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。
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個以上的鍛模。用最初的鍛模做一個大致形狀，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。
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。
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。
三木
我個人認(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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