比照之下,邦内的模具安排还逗留正在布局安排阶段,模面安排没有受到很好的偏重,模面实质上是靠后天已毕,模具安排的掉队形成了创修的掉队,也就绝不奇异了。