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2022.12.08

第6期 “以過去之法發(fā)起挑戰(zhàn)”的熱情打動了前輩們的心(后篇)

目錄

? 鍛造大尺寸零件時(shí)遇到的困難
? 挑戰(zhàn)未知領(lǐng)域的老前輩
? 熱情終于迎來結(jié)晶 最后的精加工成形
? 復(fù)原計(jì)劃結(jié)束

在富士國際賽車場的“富士汽車運(yùn)動博物館”中,展示著豐田內(nèi)部復(fù)原后的夢幻賽車。也許各位讀者們會有以下幾點(diǎn)疑問:夢幻賽車的研發(fā)者是誰?他有著什么樣的想法和目的?這究竟是一輛怎樣的賽車?本次特別企劃將為大家介紹這輛夢幻賽車所蘊(yùn)涵的歷史和意義,并直擊該賽車的復(fù)原現(xiàn)場,以便于為大家解開困惑。

在第6期中,我們采訪了擔(dān)任“極致造物”結(jié)構(gòu)之一,負(fù)責(zé)汽車前軸大尺寸零件——“工字梁”復(fù)原團(tuán)隊(duì)的成員們。本期后篇內(nèi)容將為您講述他們的鍛造過程。

據(jù)說,負(fù)責(zé)鍛造工字梁團(tuán)隊(duì)的兩名組員,在看到一本名為《豐田汽車50年鍛造年表圖鑒》的公司內(nèi)部資料后,隨即決定也要用當(dāng)年的手法鍛造工字梁。這本年表圖鑒上有一個(gè)章節(jié)名為“開始沖壓小型卡車前軸工字梁”,內(nèi)容是通過圖文詳細(xì)介紹過去制作工字梁的方法。

鍛造大尺寸零件時(shí)遇到的困難

若想制作工字梁,首先要造出沖壓時(shí)所用基礎(chǔ)零件的彎曲鍛件*1。其制作方法大致如下:將在加熱爐中加熱變紅的原材料*2用氣錘敲打,以“自由鍛”的方法將型材拉伸彎曲,加工成復(fù)雜的工字梁形狀。
*1:彎曲鍛件是指經(jīng)過自由鍛加工后的型材。
*2:原材料是指按規(guī)定長度截?cái)嗟膱A形鋼。

將型材通過自由鍛的方式加工成拉伸彎曲的形狀,這種彎曲鍛件便是制造工字梁的基礎(chǔ)零件之一。雖然當(dāng)年制作時(shí)使用的型材是角型鋼,但由于現(xiàn)在市面上很難買到這種材料,于是項(xiàng)目組員們決定用圓形鋼代替。

戶谷

我剛進(jìn)入公司在工廠實(shí)習(xí)時(shí)了解到,社內(nèi)的鍛造部有人掌握自由鍛造這一技能。于是我找到了當(dāng)年實(shí)習(xí)時(shí)所在的組長與工長,咨詢是否能用當(dāng)年的自由鍛技術(shù),加工作為工字梁基礎(chǔ)零件之一的彎曲鍛件。

近年來,鍛造部還未曾用自由鍛技術(shù)加工過如此大尺寸的彎曲鍛件。接手這一難題的是真部豐久。

真部于1991年進(jìn)入豐田公司,作為技術(shù)員科室驅(qū)動鍛造組組長,主要負(fù)責(zé)鍛造生產(chǎn)線的運(yùn)行維護(hù)、改善與降低成本等工作。自入社以來,這位工程師一直活躍于鍛造領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)、制造部門。

真部

最大的難點(diǎn)在于工字梁的尺寸過大,約1.3m。

公司內(nèi)不具備鍛造超過1m的大尺寸零件設(shè)備。因此,自由鍛之后的工序只能委托其他公司負(fù)責(zé)。全部工序都在公司內(nèi)進(jìn)行不太現(xiàn)實(shí)。

根據(jù)上述理由,鍛造部提案如果想在公司內(nèi)完成成品形狀的話,不如選擇做更小一點(diǎn)尺寸的零件。但是戶谷和三木堅(jiān)定地表示:“還是想用過去的方法挑戰(zhàn)制作工字梁”。

三木

因?yàn)樘胫谱鞒鯯G型卡車上使用的那種一看就很結(jié)實(shí)的工字梁,所以我們沒有接受提議。

于是我們再次找到真部先生商量,有沒有不委托其他公司,結(jié)合現(xiàn)在的造物能力,實(shí)現(xiàn)社內(nèi)制造的可能性。

在真部的努力下,最后決定精加工成形工作由日野汽車負(fù)責(zé)鍛造零件的理研鍛造承擔(dān)。

理研鍛造將用豐田公司內(nèi)部制作的10根彎曲鍛件,與前篇中介紹的鍛模進(jìn)行成品鍛造。若非所有工序都在本公司內(nèi)完成,在試制與調(diào)整上就會減少許多靈活性,導(dǎo)致無法確保成品質(zhì)量。而理研鍛造聽到真部他們的造物理念后表示認(rèn)同,因此提出了合作邀請。

另外,在利用自由鍛制作彎曲鍛件時(shí),由于對成品尺寸的精度要求極高,也是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。一般來說,制作工字梁這種復(fù)雜形狀的零件,要用到2個(gè)以上的鍛模。用最初的鍛模做一個(gè)大致形狀,再用精加工鍛模制作出成品。但是,這次項(xiàng)目只用精加工鍛模制作工字梁。

戶谷

一開始我聽說需要用到2個(gè)鍛模,但在讀《50年鍛造年表》時(shí)我推測,當(dāng)年的前輩們應(yīng)該使用的是自由鍛塑型工藝。

既然當(dāng)年的前輩們能做到,那現(xiàn)在的豐田人也一定能做到。于是我與真部先生商量,決定向難度極大的這一塑型工藝發(fā)起挑戰(zhàn)。

上圖為《豐田汽車50年鍛造年表圖鑒》內(nèi)頁資料。

挑戰(zhàn)未知領(lǐng)域的老前輩

向“僅用自由鍛技術(shù)塑形工字梁”這一難題發(fā)起攻堅(jiān)的是隸屬于鍛造部的老技術(shù)工們。事實(shí)上,即便是這些老資歷的大前輩,以往也從來沒有過這種工作經(jīng)歷。

進(jìn)行自由鍛造工作一般需要3名員工。1名負(fù)責(zé)扭動型材進(jìn)行彎曲塑形,并對控制氣錘的員工發(fā)出指令的“鍛造工程師”。1名控制空氣錘的“氣錘操作工”以及1名負(fù)責(zé)加熱爐的開閉,以及塑型后測量尺寸的“輔助工”。而工字梁由于自身重量大,且形狀較長,還需要增添1名搬運(yùn)輔助工,因此共計(jì)需要4名員工。

由于型材冷卻后就無法進(jìn)行塑型加工,所以鍛造工程師會將其反復(fù)放入加熱爐內(nèi)加熱后敲打塑型。在鍛造過程中廠房與型材都處于高溫狀態(tài),因此作業(yè)時(shí)需要進(jìn)行非常嚴(yán)格的安全管理。

上圖為正在進(jìn)行自由鍛造的場景。圖片右側(cè)的便是鍛造工程師,左側(cè)的則是氣錘操作工。

上圖中加熱爐的尺寸足夠鍛造全長約1.3m的工字梁,這也是三木和戶谷決心用舊法制造這一大尺寸零件的理由。

擔(dān)任這次自由鍛鍛造工程師之職的是1977年進(jìn)入豐田公司的藤永義文。已經(jīng)退休的他,現(xiàn)在主要負(fù)責(zé)指導(dǎo)與培養(yǎng)新人們鍛造技能方面知識。

藤永

由于彎曲鍛件尺寸過大,所以這次的工作對于我們來說也屬未知領(lǐng)域。工字梁所用彎曲鍛件整體約1.3m,但使用氣錘錘擊塑型的面基僅有約30cm左右,所以非常難把握塑形尺寸。

鍛造組的所有成員們都抱著“總之先試試看”的心情,集思廣益、擰成一股繩埋頭苦干。

另外,1979年進(jìn)入公司,在本次鍛造中負(fù)責(zé)搬運(yùn)鋼材與測量尺寸等輔助工作的中根廣仁,是一位熱處理高級技師。他與藤永同樣,平日負(fù)責(zé)指導(dǎo)與培養(yǎng)剛?cè)肷缧氯藗儫崽幚砑夹g(shù)方面知識。

中根

因?yàn)楸葘庸こ善沸螤?、尺寸是否?zhǔn)確的測量卡,社內(nèi)也只保留了一部分。我們只能在鍛造時(shí)邊錘擊邊用自制的測量卡,反復(fù)確認(rèn)形狀與尺寸,不對的話要繼續(xù)錘擊塑型。由于工作環(huán)境十分危險(xiǎn),因此工作時(shí)我們會喊口號,大家配合作業(yè)。

擔(dān)任氣錘操作工的岡本政春,在燒結(jié)鍛造部有著32年的工作經(jīng)驗(yàn)?,F(xiàn)在作為燒結(jié)鍛造導(dǎo)師負(fù)責(zé)新人指導(dǎo)工作,同時(shí)作為一名氣錘操作方面的專家,他還肩負(fù)著傳承自由鍛造工藝的重任。

岡本

雖然我有6年左右的氣錘操作經(jīng)驗(yàn),但這次鍛造基本上是靠“手感與訣竅”完成的,這也是我第一次制造這么大尺寸的零件。在制作出成品那一刻,我特別有成就感。

上圖為鍛造部成員合影,從左到右依次為真部、菅沼、佐佐、岡本、中根、今村、藤永。

上圖為制作完成的彎曲鍛件。

熱情終于迎來結(jié)晶 最后的精加工成形

借助鍛造部老前輩們的力量,終于將自由鍛塑型的10根彎曲鍛件與鍛模運(yùn)送到了理研鍛造。

在三木和戶谷的注視下,理研鍛造開始進(jìn)行最后的精加工成形工作。

本以為精加工成形應(yīng)該與造工字梁所用彎曲鍛件和鍛模不同,會很順利,但事與愿違,現(xiàn)實(shí)并沒有按照原本期待的走勢發(fā)展。

由于模具的型腔填充不滿,成品形狀發(fā)生了缺料現(xiàn)象。

發(fā)生缺料現(xiàn)象的工字梁不良品不斷堆積。

三木

在出現(xiàn)6、7根不良品后,確實(shí)有些不安。但我也知道,彎曲鍛件的沖壓順序一般是將尺寸精度較高的排在后面。所以我只能祈禱,并安慰自己一定沒問題。

戶谷

如果不順利的話,可能還要改鍛模,根據(jù)實(shí)際情況判斷,會增加很多作業(yè)量。另外,鍛造部的各位拼命造出來的彎曲鍛件也可能需要追加制作。為避免這些情況發(fā)生,我們與理研鍛造的員工商量是否有其他補(bǔ)救辦法。

防止缺料現(xiàn)象發(fā)生,要將彎曲鍛件準(zhǔn)確且迅速地放入鍛模中,時(shí)間一久就會導(dǎo)致溫度下降,無法達(dá)到預(yù)想的熱收縮量,成品的尺寸就會不足。

找到癥結(jié)的員工們重新調(diào)整了工序,將加熱后的彎曲鍛件放入鍛模后敲打數(shù)次,再將其加熱直至成為最終的精加工成品形狀。通過改善工序與使用尺寸精度更高的彎曲鍛件加工,最終眾人們期盼已久的完美工字梁終于完成,沒有再發(fā)生缺料現(xiàn)象。

上圖是豐田員工與理研鍛造同事們的合影。

順利完成的精加工成形工字梁還要進(jìn)行最后的機(jī)械加工,將組裝后的外露面進(jìn)行打磨,并鉆孔后,三木和戶谷終于將它組裝到了TOYOPET RACER上。

上圖為組裝到汽車上的鍛造工字梁。

復(fù)原計(jì)劃結(jié)束

三木

我個(gè)人認(rèn)為通過成品能夠表現(xiàn)出當(dāng)年造物技術(shù)的精湛,是能夠獲得滿分100的工字梁。以組員為首、包括修復(fù)翻新領(lǐng)域的專家,新明工廠的員工在內(nèi),所有見到成品的人都眼前一亮,贊不絕口。我想再次對給予我們理解,并與我們共同努力的公司內(nèi)與公司外的同事們表示感謝。

正因?yàn)橛兄?dāng)年老前輩們不遺余力振興汽車產(chǎn)業(yè)的精神在,才會有這次的挑戰(zhàn)。當(dāng)今世界正處在百年一遇之大變革時(shí)期,我們更要面向未來,勇于挑戰(zhàn)。

在公司內(nèi)與公司外伙伴們的協(xié)助下,以過去的方法完成前軸工字梁制作的三木和戶谷。

戶谷

一開始很多人都說行不通,但現(xiàn)在我們卻做到了。真的非常感謝一直相信我們“一定能行”,并給予我們支持與幫助的各位伙伴們。

前人種樹后人乘涼,正因?yàn)橛兄锨拜厒兊母冻?,如今我們才能運(yùn)用這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)。這也讓我認(rèn)識到,我們也應(yīng)為后輩們留下這樣的“財(cái)富”。今后,每當(dāng)我回想起這次工字梁制作的過程,便會提醒自己重新審視“對于造車的感悟”。未來,我會一直懷揣這份感悟,繼續(xù)把熱情注入工作。

在下期的第7回特輯中,我們將為各位讀者帶來支撐駕駛者身體的重要零件——負(fù)責(zé)制作座椅工作組的奮斗故事。敬請期待!

(文章:澀谷康人)

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