豐田汽車公司的模具設計與制造技術，在管理和技術有許多獨到之處。就豐田模具生產制造技術作初步的探討，這些內容對急待改進生產方式、推進科學管理和提高制造技術水平的國內汽車模具同行，可能會有一些借鑒和啟發。

豐田汽車模具-沖壓工廠

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

模具設計實際上分為三個部分：沖壓工藝設計、模面設計和結構設計。結合我們國內的模具制造情況，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。

連續彎曲模動畫

在沖壓工藝設計環節看豐田是如何與眾不同的：

1、精細模面設計：豐田在設計階段通過計算機的曲面造型，完成模面的精細設計。比如：針對進料量不同設計各種拉延筋，同一套模不同部位的拉延筋截面不同，防回彈、過拉延處理，最小壓料面設計，凸凹模不等間隙設計等等。精細模面設計的結果，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，國內的模具設計還停留在結構設計階段，模具設計的落后造成了制造的落后。

2、板料成型分析技術應用：豐田建立了一個整車身各種典型件的分析結果庫。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、模面設計經驗積累機制：豐田的設計部門除手工勾畫草圖以外，設計已全部計算機化，一般設計人員除一臺工作站外還有一臺筆記本電腦。但，真正創造性的設計還是靠人腦，特別是靠人的經驗積累。豐田特別強調經驗積累機制：只有集體的經驗不能有只屬于個人的經驗，豐田的模具設計和調試過程，真正做到了是一個閉環制造系統，借助于這種自我完善的經驗積累機制，模具的設計越來越精細，越來越準確。

4、間隙圖設計，在豐田模面設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計思想，就產生了除dl圖、模具圖之外的第三種圖---間隙圖也叫質量保證圖。

5、大規模生產對設計的影響：豐田的生產規模是世界一流的，它在模具設計如何適應大規模生產的要求方面具有豐富的經驗。

提高材料利用率：

對于大批量汽車生產來說，提高板料的利用率是模具設計的第一大事。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，平均每件節約0。2kg鋼板，就足可節約出這套模具費用了。

減少沖壓工序：

模具設計的趨勢是，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，整車模具數量越來越少，這對降低沖壓的成本起關鍵作用。例如：豐田把整車制件的模具系數，由過去的3點幾降到2左右。沖壓自動化：為適應沖壓線完全自動化，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。

模具結構的設計和加工：

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

1、實體設計：模面設計與結構設計的分開：豐田把模具結構設計與模面設計完全分開的，前者是實體設計，后者仍然是曲面設計。在結構設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計。

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

3、構造面數控加工：模具構造面就是模具型面以外的機加工面，如：導向面、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，數控加工出來的。實體設計為模具的構造面數控編程加工帶來了可能。豐田通過實體設計真正做到在模具結構上的cad/cam一體化，也只有一體化，取消繪制二維圖的束縛，實體設計才顯示出的它的價值，兩者應該同步發展相宜得彰，這就是豐田為我們提供的經驗。

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展高精度模面加工技術，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、實現模面的精細設計。高精度加工除機床精度和刀具的管理外，主要是靠編程技術的改進來實現的;二手沖床回收

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。