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2022.04.22

第3期 靠經驗和想象力“解讀圖紙”— —傳動系統(tǒng)工作小組的挑戰(zhàn)(后篇)

目錄

? 遵從原構造,關節(jié)軸承不能進入1、2擋
? 造物領域的年輕人和“老師傅”們共同創(chuàng)造
? 意想不到的“幸運”
? 經驗豐富的老師傅初次嘗試復刻手動變速器
? 利用現(xiàn)已不常用的“實物對照”技巧
? 許多事不親自體驗就不會知道

現(xiàn)在,豐田內部有一輛正在復原中的夢幻賽車?;蛟S你會問:夢幻賽車是誰研發(fā)出來的?他有著什么樣的想法和目的?這究竟是一輛怎樣的賽車?不要著急,本此特別企劃將為大家介紹這輛夢幻賽車中蘊涵的歷史和意義,并直擊該賽車的復原現(xiàn)場。

在第3期的后篇中,我們將為您介紹傳動系統(tǒng)工作小組的造物工作。

遵從原構造,關節(jié)軸承不能進入1、2擋

傳動系統(tǒng)工作小組終于進入到了具體的“造物”階段。

正如第3期前篇所述,對飛鳥秀明、本多龍規(guī)以及石田秀直三人來說,項目中最大的難題和挑戰(zhàn)是4擋手動變速器的設計和制作。于是,他們參考70年前的設計圖進行了零件的設計工作。

SD型的原變速器是前進4擋,后退1擋。但是TOYOPET RACER的規(guī)格卻是“前進3、4擋,沒有后退擋”。以此為基礎,變速方面只能換到3、4擋,即用3擋起步、4擋行駛。也就是說,雖然加速到了4擋,但實際上只有2擋的速度。由于高齒輪比的1擋、2擋原本是考慮到卡車所需而進行的設計,因此他們推測SD型也幾乎沒有使用過這二擋。

飛鳥

我想,當時的齒輪本身也是4擋都能使用的狀態(tài)。但是,關節(jié)軸承卻設計成了不能掛在1、2擋的結構。我們按照這一點,同樣把關節(jié)軸承設置成了不能進入1、2擋的結構。

他們根據(jù)手頭僅有的資料,對這些細節(jié)進行了驗證,非常忠實地進行了復原工作。

造物領域的年輕人和“老師傅”們共同創(chuàng)造

正如此前文章中所述,這次復原項目的一大目的旨在培養(yǎng)能肩負起“未來豐田造車”重任的年輕人。于是三人就變速器的制作和組裝問題,向公司內被稱作“老師傅”的造車老手們尋求建議、指導和幫助。

這次,全力為他們提供幫助的“老師傅”是來自工程制造總務部的幸丸研二和來自動力傳動系統(tǒng)制造基礎技術部的為末裕之。二位“老師傅”都是有著20~30年工作經驗的老手,他們指導了飛鳥三人制造、組裝零件。

幸丸

我進入豐田工作已經有31年的時間。2021年3月左右,同為工程制造總務部的年輕成員和我說:“我們想做變速器和汽車行駛系統(tǒng)的零件,總共有200個左右,希望能得到您的幫助”,彼時我才知道他們參加了這項復原項目。也是那時候,我第一次聽說了TOYOPET RACER復原的事,第一次知道70年前豐田竟然就有這樣的事物,真是厲害。因此我暗暗想道“必須助他們一臂之力”。

來自工程制造總務部的幸丸(照片中央)看著正在反復進行討論的成員們

為末

我也是在那時才知道TOYOPET RACER的存在的。我當時特別高興,“好久沒有做涉及FR(后輪驅動)手動變速器的工作了?!蔽胰肼氊S田已有30年的時間,其中有24年在負責變速器的試制工作。回想起來,F(xiàn)R手動變速器的試制產品也只有諸如出租車等幾種車而已,但這是一個可以被稱作“汽車制造原點”的結構。

來自動力傳動系統(tǒng)制造基礎技術部的為末(照片左側)正在對成員進行指導

然而,在傳動裝置的復原工作中,最大的零件就是通過鑄造制造出來的變速器殼體。但是,如果委托其他公司做的話,光是這一項就需要花費數(shù)百萬日元。即使是在公司內部制作,如果直接采用當時的制造方法,制作模具也需要花費很高的成本和很長的時間。

于是,在另一位老師傅的幫助下,他們靈活運用了3D打印模具的技術。關于他們在數(shù)字技術方面的嘗試,下次我們將會再設一個主題深入展開介紹。

鑄造零件是用電爐將熔化的金屬灌入砂型中制成。這是用于制造形狀復雜的零件或大型零件的傳統(tǒng)加工方法

意想不到的“幸運”

在開始復原變速器的3個月后,成員們迎來了一份意想不到的幸運驚喜:他們找到了原車的變速裝置。

飛鳥

在復原的過程中,我們新發(fā)現(xiàn)了TOYOPET SD型的發(fā)動機和變速器,于是大家決定將其修復翻新(復原到原來的狀態(tài))。它們可以成為復原過程中的“教科書”,然而,在嚴格的整體日程安排中,變速器的制造進度有可能趕不上車輛的試跑。考慮到有很多情況是讓車真正跑起來之后才能知道的,于是為了能讓汽車在早期階段達到可以試跑的狀態(tài),項目組成員決定同時進行復原工作和修復翻新。

留在復原項目的合作公司——新明工業(yè)的TOYOPET SD型發(fā)動機和變速器

當然,修復翻新作業(yè)需要特別的技術和經驗。對于這項新的工作,為末和工程制造總務部的成員們?yōu)轫椖拷M提供了強有力的支持。

首先必須將組裝完成的變速器拆開,把零件一個一個擺出來。但是,由于內部生銹嚴重,三人對此束手無策。另外,貫穿齒輪的傳動軸更是無論如何也拔不出來。

內部生銹嚴重的原車變速器

石田

為了去除銹斑,需要使用什么東西來打磨等,這些經驗是只有懂行的人才掌握的。為末先生教了我們去除銹斑的方法,他也親自幫我們做了很多去除銹斑的工作。

為末

傳動軸是壓入齒輪的一個狀態(tài),按理來說只要給予一定程度的沖擊就能將它剝離出來,但是他們三位認為這么做“可能會損壞零件”,所以這條路沒能行得通。但是,我覺得他們已經很努力了,畢竟一開始都是采取手工作業(yè)的。但是考慮傳動軸的生銹情況太過嚴重,最后只能用機器了。

上圖是為末正在用熟練的技術和巧妙的手法,仔細拆分生銹了的變速器

光是想象一下,這個作業(yè)都足以叫人頭痛了,但是在為末和工程制造總務部的全力協(xié)助下,所有的零件都被打磨完成,原車變速器的修復翻新工作完成了。

打磨后重新組裝的原車變速器。在保留了過去車輛年代感的同時煥然一新

經驗豐富的老師傅初次嘗試復刻手動變速器

按照70年前的設計圖復刻手動變速器,由于零件構造、形狀與現(xiàn)代車型完全不同,因此即便是對于幸丸、為末這般具有豐富經驗的“老師傅”來說,嘗試制作、組裝舊型號構造變速器零件的工作也具有挑戰(zhàn)性。

為末

本人既經歷了原零件的修復翻新工作,又參與了從零開始復刻組裝變速器的挑戰(zhàn)。說實話,我覺得后者難度要大得多。

幸丸

從零開始制作變速器,我們首先要考慮像差速齒輪這種結構的零件,要使用怎樣的金屬材質,為保證強度要進行怎樣的熱處理等問題。另外,大家手上的舊設計圖中還標注使用了一些現(xiàn)在不再使用的材料。而且,也沒有明確記錄尺寸公差(指設計圖允許范圍內的尺寸偏差)。因此,我們不得不自己挑選替代材料、確定尺寸數(shù)值。

上圖中造物達人幸丸等老師傅,正在帶領組員研究原變速器零件,制定復刻版變速器的零件規(guī)格。

利用現(xiàn)已不常用的“實物對照”技巧

飛鳥、本多、石田三人,在制作齒輪與轉動軸等變速器主要零件時,尋求了造物工程部的指導,在同事的大力幫助下共同克服重重困難。這些對于三人來說都是從未有過的嘗試。

復刻一輛TOYOPET RACER所需的零部件接近200種,而這些零件全都要從無到有,逐一制作。這項工作無疑對于兩位老師傅而言,也是一段特別的經歷。

按照最初計劃,軸承、襯套、油封圈等零件將選用通用產品。于是,三人便開始了細致入微的篩選工作。

首先,他們通過組裝截面設計圖提供的有限信息,判斷零件的必要性。在考慮是否與周邊零件有縫隙等因素的同時,分別對規(guī)格不同的通用產品進行比對試用。最后發(fā)現(xiàn),除公司內部制作的零件外,還需要采購一些必要的市售通用零件。

所有準備工作完成后,三人終于在變速器組裝專家為末的指導下,正式進入了組裝復刻變速器零件的工作階段。

本多在為末的指導下,正在組裝變速器齒輪。

為末

進入到組裝工序后,依然問題不斷、狀況頻出。譬如突然發(fā)現(xiàn)零件不夠,三人緊急重新設計并制作了缺少的零件。又或是在組裝需要轉動的零件時,發(fā)現(xiàn)預留間隙不足導致零件無法轉動。于是不得不把零件拆下來,削薄一些再裝回去。他們在工作中多次利用了現(xiàn)已不常見的“實物對照”工作技巧。

本多

一般在設計工作中,零件結構要完全按照零件設計圖制作,設計圖上會標出尺寸、形位公差等信息。在確認零件之間的間隙距離、安放位置后,再委托制作零件。另外,零件制作一線也要根據(jù)設計圖紙確定原料尺寸、結構尺寸,再開始后續(xù)工作。

但是,這次的零件制作方式卻大相徑庭,要通過反復進行錯誤驗證來制定零件尺寸。如此一來,就要在保障零件功能不受影響的同時,不斷與零件進行“對話”。這對制造技巧有著極高的要求,且還需要擁有創(chuàng)意巧思。本人能有機會在一線體驗如此特殊的工作,倍感榮幸且收獲頗多。

到此為止,傳動系統(tǒng)工作小組的原零件修復翻新工作與變速器復刻工作均已結束。

上圖為新制4擋手動變速器。

幸丸

回想當初與三人見面時,每個人都愁容滿面。如今,在他們的努力下,這項工程得以順利完成,真的實屬不易。我非常期待今后他們在工作中的表現(xiàn)。

為末

進行這項特殊工作時,他們經歷了各種各樣的意外,肯定也曾有過沮喪的心情。但正因為他們付出了巨大的努力,才收獲了成功。在此,我要向他們表示由衷地贊許。

許多事不親自體驗就不會知道

本期采訪完成時復刻項目還未結束,但飛鳥、本多、石田三人回望這段特殊時光,各自講述了他們感悟到的“成長”。

飛鳥

面對70年前的一線老師傅都從未見過的設計圖,以及毫無頭緒的舊車型處理方式等問題,所有人不問立場、守望相助、集思廣益。共同出謀劃策跨越難關,大家建立起了親密的互助關系。今后,如果還要挑戰(zhàn)制作史無前例的物品,這次的經驗一定會派上用場。

通過參與這一特殊項目,無論是在公司內還是公司外,我們都建立起了全新的人脈網。今后,如果有想要制作某種物品的想法的話,很快便能決定要找誰商量。

無論是復刻變速器,還是修復翻新原車零件的工作,缺少任何一位為這次項目提供幫助的人都很難完成。我真的非常感謝所有參與本項目的相關人員。最后,能夠實現(xiàn)我的初衷,得到研究汽車整體結構的機會,對于自己來說也可謂收獲頗豐。

本多

通過參與這次復刻項目,我學到了造物的基本知識,積累了縱覽汽車整體結構進行設計的寶貴經驗。特別是,我再次認識到了完成制造工作時要扎根一線的重要性。有了這次經歷,今后我將會更加注重一線造物的“過程”。不拘泥于現(xiàn)有概念,深入現(xiàn)場,爭取成為一名既重視性能設計,又能兼顧制造的優(yōu)秀設計師。

另外,作為這次項目的最初目的,今后我將更加注重考慮汽車整體結構、各零件布局,帶著不輸給老前輩們的熱情,努力“制造更好的汽車”。

石田

以前,我總覺得只要有設計圖就能制造出想要的東西,但事實證明,造物并沒有想象中那么簡單。我們必須要提前掌握設計圖紙上沒有寫出來的內容、加工方法等信息。這樣在委托給制作部門的同事時,如果被問到“這里要用什么材料?使用哪種加工方法?設計圖上的這種形狀做不出來,要怎么辦?”等問題時,才能即時作答。而調查材料與加工方法的這一過程,也能學到很多知識。

而且,現(xiàn)在造車早已實現(xiàn)了自動化生產,但過去的人們卻只能用最原始的機械組裝方式,這令我再次感受到了老技術中蘊藏的智慧。通過這次寶貴的經驗,使我感悟到了造物的原點。

上圖從左到右分別是石田、本多、飛鳥三位項目組員。他們在接受采訪時回顧了這段充實又有意義的時光。

下期,豐田時報將為大家?guī)碡撠煱l(fā)動機修復翻新工作項目組的精彩報道,敬請期待。

(文章:涉谷康人)

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