日本的制造術(shù)，一個經(jīng)濟界和汽車界流傳了經(jīng)久的神話，豐田，相信大家都很熟悉，其模具設(shè)計和制造技術(shù)達到了世界一流的水平，在管理和技術(shù)方面都有獨到之處。世界汽車模具制造技術(shù)正在向這些方向發(fā)展：計算機前的操作逐步代替現(xiàn)場操作，以高精度加工代替人的手工勞動，模具的設(shè)計、制造高度標準化，單件生產(chǎn)方式向流水線式生產(chǎn)方式發(fā)展等等。

模具設(shè)計實際上分為三個部分：沖壓工藝設(shè)計、模面設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)合我們國內(nèi)的模具制造情況，豐田在以下一些地方與我們有很大的不同，值得我們很好的借鑒。

在沖壓工藝設(shè)計環(huán)節(jié)看豐田是如何與眾不同的：

1、精細模面設(shè)計：豐田在設(shè)計階段通過計算機的曲面造型，完成模面的精細設(shè)計。比如：針對進料量不同設(shè)計各種拉延筋，同一套模不同部位的拉延筋截面不同，防回彈、過拉延處理，最小壓料面設(shè)計，凸凹模不等間隙設(shè)計等等。精細模面設(shè)計的結(jié)果，可以極大的減少型面加工，減少鉗修，減少試模工時，它的作用非同小可。對比之下，國內(nèi)的模具設(shè)計還停留在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，模具設(shè)計的落后造成了制造的落后。

2、板料成型分析技術(shù)應(yīng)用：豐田建立了一個整車身各種典型件的分析結(jié)果庫。對一個新車型的件，如果成型性沒有太大的變化，只是參考原工藝不做分析，只有特殊的新造型才做板料成型分析。豐田的新車要做樣車，對造型特殊的件除了做板料成型分析外一般還要做簡易模進行驗證。

3、模面設(shè)計經(jīng)驗積累機制：豐田的設(shè)計部門除手工勾畫草圖以外，設(shè)計已全部計算機化，一般設(shè)計人員除一臺工作站外還有一臺筆記本電腦。但，真正創(chuàng)造性的設(shè)計還是靠人腦，特別是靠人的經(jīng)驗積累。豐田特別強調(diào)經(jīng)驗積累機制：只有集體的經(jīng)驗不能有只屬于個人的經(jīng)驗，豐田的模具設(shè)計和調(diào)試過程，真正做到了是一個閉環(huán)制造系統(tǒng)，借助于這種自我完善的經(jīng)驗積累機制，模具的設(shè)計越來越精細，越來越準確。

4、間隙圖設(shè)計：在豐田模面設(shè)計實際上是由曲面造型和nc編程兩部分共同完成的，為了傳達和描述模面設(shè)計思想，就產(chǎn)生了除dl圖、模具圖之外的第三種圖---間隙圖也叫質(zhì)量保證圖。

5、大規(guī)模生產(chǎn)對設(shè)計的影響：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。

提高材料利用率：

對于大批量汽車生產(chǎn)來說，提高板料的利用率是模具設(shè)計的第一大事。只要把材料利用率提高幾個百分點，模具的成本就可乎略不計了。如果一套模具40萬人民幣，只相當于100噸鋼板的價格，以壽命50萬件計算，平均每件節(jié)約0。2kg鋼板，就足可節(jié)約出這套模具費用了。

減少沖壓工序：

模具設(shè)計的趨勢是，零件的合并，左右對稱件合模，前后順序件合模等等，原來幾個件合成一個件，不同的件合在一套模，模具越來越大，單件工序大大減少，整車模具數(shù)量越來越少，這對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)，由過去的3點幾降到2左右。沖壓自動化：為適應(yīng)沖壓線完全自動化，模具必須考慮機械手上下料，廢料的自動排出，氣動、自動和傳感裝置普遍采用等等。

模具的快速裝換：

沖壓線的換模時間，也成為一個模具設(shè)計必須考慮的問題。如：拉延模完全以單動代替雙動，模具自動卡緊，換模不換氣頂桿等等。

模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和加工：

設(shè)計有兩種目的：一個是面向設(shè)計本身，一個是面向制造。設(shè)計者在畫圖過程中逐步完善自己的設(shè)計思路，另一方面，設(shè)計要面向制造，以提高生產(chǎn)效率為最終目的。

1、實體設(shè)計：模面設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的分開：豐田把模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與模面設(shè)計完全分開的，前者是實體設(shè)計，后者仍然是曲面設(shè)計。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中模面部分只是示意性的，可用于實型加工，不能用于模具加工。這種分工大大簡化了模具實體設(shè)計。

2、實型數(shù)控加工：在豐田，實型的生產(chǎn)員工，已完全從手工制作轉(zhuǎn)變到大量的數(shù)控編程上來了，現(xiàn)場的簡單人工粘接和修整工作，由臨時工所充當。實型的數(shù)控化生產(chǎn)直接得利于實體設(shè)計，而又提高了鑄件的精度，為后序的精細加工帶來極大的優(yōu)勢。

3、構(gòu)造面數(shù)控加工：模具構(gòu)造面就是模具型面以外的機加工面，如：導(dǎo)向面、鑲塊安裝面、螺釘孔、其他需加工面等等，這些在豐田也都是靠編程，數(shù)控加工出來的。實體設(shè)計為模具的構(gòu)造面數(shù)控編程加工帶來了可能。豐田通過實體設(shè)計真正做到在模具結(jié)構(gòu)上的cad/cam一體化，也只有一體化，取消繪制二維圖的束縛，實體設(shè)計才顯示出的它的價值，兩者應(yīng)該同步發(fā)展相宜得彰，這就是豐田為我們提供的經(jīng)驗。

高精度加工：

模面的加工是模具加工的重點，豐田在近年來大力發(fā)展高精度模面加工技術(shù)，取得了讓人耳目一新的成果。

1、型面高精度加工：型面高精度加工主要體現(xiàn)在這樣幾個方面：提高模面加工精度、提高加工到位程度、實現(xiàn)模面的精細設(shè)計。高精度加工除機床精度和刀具的管理外，主要是靠編程技術(shù)的改進來實現(xiàn)的;

2、 二維刃口的高精度加工：豐田的二維刃口鑲塊加工，采用在專用的鑲塊加工流水線上，單塊加工成活，加工精度可以達到按銷定位裝配，合模無須對間隙的程度。

3、 高精度加工的效果：豐田通過高精度加工，使模具精度達到了模面的少鉗工、無鉗工化的目標。豐田的標準計劃中，由機加工完成之后到第一次試模之間，只有七個鉗工工作日，它基本是鉗工裝配時間，而沒有鉗工修磨工時。

模具行業(yè)大有向第三世界轉(zhuǎn)移的趨勢。通過豐田的發(fā)展，我們有了一些新的認識，模具生產(chǎn)越來越依賴高科技，完全可以把人工勞動降到很低，汽車對模具生產(chǎn)的需求最重要的是高質(zhì)量和短周期，在大規(guī)模汽車生產(chǎn)中，模具本身的成本遠遠不如模具的使用成本更重要。

豐田的技術(shù)告訴我們：

好的模具應(yīng)該是設(shè)計出來的;模具也可以流水線生產(chǎn);高新技術(shù)應(yīng)用是模具制造技術(shù)發(fā)展的動力;國內(nèi)汽車模具業(yè)與世界先進水平相比還有較大差距，如果我們不努力，這種差距不是縮小，而是會拉大。國內(nèi)的汽車模具廠家不是很多，但卻吃不飽，我們高質(zhì)量模具的市場被周邊國家和地區(qū)的模具廠占領(lǐng)了，我們不向世界上最先進的模具技術(shù)學習，還能生存么?

最后模具達人再給大家分享一下豐田模具的內(nèi)部情況

豐田模具設(shè)計與制造部門概況

豐田汽車公司中與沖壓模具設(shè)計

制造有關(guān)的部門主要有兩個，其中負責模具設(shè)計的是第八生產(chǎn)技術(shù)部，負責模具制造的是st部（st為沖模的英文縮寫）。它們都直屬于總公司，生產(chǎn)技術(shù)1-8部屬于生產(chǎn)準備部門，沖模部（st部）屬于工機制造部門。

第8生產(chǎn)技術(shù)部，其主要職責是模具設(shè)計和沖壓設(shè)備準備，加上它所屬的計劃、生產(chǎn)準備、部屬等科室共有將近350人。其中與模具設(shè)計有關(guān)的技術(shù)室有三個，它們是由從事的產(chǎn)品件類型來劃分的：

部門

職責

人員

一室

車身周邊件模具設(shè)計

（ 車門、機蓋、后行李廂蓋） 約70人

二室

主車身件模具設(shè)計

（側(cè)圍、翼子板、頂蓋等） 約75人

三室

底板、梁架件模具設(shè)計

（地板、發(fā)動機艙等） 約30人

每個室又分為沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計兩個組。專業(yè)化分工是豐田模具設(shè)計部門工作的特點。

模具設(shè)計內(nèi)容細分

豐田把模具設(shè)計分成三個工序：工序設(shè)計、模面設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，分工明確，分別由專門人員負責。工序設(shè)計主要完成工序草圖、dl圖設(shè)計、作詳細的模具設(shè)計任務(wù)書、模面構(gòu)想等，模具設(shè)計的主要創(chuàng)造性勞動都在這一步靠人腦完成。模面設(shè)計幾乎是單純的曲面造型，結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點在于模具結(jié)構(gòu)的具體實現(xiàn)。

人員專業(yè)化分工細微

各個室只負責一類產(chǎn)品件，每個人在一定時間內(nèi)負責同一個件，甚至是同一類模具。由于豐田每年開發(fā)的新車可達十種，這就是說，可能有的人在一年內(nèi)畫十套非常相似的前車門外板拉延模，其專業(yè)化程度可想而知。

模具的社會大分工

日本的模具制造專業(yè)性分工很強，豐田雖然自己的模具制造能力很強，但它并不是什么模都干。比如，整車所有件的沖壓工藝和模具的整車協(xié)調(diào)，他自己都負責，但模具設(shè)計和制造他只干車身內(nèi)外覆蓋件，地板和梁架件全部到定點廠家外協(xié)。不但豐田如此，國外的大汽車公司所屬模具廠無不如此，比如日本大發(fā)公司模具廠，甚至只做側(cè)圍、翼子板、頂蓋等有限的幾種外覆蓋件。這可以看作是一種發(fā)展趨勢，在韓國、臺灣甚至是專業(yè)模具廠家也是向只做幾種件的更專業(yè)方向發(fā)展。

模具制造部（st部）

豐田st部負責模具制造和新車整車模具的協(xié)調(diào)，并一直到大批量生產(chǎn)之前的沖壓生產(chǎn)準備。