丰田汽车模具制造技术

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模具的CAD／CAE／CAM技术

多学术机构和公司对锻模CAD/CAE/CAM技术进行了广泛的研究，在锻造工艺过程设计、锻模结构设计和金属流动模拟等方面均取得了显著的成绩。轴对称锻件约占锻件总数的30百分之百左右，加上轴对称锻件几何样式简单，易于描画和定义，所以开发锻模 CAD/ CAM系统时国内外大多数机构和人都是从轴对称锻模开始。轴对称锻模CAD/ CAM系统的主要组成局部包括锻件设计、模锻工艺设计、锻模结构设计和NC编程。锻件设计指的是设计冷锻件图和热锻件图，包括选拔分模面、补充机加工余量、添加圆角和拔模斜度等。模锻工艺设计决定是不承采用预成形工序、怎样采用预成形工序以及如何选拔锻压设备的吨位。另一类广泛应用的锻件是长轴类锻件，其成形工序设计和模具结构设计远比轴对称锻模复杂，因此开发长轴类锻模的CAD/CAM系统的难度更大、通用性也低，目前在众多通用商品化
构关联等显著特色，已在2003年作为商品化产品投入巿场。我国从上一百年90时期开始，华中科技大学、上海交通大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模 CAD/CAM系统的研究和开发。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在AutoCAD软件平台上开发出基于特徵的级进模CAD/CAM系统HMJC，包括钣金零件特徵造型、基于特徵的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割半半自动编程五个模块。上海交通大学为瑞士法因托（Finetool）精冲公司开发成功非常准确冲裁级进模CAD/CAM系统。西安交通大学开发出多工位弯曲级进模CAD系统等。近年来，国内一点儿软件公司也竞相加入了级进模CAD/CAM系统的开发行列，如深圳雅明软件制作室开发的级进模系统CmCAD、富士康公司开发的用于单冲模与复合模的CAD系统Fox
欠形成的影响都是不行不看得起的。铸件充模过程的模拟技术始于上一百年80时期，它以计算流身板子的力气学的理论和方法为基础，经历十余载，从二维简单样式开始，逐步深化和扩展，现已成功实现了三维复杂样式铸件的充模过程模拟，并能将流动和热传导过程相耦合。目前国外已有一批商品化的三维铸造过程模拟软件，如日本的SOLIDIA 、英国的SOLSTAR、法国的SIMULOR、瑞典的NOVACAST、德国的MAGMA和美国的 AFSOLID、PROCAST等。国内也有清华大学的铸造之星、华中科技大学的华铸CAE等。这些铸造模CAE软件已覆盖铸钢、铸铁、铸铝和铸铜等各类铸件，大到数百吨，小至几千克，无论是在消除缩孔和缩松，还是在优化浇冒口设计，改进浮渣夹渣等方面都发挥了显著的作用。跟着陪着着CAE技术在铸造领域的成功应用，铸造工艺及模具结构 CAD的研究

FDM(熔融沉积制造)资料讲解

（2）FDM在美国快速原型制造公司的应用
从事模型制造的美国Rapid Models & Prototypes公司采用FDM工艺为生产厂商Laramie Toys制作了玩具水枪模型，如图所示。借助FDM工艺制作该玩具水枪模型，通过将多个零件一体制作，减少了传统制作方式制作模型的部件数量，避免了焊接与螺纹连接等组装环节，显著提高了模型制作的效率。
（4）FDM在福特公司的应用
福特公司常年需要部件的衬板，当部件从一厂到另一厂的运输过程中，衬板用于支撑、缓冲和防护。衬板的前表面根据部件的几何形状而改变。福特公司一年间要采用一系列的衬板，一般地，每种衬板改型要花费成千万美元和12 周时间制作必需的模具。新衬板的注塑消失模被联合公司选作生产部件后，部件的蜡靠模采用FDM制作，制作周期仅3天。其间，必须小心的检验蜡靠模的尺寸，测出模具收缩趋向。紧接着从铸造石蜡模翻出A2钢模，该处理过程将花费一周时间。模具接着车削外表面，划上修改线和水平线以便机械加工。
熔融沉积快速成型工艺
熔融沉积快速成型（Fused Deposition Modeling，简称FDM）是继光固化快速成型和叠层实体快速成型工艺后的另一种应用比较广泛的快速成型工艺。该工艺方法以美国Stratasys公司开发的FDM制造系统应用最为广泛。该公司自1993年开发出第一台FDM1650机型后，先后推出了FDM2000、 FDM3000、FDM8000及1998年推出的引人注目的FDM Quantum机型，FDM Quantum机型的最大造型体积达到600mm×500mm×600mm。国内的清华大学与北京殷华公司也较早地进行了FDM工艺商品化系统的研制工作，并推出熔融挤压制造设备MEM 250等。
一、熔融沉积工艺的基本原理

丰田生产方式的24个基本概念

1.丰田生产方式对丰田生产方式加以剖析，首先是“丰田式制造方法”。

首要的是在生产现场建立流水作业线。

它不像过去那样，把车床和车床、铣床和铣床，都集中在一起，而是按照工艺工序，把车床、铣床和钻床等一台一台地布置起来。

按照这种排列，从过去一人管一台机器过渡到一人管多台机器。

准确地说是一人管数道工序，以提高生产效率。

其次就是“看板”方式。

它是为了实现“丰田式制造方法”的非常及时生产而采取的一种手段。

为了在需要的时间只得到需要的数量和需要的物品，“看板”作为取件指令和搬运指令以及在生产时的作业信息而有效地发挥作用。

2.准时化如果能做到在需要的时间、按需要的数量取得需要的物品，就能够消除生产现场中的无效劳动和浪费，以及改善生产不均衡化的状态和管理不到位的现象，从而提高效率。

准时化是丰田汽车工业公司的创业人丰田喜一郎先生创造的。

他的继承者们发展了这种思想，总结为生产体系。

不仅要适时，而且要适量，这是关键的关键。

“准时化”和“自働化”思想构成了丰田生产方式的两大支柱。

3.自働化在丰田生产方式中，始终强调必须是带人字旁的“自働化”。

所谓“自働化”，是将人的智慧赋予机器的意思。

“自働化”这种思想的发端是从丰田公司的开山鼻祖-丰田佐吉先生的自动纺织机开始的。

丰田式自动纺织机在经纱断了或纬纱没有了的时候，机器立即停车，这是通过装有使机器能判断工作状态好坏的装置实现的。

丰田公司不仅把这种想法用于机器，而且也扩大到流水线上的操作者。

这就是说，如果发生异常，操作者可以把整个流水线停车。

“自働化”的优点是，能够防止生产次品，制止过量制造。

此外，还能自动控制生产现场发生的异常现象。

4.目视化管理在“自働化”的含义中，包含有这样一种意思，即如果发生异常现象，生产线和机床就立即停车。

这种考虑的基础来源于非常清楚地知道何处正常，何处不正常。

从质量上来说，就是要使存在问题表面化；从数量上来说，计划的进度要适宜。

这一切都应当做到用眼睛一看就立即明了的程度。

丰田汽车零部件开发流程

丰田汽车零部件开发流程丰田汽车作为世界知名的汽车制造商，其零部件开发流程经过多年的实践和不断的改进，已经形成了一套系统化的流程。

下面是丰田汽车零部件开发流程的相关参考内容。

1. 确定需求：在开发一款新的零部件之前，首先需要明确该零部件的需求。

需求确定的过程中，通常需要考虑市场需求、工程技术需求和法规要求等因素。

此外，还需要与其他相关部门和团队进行沟通，以确保需求的准确性和合理性。

2. 概念设计：在需求确定之后，进行概念设计的阶段。

在这个阶段，设计师将根据需求和市场情况，制定初步的设计方案。

概念设计包括设计构思、创新点、材料选择和外观形态等。

此阶段需要进行大量的研究和讨论，以确保设计方案的可行性和优越性。

3. 详细设计：在概念设计确定之后，进入详细设计阶段。

详细设计是将概念设计转化为具体的零部件产品的过程。

在这个阶段，需要深入考虑零部件的结构设计、尺寸、材料、工艺等方面的内容。

此外，还需要制定详细的设计规范和标准，以确保零部件的质量和性能。

4. 验证测试：在设计完成之后，需要对零部件进行验证和测试。

验证测试的目的是检测零部件是否符合设计要求，是否满足市场需求和法规要求。

验证测试的项目通常包括性能测试、可靠性测试、安全性测试等。

通过验证测试，可以及时发现问题并进行改进。

5. 生产制造：在通过验证测试之后，可以进入生产制造的阶段。

生产制造包括选材、零部件加工、装配等过程。

为了确保生产质量，丰田汽车非常注重生产过程的控制和管理。

丰田汽车引入了精益生产和质量管理等方法，通过不断改进生产过程，提高产品质量和生产效率。

6. 质量监控：在生产过程中，需要进行质量监控来确保产品质量。

质量监控包括品质管理、质量检测和质量控制等方面的内容。

丰田汽车采用了先进的质量管理方法，如SPC（统计过程控制）、FMEA（失效模式与影响分析）等，通过监控过程数据和及时反馈，确保产品质量符合标准。

7. 更新改进：在产品上市之后，丰田汽车还会根据用户反馈和市场变化等因素，及时进行更新和改进。

Autoform R7汽车热冲压成形的技术解析

Autoform R7热成型
所谓的硼钢，是指汽车上的热成型钢，因为在这种钢材中加入了硼元素，所以又称作硼钢。是指将钢板经过950°C的高温加热之后一次成形，然后又迅速冷却，全面提升了钢板强度，经过这样处理的钢材称之为热成型钢。
热成型钢具有极高的材料强度和机械安全性。一般的高强度钢板的抗拉强度在 400-450MPa左右，而热成形钢抗拉强度高达1300-1600 MPa，屈服度达1000Mpa 之上，每平方厘米能承受10吨以上的压力，为普通钢材的3-4倍，其硬度仅次于陶瓷，但又具有钢材的韧性。把这种材料用在车身上，在车身重量几乎没有太大变化情况下，承受力提高了30%，使汽车的车身强度更好。
3.转移：
指的是将加热后的钢板从加热炉中取出放进热成形模具中去。在这一道工序中，必须保证钢板被尽可能快地转移到模具中，一方面是为了防止高温下的钢板氧化，另一方面是为了确保钢板在成形时仍然处在较高的温度下，以具有良好的塑性。
4.冲压和淬火：
在将钢板放进模具之后，要立即对钢板进行冲压成形，以免温度下降过多影响钢板的成形性能。成形以后模具要合模保压一段时间，一方面是为了控制零件的形状，另一方面是利用模具中设置的冷却装置对钢板进行淬火，使零件形成均匀的马氏体组织，获得良好的尺寸精度和机械性能。研究表明，就目前常用的热冲压钢材而言，实现奥氏体向马氏体转变的最小冷却速率为27~30℃/s，因此要保证模具对板料的冷却速度大于此临界值。
热成型软区零件可使需要高强度部位抗拉、屈服强度等机械性能显著提高，达到可以承受更大的撞击力的效果,同时也可使需要低强度部位拥有较低抗拉、屈服强度，在碰撞时达到吸能和溃缩的作用，两者方式的结合能够有效地提高汽车的碰撞安全性能,实现汽车轻量化。实现同一个热成型零件在不同区域有不同的机械性能，优化零件在整车碰撞试验中的性能表现。

FDM(熔融沉积制造)

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精车品灯课件-1
车灯-2
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精车品课灯件-3
精车品灯课件-4
缺点
成型件的表面有较明显的条纹。
沿成型轴垂直方向的强度比较弱。
需要设计与制作支撑结构。
需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长。
原材料价格昂贵。
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三、熔融沉积工艺成形过程影响因素分析材料性能的影响喷头温度和成形室温度的影响挤出速度的影响填充速度与挤出速度交互的影响分层厚度的影响成形时间的影响扫描方式的影响
该模具在模具后部设计成中空区，以减少用钢量，中空区填入化学粘结瓷。仅花5周时间和一半的原来成本，而且制作的模具至少可生产30000套衬板。
采用FDM工艺后，福特汽车公司大大缩短了运输部件衬板的制作周期，并显著降低了制作成本。
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（5）FDM在韩国现代公司的应用
韩国现代汽车公司采用了美国Stratasys公司的FDM快速原型系统，用于检验设计、空气动力评估和功能测试。FDM系统在启亚的Spectra车型设计上得到了成功的应用，现代汽车公司自动技术部的首席工程师Tae Sun Byun说：空间的精确和稳定对设计检验来说是至关重要的，采用ABS工程塑料的FDM Maxum系统满足了两者的要求，在1382mm的长度上，其最大误差只有0.75mm。

汽车模具加工解决方案

汽车模具加工解决方案一、引言汽车模具加工是指根据汽车零部件的设计要求，通过模具制造工艺，将金属材料加工成具有特定形状和尺寸的零部件。

汽车模具加工是汽车制造过程中的重要环节，直接影响汽车零部件的质量和生产效率。

本文将详细介绍汽车模具加工的解决方案，包括模具设计、材料选择、加工工艺等方面的内容。

二、模具设计1. 模具结构设计模具结构设计是汽车模具加工的关键环节之一。

根据汽车零部件的形状和尺寸要求，合理设计模具的结构，确保模具能够精确加工出符合要求的零部件。

模具结构设计应考虑以下几个方面：（1）模具类型：根据零部件的形状和加工要求，选择合适的模具类型，如冲压模具、注塑模具等。

（2）模具材料：选择适合的模具材料，具有良好的刚性和耐磨性，以确保模具寿命和加工精度。

（3）模具分型：合理设计模具的分型面和分型线，以便于模具的装卸和零部件的脱模。

（4）模具导向：设计合理的导向装置，确保模具在加工过程中的稳定性和精度。

2. 模具零部件设计模具零部件设计是模具加工的重要部分，其中包括模具底板、模具腔、模具芯等。

在设计模具零部件时，应注意以下几点：（1）模具底板：选择合适的材料和加工工艺，确保模具底板的刚性和稳定性。

（2）模具腔：根据零部件的形状要求，设计模具腔的结构和尺寸，确保零部件加工的精度和质量。

（3）模具芯：设计合理的模具芯结构，以确保零部件的内部形状和尺寸的加工精度。

三、材料选择1. 模具材料模具材料的选择直接影响着模具的寿命和加工质量。

常见的模具材料有工具钢、硬质合金等。

选择合适的模具材料时，应考虑以下几个因素：（1）耐磨性：模具材料应具有良好的耐磨性，能够承受长时间的高强度加工。

（2）刚性：模具材料应具有足够的刚性，以确保模具在加工过程中的稳定性和精度。

（3）热稳定性：模具材料应具有良好的热稳定性，能够在高温环境下保持稳定的尺寸和形状。

2. 零部件材料零部件材料的选择也是汽车模具加工中的重要环节。

根据零部件的功能和要求，选择合适的材料，确保零部件的质量和性能。

丰田模式之生产准备流程(3P)

丰田模式之生产准备流程（3P）蓝草咨询的目标：为您提升工作业绩优异而努力，为您明天事业腾飞以蓄能！蓝草咨询的老师：都有多年实战经验，拒绝传统的说教，以案例分析，讲故事为核心，化繁为简，互动体验场景，把学员当成真诚的朋友！蓝草咨询的课程：以满足初级、中级、中高级的学员的个性化培训为出发点，通过学习达成不仅当前岗位知识与技能，同时为晋升岗位所需知识与技能做准备。

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课程背景简介：对于企业入职3-5年的制造、工艺、设备、质量、采购工程师甚至部分资深工程师对新产品导入流程中从产品开发到量产阶段的各个详细步骤及流程中的任务及目标，并非完整了解，从而导致新产品导入速度较慢；一些开发/导入过程中的关键步骤未考虑，导致新产品不能如期量产，甚至开发过程中出现关键质量问题，从而延长了新产品从导入到量产的周期。

本培训阐明了什么是生产准备流程，为何要做生产准备流程及如何做生产准备流程。

快速成型之FDM应用及实例

熔融挤出成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PC、尼龙等，以丝状供料。

材料在喷头内被加热熔化。

喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。

每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。

随着高度的增加，层片轮廓的面积和形状都会发生变化，当形状发生较大的变化时，上层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用，这就需要设计一些辅助结构－“支撑”，对后续层提供定位和支撑，以保证成形过程的顺利实现。

快速模具制造（Rapid Tooling，RT）是快速成型技术的重要应用方向。

RT可分为直接法和间接法两种。

快速成型能容易地直接得到立体实物的特点使得一步成型模具的直接法更为现实，基于SLS工艺的RT技术已经可以一步到位地得到所设计的模具。

间接法则利用快速成型系统制造出母模，再用传统方法通过一次或多次翻模来得到最终的模具。

FDM在快速经济制模领域中可用间接法得到注塑模和铸造模。

首先用FDM制造母模，然后浇注硅橡胶、环氧树脂、聚氨酯等材料或低熔点合金材料，固化后取出母模即可得到软性的注塑模或低熔点合金铸模。

这种模具的寿命通常只有数件至数百件。

如果利用母模或这种模具浇注（涂覆）石膏、陶瓷、金属构成硬模具，其寿命可达数千件。

用铸造石蜡为原料，可直接得到用于熔模铸造的母模。

日本丰田公司利用FDM技术在汽车设计制造中获得了巨大收益。

Avalon汽车是丰田公司应用FDM工艺重新设计的第一个项目计划。

由于是首次应用，计划用FDM制造的零件只有35种。

FDM制造出的Avalon原型零件使设计者捕捉到了不少缺陷，例如通过对后视镜原型件的分析，发现如果采用原来的设计，零件与模具将很难分离，于是做了相应的改动，节省了后期更改所需的大量费用。

Avalon汽车的左侧后视镜是用最终使用的材料制成的，用来做振动试验，右侧后视镜则用FDM完成，仅此一项就为丰田公司节省了20万美元。

丰田汽车的工艺过程

丰田汽车的工艺过程
丰田汽车的工艺过程主要分为以下几个步骤：
1. 设计：丰田汽车的工艺过程始于设计阶段。

丰田汽车根据市场需求和顾客反馈，进行产品设计。

这涉及到车辆外观设计、车内布局、机械结构等，以确保车辆具有符合市场需求的外观和功能。

2. 零部件生产：丰田汽车的零部件生产通常包括金属压铸、铸造、机加工、注塑等工艺。

丰田汽车通过自己的工厂或与供应商合作，生产和采购所需的零部件。

3. 车身焊接和涂装：在丰田汽车的生产线上，车身焊接是一个关键的工艺步骤。

丰田汽车采用现代化的焊接技术，将车身零部件焊接在一起，形成车身结构。

然后，在涂装车间中，丰田汽车进行底漆、面漆和清漆的涂装，以保护车身免受腐蚀和环境影响。

4. 装配：装配是丰田汽车生产的另一个重要步骤。

在装配线上，丰田汽车的工人将车身结构与发动机、底盘、内饰等零部件进行组装，形成完整的汽车。

5. 测试和质量控制：丰田汽车在生产过程中进行多个环节的测试和质量控制，以确保每辆汽车的质量和性能符合标准。

这些测试包括性能测试、安全测试、可靠性测试等。

6. 最后检验和交付：在丰田汽车生产流程的最后阶段，每辆汽车都经过最终检验，以确认其质量和功能。

然后，汽车准备交付给经销商或顾客。

丰田汽车的工艺过程通过高度自动化和精益生产原则，确保了高质量的汽车生产，并且具有较高的效率和灵活性。

丰田汽车不断改进和优化工艺过程，以提高生产效率和降低成本，同时保证产品质量和顾客满意度。

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丰田汽车模具制造技术一、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。

1、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制件的类型来划分的：部门职责人员一室车身周边件模具设计（车门、机盖、后行李厢盖）约70 人二室主车身件模具设计（侧围、翼子板、顶盖等）约75 人三室底板、梁架件模具设计（地板、发动机舱等）约30 人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:a．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。

b．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。

c.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，但它并不是什么模具都干。

比如，整车所有件的冲压工艺和模具的整车协调，都由他自己负责，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。

2、模具制造部（ST部）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。

ST部构成：科室责任人员技术室生产技术开发、生产计划生产准备、设备计划89 人NC课NC编程、检杳175人实型课验具、实型制造142人机械课机械加工173人钳工课钳工、装配237人调试课试模、调试204人总共:1020人主要数控加工设备：构造面加工数控铣床39台型面加工高速、五轴五面铣15台新型一体化加工设备6台其他小件加工设备31台3、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/人。

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。

3、丰田一般模具制造周期丰田把模具的制造计划形成了标准化，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:冲压工艺模具设计模面设计NC编程实型制作铸造机加工钳工装配单套拉延模总周期62天，其中制造周期52天20天20天8天15天7天12天9天7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。

二、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。

1、冲压工艺设计a、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。

b、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dyn a3d，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，恐怕也难成立。

目前，这项技术在国内的实际应用效果还难有定论。

C、模面设计经验积累机制d、间隙图设计在丰田，模面设计实际上是由曲面造型和NC编程两部分共同完成的，为了传达和描述模面设计思想，就产生了除DL图、模具图之外的第三种图---间隙图也叫质量保证图。

间隙图本人在以前还没有见识过，这可能是丰田的一种创造。

模具的设计不是单纯为了设计出一种机器，能够完成它一定的动作就完了（这只能叫作结构设计），模具设计的最终目的是为了保证它所压出的产品件是合格的高质量的，间隙图就是这样一种专为保证产品件质量的图。

质量保证图中，主要包括这样几项内容：模具实际符型面区域、各个符型区域的间隙值、工艺要求的模面变化情况、拉延圆角的变化、各种模面的挖空等等。

凡是无法通过曲面造型实现的模面设计，都通过间隙图的传达，依靠NC编程的设计来实现，在这里NC编程也不再是单纯的实现模具结构的加工，它实际上也参与到模面设计中来了。

因此，间隙图的应用也是精细模面设计的一种必然。

e、大规模生产对模具的影响丰田的生产规模是世界一流的，它在模具设计如何适应大规模生产的要求方面具有丰富的经验。

提高材料利用率：对于大批量汽车生产来说，提高板料的利用率是模具设计的第一大事。

只要把材料利用率提高几个百分点，模具的成本就可乎略不计了。

如果一套模具40万人民币，只相当于100吨钢板的价格，以寿命50万件计算，平均每件节约0.2Kg钢板，就足可节约出这套模具费用了。

减少冲压工序：模具设计的趋势是，零件的合并，左右对称件合模，前后顺序件合模等等，原来几个件合成一个件，不同的件合在一套模，模具越来越大，单件工序大大减少，整车模具数量越来越少，这对降低冲压的成本起关键作用。

例如：丰田把整车制件的模具系数，由过去的3点几降到2左右。

冲压自动化：为适应冲压线完全自动化，模具必须考虑机械手上下料，废料的自动排出，气动、自动和传感装置普遍采用等等。

模具的快速装换：冲压线的换模时间，也成为一个模具设计必须考虑的问题。

女口: 拉延模完全以单动代替双动，模具自动卡紧，换模不换气顶杆等等。

2、模具结构的设计和加工设计有两种目的：一个是面向设计本身，一个是面向制造。

设计者在画图过程中逐步完善自己的设计思路，图画完了，自己也清楚了，因此图纸首先要设计者自己看得方便，并使设计的工作效率高。

另一方面，设计要面向制造，以提高生产效率为最终目的。

我们应当认识到不同的生产工艺流程决定了图纸的表达形式。

传统的模具总装图加零件图的形式，适应的是非框架结构的模具生产。

采用大型数控铣加工以后，模具总成图成为更好的形式。

在全面应用CAD S计之后，如果生产方式没变，那么二维设计和总图设计也不会变，只是把图板换成了屏幕和键盘。

我公司在97年曾一度改二维设计为三维实体设计，然而效果并不好，设计效率降低、生产上也没有得多少实惠。

丰田在CADE维实体设计与制造紧密相配合方面为我们提供了比较成功的经验。

a、实体设计丰田的模具设计已全部采用三维实体设计，应用的软件为enginner。

模面设计与结构设计的分开：丰田把模具结构设计与模面设计完全分开的，前者是实体设计，后者仍然是曲面设计。

在结构设计中模面部分只是示意性的，可用于实型加工，不能用于模具加工。

这种分工大大简化了模具实体设计，这种简化对三维实体设计的成败很重要。

取消二维图纸：尺寸标注大约占绘图工作量的40%丰田不绘制传统意义上的二维图纸，也就完全省去了这一部分的工作量。