丰田汽车公司的模具设计与制造技术，在管理和技术有许多独到之处。就丰田模具生产制造技术作初步的探讨，这一些内容对急待改进生产方式、推进科学管理和提高制造技术水平的国内汽车模具同行，可能会出现一些借鉴和启发。

  日本的制造术，一个经济界和汽车界流传了经久的神话，丰田，相信我们大家都很熟悉，其模具设计和制造技术达到了世界一流的水平，在管理和技术方面都有独到之处。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。

  冲压工艺设计、模面设计和结构设计。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，可以让我们很好的借鉴。

  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，同一套模不一样的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，模具设计的落后造成了制造的落后。

  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，如果成型性没有过大的变化，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。

  丰田的设计部门除手工勾画草图以外，设计已全部计算机化，一般设计人员除一台工作站外还有一台笔记本电脑。但，真正创造性的设计还是靠人脑，特别是靠人的经验积累。丰田特别强调经验积累机制：只有集体的经验不能有只属于个人的经验，丰田的模具设计和调试过程，实际做到了是一个闭环制造系统，借助于这种自我完善的经验积累机制，模具的设计越来越精细，越来越准确。

  在丰田模面设计其实就是由曲面造型和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。

  丰田的生产规模是世界一流的，它在模具设计怎么来适应大规模生产的要求方面有着非常丰富的经验。

  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。

  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，模具慢慢的变大，单件工序大幅度减少，整车模具数量慢慢的变少，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，模具一定要考虑机械手上下料，废料的自动排出，气动、自动和传感装置普遍采用等等。

  冲压线的换模时间，也成为一个模具设计一定要考虑的问题。如：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。

  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，另一方面，设计要面向制造，以提高生产效率为最终目的。

  实体设计：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仅仅是示意性的，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。

  实型数控加工：在丰田，实型的生产员工，已完全从手工制作转变到大量的数控编程上来了，现场的简单人工粘接和修整工作，由临时工所充当。实型的数控化生产直接得利于实体设计，而又提高了铸件的精度，为后序的精细加工带来极大的优势。

  构造面数控加工：模具构造面就是模具型面以外的机加工面，如：导向面、镶块安装面、螺钉孔、其他需加工面等等，这些在丰田也都是靠编程，数控加工出来的。实体设计为模具的构造面数控编程加工带来了可能。丰田通过实体设计实际做到在模具结构上的cad/cam一体化，也只有一体化，取消绘制二维图的束缚，实体设计才显示出的它的价值，两者应该同步发展相宜得彰，这就是丰田为咱们提供的经验。

  模面的加工是模具加工的重点，丰田在近年来全力发展高精度模面加工技术，取得了让人耳目一新的成果。

  型面高精度加工：型面高精度加工大多数表现在这样几个方面：提高模面加工精度、提高加工到位程度、实现模面的精细设计。高精度加工除机床精度和刀具的管理外，主要是靠编程技术的改进来实现的;

  二维刃口的高精度加工：丰田的二维刃口镶块加工，采用在专用的镶块加工流水线上，单块加工成活，加工精度能够达到按销定位装配，合模无须对间隙的程度。

  高精度加工的效果：丰田通过高精度加工，使模具精度达到了模面的少钳工、无钳工化的目标。丰田的标准计划中，由机加工完成之后到第一次试模之间，只有七个钳工工作日，它基本是钳工装配时间，而没有钳工修磨工时。

  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，可完全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。

  好的模具应该是设计出来的;模具也可以流水线生产;高新技术应用是模具制造技术发展的动力;国内汽车模具业与世界领先水平相比还有很大的差距，如果我们不努力，这种差距不是缩小，而是会拉大。国内的汽车模具厂家不是很多，但却吃不饱，我们高质量模具的市场被四周的国家和地区的模具厂占领了，我们不向世界上最先进的模具技术学习，还能生存么?

  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。

  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件类型来划分的：

  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

  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。

  各个室只负责一类产品件，每个人在一段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。

  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，但它并不是什么模都干。比如，整车所有件的冲压工艺和模具的整车协调，他自己都负责，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的新趋势，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。

  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。