現(xiàn)代汽車制造業(yè)中機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用研究

杜彥君

摘 要：文章從汽車產(chǎn)品的機(jī)械加工技術(shù)和零部件的流水線生產(chǎn)技術(shù)兩方面概括了我國(guó)汽車制造業(yè)中機(jī)械加工技術(shù)的特點(diǎn)，闡述了目前汽車制造業(yè)中高速加工技術(shù)、先進(jìn)刀具和柔性加工技術(shù)的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：汽車制造業(yè);機(jī)械加工技術(shù);流水線生產(chǎn)技術(shù)

中圖分類號(hào)：U468.2+2 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）09-220-03

Research on the Application of Mechanical Processing Technology inModern Automobile Manufacturing Industry

Du Yanjun

（?Yuncheng Polytechnic College， Department of Automotive Engineering， Shanxi Yuncheng 044000?）

Abstract：?This paper summarized the characteristics of machining technology in China's automobile manufacturing industry from the aspects of mechanical processing technology and assembly line production technology of automotive products， and expounded the application of high-speed machining technology， advanced tool and flexible processing technology in automobile manufacturing industry.

Keywords： Automotive manufacturing; Machining technology; Assembly line production technology

CLC NO.： U468.2+2 ?Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2020）09-220-03

1 我國(guó)汽車制造業(yè)機(jī)械加工技術(shù)現(xiàn)狀

20世紀(jì)50年代初，長(zhǎng)春第一汽車廠通過(guò)對(duì)全國(guó)一些原有汽車配件生產(chǎn)廠進(jìn)行技術(shù)改造，成立了我國(guó)第一批汽車制造廠。在20世紀(jì)70年代，為提高載貨車的生產(chǎn)量，我國(guó)成立了第二汽車制造廠，同時(shí)組織了多個(gè)機(jī)床生產(chǎn)科研單位研發(fā)自動(dòng)線和高效專用設(shè)備。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)國(guó)民生活得到了很大提高，民眾對(duì)轎車的需求開始出現(xiàn)明顯提高，到了20世紀(jì)80年代，我國(guó)汽車制造業(yè)開始將生產(chǎn)重心從載貨車轉(zhuǎn)向轎車。由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的制造技術(shù)、機(jī)床設(shè)備和工人生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)主要針對(duì)載貨汽車，缺乏在轎車制造方面的機(jī)加工設(shè)備和制造技術(shù)，所以我國(guó)主要依賴從發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)大量汽車制造技術(shù)和加工設(shè)備。

多年以來(lái)，隨著我國(guó)汽車制造企業(yè)對(duì)國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的不斷學(xué)習(xí)，并進(jìn)行技術(shù)再創(chuàng)新，我國(guó)的汽車制造技術(shù)得到了很大提升，機(jī)加工設(shè)備也由原來(lái)的嚴(yán)重依賴進(jìn)口到現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)部分裝備國(guó)產(chǎn)化，崛起一批如沈陽(yáng)機(jī)床等優(yōu)秀的機(jī)床生產(chǎn)制造廠。但是，我國(guó)汽車制造業(yè)與國(guó)外先進(jìn)汽車制造廠仍有很大差距，主要表現(xiàn)在生產(chǎn)線機(jī)械作業(yè)能力還比較弱，關(guān)鍵裝備和生產(chǎn)技術(shù)方面仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

2 汽車制造業(yè)的機(jī)械加工特點(diǎn)

2.1 汽車產(chǎn)品的加工技術(shù)?

產(chǎn)品質(zhì)量是贏得市場(chǎng)的一個(gè)重要因素。汽車由數(shù)萬(wàn)個(gè)零部件組成，作為一種特殊的民用產(chǎn)品，往往要求其設(shè)計(jì)壽命超過(guò)十年，并且外觀漂亮，性能可靠，因?yàn)檫@不僅影響著汽車整體市場(chǎng)銷售情況，更重要的是作為一種交通工具，其安全性能直接關(guān)乎著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。這就對(duì)制造汽車的機(jī)床提出了要求，機(jī)床的加工能力要能達(dá)到汽車零部件要求的精度、壽命和可靠性等，尤其是機(jī)床的加工精度直接影響著零部件的尺寸、幾何形狀等參數(shù)。目前，國(guó)內(nèi)機(jī)床還只能應(yīng)用于一些非關(guān)鍵零部件的加工過(guò)程或核心零部件的粗加工過(guò)程。

2.2 汽車零部件的流水線生產(chǎn)技術(shù)

汽車制造業(yè)生產(chǎn)的顯著特點(diǎn)是大規(guī)模和集成化。這就要求數(shù)控機(jī)床不僅要達(dá)到控制精度要求，還要實(shí)現(xiàn)與整條汽車生產(chǎn)線很好的融合，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，流水生產(chǎn)線一直是汽車及零部件生產(chǎn)方式的主體，其根本技術(shù)是集成技術(shù)——將工藝系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成為流水生產(chǎn)線^[1]。

（1）工藝系統(tǒng)，即機(jī)床-工具-工件系統(tǒng)^[1]。對(duì)于柔性生產(chǎn)線，同一條生產(chǎn)線可以生產(chǎn)不同品種的產(chǎn)品。產(chǎn)品的差異性越大，生產(chǎn)線的柔性越強(qiáng)。因此，柔性生產(chǎn)線在滿足多品種、小批量生產(chǎn)的條件下，仍能實(shí)現(xiàn)剛性生產(chǎn)線的低成本和高效率。隨著新一代年輕人成為購(gòu)車用戶主體，個(gè)性化定制將成為未來(lái)汽車生產(chǎn)的主要模式。因此，柔性生產(chǎn)線將在汽車行業(yè)發(fā)展中占據(jù)越來(lái)越重要的位置。生產(chǎn)線的柔性強(qiáng)弱主要與機(jī)床的水平、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度有關(guān)。

（2）物流系統(tǒng)由原材料處理、貯存、上下料裝置和機(jī)床間傳輸裝置組成^[1]。合理的確定生產(chǎn)線物料的在制數(shù)量，在及時(shí)響應(yīng)生產(chǎn)需求的同時(shí)，還要控制企業(yè)的生產(chǎn)成本。在物料運(yùn)送過(guò)程中，針對(duì)不同物料的特點(diǎn)，采用多種不同策略的送料過(guò)程，保證車間生產(chǎn)過(guò)程按照生產(chǎn)線節(jié)拍進(jìn)行。

（3）信息系統(tǒng)是用于對(duì)參與生產(chǎn)過(guò)程的各種設(shè)備信息的采集和控制。信息系統(tǒng)通過(guò)對(duì)生產(chǎn)線的生產(chǎn)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)器設(shè)備的工作情況、數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況及各種物料實(shí)際準(zhǔn)備情況，并對(duì)故障情況進(jìn)行報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)狀況的控制。

3?現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

目前，汽車制造業(yè)主要以多品種、小批量生產(chǎn)為主，制造工藝要求達(dá)到高效、高速、柔性，因此高速加工技術(shù)、高速加工刀具以及柔性制造技術(shù)等在汽車制造業(yè)中應(yīng)用較為廣泛。

3.1 高速加工技術(shù)

高速加工技術(shù)和傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，加工工藝有很大的不同，常規(guī)加工使用低轉(zhuǎn)速主軸，進(jìn)給慢，單行程;高速加工技術(shù)使用高轉(zhuǎn)速主軸，進(jìn)給快，多行程。高速加工費(fèi)用比較昂貴，目前主要用于汽車上很多零部件的模具開發(fā)過(guò)程，如形狀不規(guī)則的儀表盤、中控臺(tái)的模具，曲面復(fù)雜的覆蓋件模具、形狀復(fù)雜的缸體模具和輪轂?zāi)＞叩?。這是因?yàn)楦咚偌庸ぜ夹g(shù)有其專有的優(yōu)勢(shì)：1）可以提升汽車模具開發(fā)的工作效率。在運(yùn)用高速加工技術(shù)進(jìn)行汽車模具的開發(fā)中，其本身所使用的切削工藝能夠大大提升汽車模具開發(fā)過(guò)程中的工作效率，而其本身所含的一系列工序?qū)τ谠酒嚹＞唛_發(fā)中的工序省略，同樣能夠大幅度提升其工作效率，對(duì)汽車模具產(chǎn)量的增加也有著一定推動(dòng)作用^?[2]。2）可以提高模具的精準(zhǔn)度。在運(yùn)用高速加工技術(shù)進(jìn)行汽車模具的開發(fā)中，由于其本身多具有的一次成型特性，這就使得汽車模具開發(fā)本身的精準(zhǔn)度大大提高，并能夠極大程度的降低汽車模具表面瑕疵的出現(xiàn)，高速加工技術(shù)對(duì)于汽車模具開發(fā)來(lái)說(shuō)有著極為重要的意義^[3]。采用高速加工技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)快速多次切削，并且保證較高的切削精度，大大縮短生產(chǎn)周期。信息化技術(shù)的快速發(fā)展為高速加工技術(shù)的應(yīng)用提供了更有力的支撐。目前高速加工技術(shù)已逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)加工技術(shù)，生產(chǎn)人員通過(guò)對(duì)汽車生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝和工序進(jìn)行更新調(diào)整，使得高速加工技術(shù)使用環(huán)境得到優(yōu)化，產(chǎn)品加工質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。

3.2?先進(jìn)的刀具

機(jī)床切削操作的完成最終要依靠機(jī)床刀具來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，刀具的質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響。性能、質(zhì)量高的刀具，可以提高機(jī)床的切削效率，提升汽車產(chǎn)品的質(zhì)量。目前，以制造多品種、小批量的汽車零部件為主要的發(fā)展方向，制造工藝的特點(diǎn)主要以高速、高效、柔性為主。為能夠有效配合制造業(yè)的發(fā)展，除了要使用先進(jìn)的制造設(shè)備，還需要對(duì)復(fù)合加工刀具大量的應(yīng)用以及提高其工藝水平^[4]。發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視對(duì)先進(jìn)刀具的開發(fā)和應(yīng)用，其制造企業(yè)往往投入大量的費(fèi)用用于研發(fā)和推廣應(yīng)用，因此國(guó)外先進(jìn)刀具制造水平要遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)，我國(guó)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)加工機(jī)床往往采用進(jìn)口刀具，可以達(dá)到非常高的尺寸精度和質(zhì)量穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)的刀具制造商還需要加快開發(fā)速度，才可能追趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的刀具水平。

3.3 柔性制造技術(shù)

在目前汽車市場(chǎng)的需求不斷變化的背景下，汽車制造企業(yè)必須隨時(shí)關(guān)注市場(chǎng)變化，并且根據(jù)變化快速調(diào)整生產(chǎn)方案，傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)方式已無(wú)法滿足，而柔性制造技術(shù)可實(shí)現(xiàn)這種要求。柔性制造是以消費(fèi)者為導(dǎo)向，以需定產(chǎn)，在數(shù)控技術(shù)的支持下，以工藝設(shè)計(jì)為先導(dǎo)，可以減少生產(chǎn)準(zhǔn)備實(shí)踐和輔助工時(shí)，從而縮短生產(chǎn)周期、降低產(chǎn)品成本、加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。柔性制造技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，在實(shí)際應(yīng)用中主要形成了3種較成熟的應(yīng)用模式，分別為柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)以及柔性制造線^[5]。目前我國(guó)轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線多使用柔性制造線^[6]。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐下，柔性制造技術(shù)已實(shí)現(xiàn)將企業(yè)中的工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及經(jīng)營(yíng)管理等要素整體聯(lián)系起來(lái)，達(dá)到全局最優(yōu)化，總體高效益的目的。由于其投入少、運(yùn)行快、產(chǎn)出大，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，已進(jìn)入實(shí)用化階段，是制造設(shè)備和系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，在汽車制造業(yè)已占據(jù)一席之地。

4?結(jié)論

近幾年，我國(guó)汽車制造業(yè)機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展迅速，但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定差距。在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)加工設(shè)備，積極借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們要發(fā)揮自主創(chuàng)新精神，切實(shí)提高我國(guó)的機(jī)械加工水平，為汽車制造業(yè)的發(fā)展打好基礎(chǔ)。

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