第10回和TPS一起诞生的集磨切

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第10回和TPS一起诞生的“集磨”!聚焦被称为“切削工具达人”的“集磨”专家(前篇)

精益拓维素材来自日本丰田

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?造车不可缺少的切削工具?“丰田生产方式”的创始人大野耐一所创立的“集磨”?想要成为“造车之人”的小学生?不断研磨工具的刀刃?“集磨”的领导人致力于工具的改善、改良以及研发?兼顾切削工具的管理工作

现在,以D打印、AI技术为代表,数字化备受瞩目。汽车行业生产一线却依旧存在着一些依靠“老手艺”而运转的部门。

本期为你带来有着“切削工具达人”之称的工具维修专家林哲平的前篇介绍。

维修和管理机械加工工具的“切削工具达人”林哲平

丰田汽车动力传动系统制造基础技术部第2工具维修科组长

造车不可缺少的切削工具

常言道“判断一位工匠的手艺,需看他使用的工具”。从这句话中我们不难看出,工具对于致力于造物的工匠们来说是非常重要的。所有手工造物领域的达人们都有一套属于自己的工具,他们甚至还常常自制工具来使用。

不过与手工工具不同,在汽车生产一线中使用的被安装在机床上的切削工具是比较特别的存在。毕竟汽车是“金属加工的集成体”,其零件的制造过程,就是在安装了切削工具的大型机床上对通过铸造或锻造等方式制造出来的毛坯进行加工。

上图为在生产一线中使用的机床用切削工具。现在其种类约有种。图中的只是其中的一小部分

这个阶段中,装配在机床上的切削工具的精度会影响被制造出来的零件的加工精度。而零件的精度则直接关系到汽车的“行驶”“转弯”“停止”等基本性能。

上图为用来制造齿轮的剃齿刀。但凡齿轮中有一个齿的加工精度低,在行驶过程中就会产生异音或振动。

无论多么坚固的切削工具,用久了都会有磨损,性能也会随之下降。因此,切削工具离不开“磨削”这一维修工作。“磨”就是“研磨”,而“削”就是“削减”。一般来说,切削工具的维修保养工作是由操作机床的负责人来进行的。但是,老手同新手之间,在所持本领和工作所需的时间方面都有很大不同。而且这份差异直接关系到加工本身和生产效率。

因此丰田设立了专门进行“磨削”的部门,那就是“集中磨削室”,即“集磨(SHUKEN)”。这里有一位专家,他对机床和切削工具了如指掌,可以在最大限度发挥工具性能的同时延长其使用寿命。不仅如此,他还会对其进行合理的管理。他就是本期ToyotaTimes要介绍的,来自丰田汽车动力传动系统制造基础技术部第2工具维修科的组长林哲平。

“丰田生产方式”的创始人大野耐一所创立的“集磨”上图为集磨,即集中磨削室的指引板,它悬挂在总公司工厂内。在这里拥有切削工具方面的专家

总公司工厂的工具维修科诞生于距今71年前的年,那便是集磨的发源。创立该部门的是“丰田生产方式(TPS)”的创始人大野耐一。大野认为,为了提高生产效率、彻底消灭浪费,应该由专门的部门负责切削工具的维护和管理工作。最终,工具维修科,也就是现在的集磨诞生了。

统一维护和管理切削工具,可以最大限度地减少昂贵工具的损失和浪费,而且还能实现部门之间know-how的共享。最重要的是,这么做可以减轻加工一线负责人的负担。可以说,生产规模越大,其优势也就越大。对于丰田造车的一线和丰田生产方式来说,集磨一个是非常重要的部门。

现在,丰田在日本国内除了林所属的总公司工厂之外,还设有7处集磨,分别为元町工厂、三好工厂、明知工厂、下山工厂、衣浦工厂、上乡工厂和田原工厂。每处集磨都有15~20名员工,共计有人左右,他们以昼夜轮班的形式在工作。另外,据说他们一年维护的切削工具数量多达约20万件。

另外,丰田集团在全世界范围内的15处地点也分别设有集磨,共拥有约名员工,他们每年对万件左右的切削工具进行维护。

集磨是丰田造车过程中不可或缺的一部分,因此它存在于世界各地的丰田工厂

想要成为“造车之人”的小学生

年,林出生于福冈县北九州市。高中毕业后的他在丰田工业高等学园(即现在的丰田工业学园)专业部学习了1年,年入职丰田公司。当时他隶属于第一生技部,被分配到三好工厂的三好集磨,自此他便在这条路上走了下去。

“我从小便喜欢交通工具,自己拆分组装过自行车,还制造过遥控模型。我特别喜欢汽车,梦想着将来能进入汽车公司工作。在小学的毕业文集中,我写的也是‘我想成为造车之人’。”

林的老家福冈县也有汽车工厂。但是因为他父亲的爱车一直是CARINA、COROLLA等丰田车,加之他本身又想离开家乡学习不同的东西,因此最终选择了位于爱知县的丰田学园专业部。在被分配前的实习中,他也积累了集磨的工作经验。

不断研磨工具的刀刃

当初他被分配到集磨的时候,比现在要忙得多。因为过去切削工具的寿命很短,完全无法与现在的切削工具相比。另外,过去安装在机床上的切削工具也不像现在这样具备一体化、集成化的特点。

“我们研磨好(切削工具)并送往加工一线,工具马上又会因为磨损而被送回来。另外,由于当时一个机械上安装有好几个切削工具,因此工具的数量很多,相应的工作量也会增多。我们几乎没有休息时间,总是在不断工作。”

上图为林正在以手工作业的方式通过研磨机对钻头顶端进行磨削。这是没有夹具的纯手工作业

目前,集磨中需要用到的切削工具约有种。但是,据说当时因为自动加工机器(数控或计算机数控机床)数量较少,所以切削工具的种类还要更多。而且维修大多是采用的手工作业,所以工作中常常需要辅以感觉、窍门和隐性知识。前辈们当时虽然教给了林设备的使用方法,可是却并没传授给他感觉和窍门相关的知识。

“那时候我感觉:技能是经过自己的思考后才可以学会的东西。现在想起来,前辈们之所以没有告诉我,是因为他们自己也有很多工作要做。谁都希望能尽早结束自己手上的工作。”

于是,林首先从研磨一些形状简单的工具开始。之后他仔细地观察前辈们的工作,慢慢去挑战高难度形状的工具来磨炼自己的技能。前辈们中也有超级高手存在,加工一线对这种超级高手的评价是“我们只会使用这个人研磨的刃具”。

“集磨”的领导人致力于工具的改善、改良以及研发

0年,进入公司第8年的林已经是26岁,他从三好工厂被调到了现在的工作场所,即总公司工厂的集磨。这一年,他获得了职业训练指导员的执照。之后在2年,他还考取了日本国家资格技能鉴定中的“机床用切削工具磨削1级”。

上图中央位置的物品是混合动力车的电机线圈。左侧的工具是用来剥除线圈外皮的专用剥削器。这种工具由集磨室精心设计的磨削方法制造而成,是一种改良再生后的特殊工具

“我之前在三好工厂负责汽车行驶系统方面的工具磨削工作,到了总公司工厂后则是负责磨削在驱动系、混合动力系的造物中所需的工具。在集磨工作中,学会基本技能需要大概年的时间,要大体掌握所有技能则需要花费7年左右。当时我深刻体会到了‘自己的技术水平还远远不够’。”

6年起,2岁的林在集磨开始了自己的新工作,即改善、改良切削工具以及降低成本。同时他还负责了试制研发、赛车相关以及今后造车所需工具的维护保养等工作。

“通过改变工具的刀尖形状或在刀尖表面涂上各种各样的涂层,可以提高机械加工的效率、刀尖的耐久性。在试制中可以通过制作专用工具来大幅提升作业效率。”

集磨便是通过自己的力量或者与工具厂商合作进行改善工作的。

上图为“集磨”在公司内部进行的涂层案例。DLC是DiamondLikeCarboncoating(类钻碳),TiN是氮化钛,TiAlN是氮化铝钛,AlCrN是氮化铬铝,LUC是集磨工作人员独创的被称为LUCKY的涂层

兼顾切削工具的管理工作

正如前面所说,集磨的工作人员除了维修保养的工作之外,还要负责管理切削工具。通过集中式管理,可以减少切削工具的浪费。在这个管理中,他们用到了丰田生产方式的核心,即“看板管理方式”。

切削工具被装在带有“看板”的盒子里进行管理,并以这个形式来往于生产一线和集磨之间

“切削工具是很贵重的东西,通过管理好其所在,可以减少浪费。另外‘重新研磨’也是有限度的,所以及时注意到每个工具的使用极限非常重要。如果上一个工具已经接近极限了,那我们就会准备订购新的,毕竟如果机床出问题停摆了,就会造成巨大的损失。”

为了追求管理得当,林经常出入生产一线,与那里的人进行交流。如果因为切削工具的原因导致机械加工出现问题,他就和一线负责人以及工具厂家的负责人一起思考解决问题的办法。

另外,在海外工厂中建立集磨也是总公司集磨的工作之一。“丰田汽车(常熟)零部件有限公司”是位于中国江苏省常熟高新技术产业开发区内的动力传动零件生产工厂,林负责建立了该公司中的集磨。其运转始于年7月14日。

林回忆说:“从人、物、结构的观点出发,从零开始打造集磨职场是一项很有意义的工作,也是我在日本国内无法获得的宝贵经验。”

在后篇中,我们将介绍担任集磨领导的林为了走向未来的造车,现在正在进行的努力和挑战。




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