前几年,我们看到发达国家的 汽车模具行业似乎在萎缩。因为,当时认为 模具生产离不开人的手工劳动,发达国家具有工资成本高、没有人愿意干这一行等因素, 模具行业大有向第三世界转移的趋势。
通过丰田的发展,我们有了一些新的认识。
模具生产越来越依赖高 科技,完全可以把人工劳动降到很低, 汽车对 模具生产的需求最重要的是高质量和短周期,在大规模 汽车生产中, 模具本身的成本远远不如 模具的使用成本更重要。从这一点上看,目前我们的 模具生产不具什么优势,这种工业转移也不会成潮流,这十多年来,我们通过硬件的技术引进得到的技术进步,并没有弥补上因人家更加努力地追求技术进步而带来的新的差距。换个角度说,如果 汽车模具行业真的向第三世界转移的话,那一定是个夕阳产业,目前, 汽车模具在车身材料没有突破性变化的情况下,还是有一定的发展空间和需求的。
一.重点发展计算机技术
丰田 模具制造技术发展的重点,在于突出计算机的应用,越来越多的人从 生产现场转移到计算机前。实体 设计加上数控编程,取代了人工实型制作和机床操作。精细模面 设计和精细数控编程大大减少了钳修,高精度加工取消了 模具的研合、修配。现在数控编程人员已超过了现场操作工人,数控编程的工时费用,超过了机床的加工工时费50%,编程的周期超过了机加工周期。
计算机技术应用的发展,目前没有降低 模具成本,但 模具生产已从依赖人的技巧转向数控化的自动、半自动化 生产,这种高精度和无人化加工,使 模具和产品件的质量有了极大的提高, 生产周期大大缩短,计算机技术使 模具制造技术又达到了一个新的高度。
相比较就可以看出,国内目前的计算机应用还比较初级,并不是我们的机床和软件不行,而是在应用的基础技术上有很大的差距,即使是把丰田的技术全搬来,真正做到那种效果,也不是一件容易的事。
二.减少钳工
原来我们认为, 模具这种单件 生产、型面复杂的产品,离开手工是不可能的,而丰田提出要消灭钳工。消灭钳工是一种目标,主要是指极大减少或完全避免修磨和调整钳工(装配钳工还是要的)。正如我们在前面所介绍的,目前丰田的这一目标已基本实现,除修磨拉延面和拉延凸圆角外,推磨、修模和调配钳修,已大部分属于异常或弥补 设计、 制造的缺陷,不再是一件必要的和正常的工作。
举个例子,拉延模型面的光洁度历来是我们强调的质量标准,过去为达到这一点主要是靠钳工推磨。为减少或不推磨,就要减少铣削刀痕余量,有人主张采用垂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,但实践证明,五轴机床成本高、效率低,编程十分困难,效果也十分不理想。最后,丰田采用高速、小移行的三轴铣削加工方式,得到高精度型面,把圆角人工推磨,而其他型面干脆不修磨,模面带刀痕拉延。结果证明,虽然模面谈不上光洁度(还带刀痕呢),但即使是表面质量要求很高的轿车外板件,除制件内表面有一些拉痕外,对有用的制件外表面没有任何不良影响,就是需要电镀的那些模面,也同样是带刀痕电镀。据说德国和美国有些 汽车模具厂也早已废除了型面推磨。这对那些追求 模具表面光洁度的人来说,真是命运开了一个大玩笑。同样,对型面凹角采用清亏,立面加工采用30度头防让刀,用不等间隙控制制件成型压力等等各种方法,现在凸凹模的配合精度,使研合和钳修失去意义。
因此,某种意义上的消灭钳工,不再是一个梦。当然,在国内,目前一个 模具厂怎样说服用户接受这种带刀痕的 模具还是一个大课题。
三.一体化加工
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互换的数控机床组成的加工线,一条线里包括底面加工、卧铣、粗铣、精铣各种机床,配套分工明确,工件换机床时不必重新装卡找正,这条流水线大约是80年代的产品。第二种是带立体仓库的无人职守的柔性加工机群,这是90年代初的产物。第三种是近年才投入使用的粗精加工一体化、高速、高精度、五面加工中心。
第一种加工线,它的单机就是我们目前使用的数控机床,但机床为多工作台式,它的不重新装卡找正方面效率很高。而我们还基本上停留在单机作业的水平上,很值得我们借鉴。对于柔性加工机群,虽然很先进,但操作起来很困难,准备工作和时间很长,如果没有很大量的精加工任务,使用起来并不实用,就是在丰田也是如此,看来这不是一个成功的方向。
一体化加工中心是目前正在发展的最新技术,它的优点是,集各种机床优点之大成,除底面加工之外,一次装卡,粗、精、卧、高功率、高精度、高速面面俱到,十八班武艺样样精通,加工效率很高。缺点是机床成本很高,需要环境要求也很高,用它来粗活、重活一起干时是不是很经济呢?还不得而知。但,无疑这是一个很理想主义的技术,代表着数控加工技术的发展,应引起我们的注意。
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