機(jī)械加工技術(shù)在汽車制造維修中的使用

王康俊

摘要：本文以“汽車曲軸制造”為例，從汽車曲軸三維模型設(shè)計(jì)、汽車曲軸三維有限元分析、模擬數(shù)控加工三個(gè)方面入手，探討了機(jī)械加工技術(shù)在汽車制造維修中的具有實(shí)踐應(yīng)用。結(jié)果表明：機(jī)械加工技術(shù)不僅可以幫助汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化、流水化作業(yè)，還能保證汽車的生產(chǎn)效率和效果，為及時(shí)解決汽車制造維修問題，延遲汽車使用壽命打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，該技術(shù)值得被進(jìn)一步推廣和應(yīng)用于汽車制造維修領(lǐng)域中。

Abstract： Taking "Automobile Crankshaft Manufacturing" as an example， this paper discusses the practical application of machining technology in automobile manufacturing and maintenance from three aspects of automobile crankshaft three-dimensional model design， automobile crankshaft three-dimensional finite element analysis and numerical control machining simulation. The results show that machining technology can not only help the automobile industry to realize automation and flow operation， but also ensure the production efficiency and effect of automobile， which lays a solid foundation for solving the problems of automobile manufacturing and maintenance in time and delaying the service life of automobile. Therefore， the technology is worthy of further promotion and application in the field of automobile manufacturing and maintenance.

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工技術(shù);汽車制造維修;應(yīng)用

Key words： machining technology;automobile manufacturing and maintenance;application

中圖分類號：F407.471? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）19-0127-02

0? 引言

機(jī)械加工作為我國國民重要經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，在我國工業(yè)制造水平的不斷提高下，機(jī)械加工技術(shù)在汽車制造維修領(lǐng)域中發(fā)揮出了重要的應(yīng)用價(jià)值：不僅可以促進(jìn)汽車制造技術(shù)的健康、可持續(xù)發(fā)展，還能提高汽車零件加工的質(zhì)量和精密度，為實(shí)現(xiàn)汽車制造業(yè)的自動化、智能化、信息化管理提供重要的技術(shù)保障。因此，為了最大限度地提高汽車制造維修的智能型和科技性，如何將機(jī)械加工技術(shù)科學(xué)應(yīng)用于汽車制造維修中是技術(shù)人員必須思考和解決的問題。

1? 機(jī)械加工技術(shù)在汽車制造維修中的運(yùn)用

1.1 切削技術(shù)的運(yùn)用

切削技術(shù)作為機(jī)械加工技術(shù)的典型代表，通過利用該技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對汽車各個(gè)零部件的生產(chǎn)和加工。特別是在高精度的汽車制造維修領(lǐng)域中，更是離不開切削技術(shù)的應(yīng)用，在切削技術(shù)的應(yīng)用背景下，技術(shù)人員可以按照所設(shè)置的切削工序，對汽車零部件的安裝效果進(jìn)行優(yōu)化。此外，在智能化加工技術(shù)的不斷發(fā)展和普及下，技術(shù)人員通過利用切削技術(shù)，可以對各種發(fā)動機(jī)、變速器等零件的精細(xì)化生產(chǎn)，從根本上解決零件生產(chǎn)粗糙化問題。

1.2 數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用

數(shù)控機(jī)床具有性能高、加工精度高、主軸配置高等特點(diǎn)，通過將數(shù)控機(jī)床科學(xué)應(yīng)用于汽車制造維修中，可以最大限度地提高汽車加工的精密度，提高汽車的運(yùn)行性能，為有效地延長汽車的使用壽命產(chǎn)生積極的影響。在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用背景下，技術(shù)人員可以借助該機(jī)床的頂置刀庫功能，盡可能降低機(jī)床占用面積，縮短換刀時(shí)間，為提高汽車制作維修效率和效果提供有力的保障。由此可見，數(shù)控機(jī)床具有非常高的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用前景，值得被進(jìn)一步推廣和應(yīng)用于汽車制造維修中。

2? 機(jī)械加工技術(shù)在汽車制造維修中的具體實(shí)踐應(yīng)用

CAD/CAE技術(shù)作為機(jī)械加工技術(shù)的核心組成部分，為了將機(jī)械加工技術(shù)更好地應(yīng)用于汽車制造維修領(lǐng)域中，技術(shù)人員要以“汽車曲軸制造”為例，將CAD/CAE技術(shù)應(yīng)用于汽車曲軸制造實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域中，充分發(fā)揮和利用該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.1 汽車曲軸生產(chǎn)加工技術(shù)的應(yīng)用

對于汽車發(fā)動機(jī)而言，其關(guān)鍵動力傳輸裝置的主要組成部分主要以汽車曲軸為主，該組成部分在汽車的整個(gè)制造維修領(lǐng)域中占據(jù)著舉足輕重的地位。目前，傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)模式，過于單一、落后，無法有效地滿足現(xiàn)代化發(fā)動機(jī)生產(chǎn)需求。因此，在機(jī)械加工技術(shù)的不斷普及和推廣下，將該技術(shù)科學(xué)應(yīng)用于汽車曲軸制造領(lǐng)域中是勢在必行[1]。汽車曲軸主要由兩種材料組成，一種是鋼材，另一種是墨鑄鐵。通常情況下，為了保證經(jīng)濟(jì)可行性，縮小材料使用成本，技術(shù)人員要優(yōu)先選用墨鑄鐵材料，并將其應(yīng)用于主軸頸和漣桿軸兩個(gè)部位。此外，在使用墨鑄鐵期間，技術(shù)人員要實(shí)時(shí)觀察和控制墨鑄鐵的整個(gè)熔煉過程，當(dāng)熔煉加工結(jié)束后，技術(shù)人員要采用精加工的方式[2]，對汽車曲軸進(jìn)行精細(xì)化加工，以保證汽車曲軸加工質(zhì)量。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)通過將光譜設(shè)備儀器應(yīng)用于發(fā)動機(jī)曲軸制造中，在降低鑄造成本方面發(fā)揮出重要作用。例如：為了保證汽車曲軸鑄造水平，技術(shù)人員要采用擠壓造型法，自動化調(diào)整和控制鑄造氣體的排放量，同時(shí)，還要利用智能化感應(yīng)器，最大限度地降低人為干擾因素對汽車曲軸鑄造精度產(chǎn)生的不良影響。

2.2 機(jī)械制造技術(shù)在汽車曲軸制造加工維修中的具體應(yīng)用流程

在機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用背景下，技術(shù)人員要按照如圖1所示汽車曲軸加工維修流程，不斷優(yōu)化汽車曲軸制造維修方案。

2.2.1 汽車曲軸三維模型設(shè)計(jì)

在機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用背景下，為了保證汽車曲軸制造加工維修水平，技術(shù)人員要做好對曲軸三維模型的構(gòu)建和設(shè)計(jì)，同時(shí)，還要借助CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)建相應(yīng)的曲軸三維模型[3]，只有這樣，才能從根本上提高汽車曲軸質(zhì)量的管控水平。此外，在使用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件期間，技術(shù)人員要針對汽車曲軸的功能特點(diǎn)，借助該軟件系統(tǒng)的圖案制作功能，構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)體模型。汽車曲軸設(shè)計(jì)尺寸如表1所示。

2.2.2 基于ANSYS對曲軸三維有限元進(jìn)行分析

為了保證設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建水平，技術(shù)人員要采用三維有限元分析法，對汽車曲軸進(jìn)行制造維修處理，以充分發(fā)揮和利用機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。在三維有限元分析法的應(yīng)用下，技術(shù)人員要針對汽車曲軸的功能特點(diǎn)[4]，在保證實(shí)體模型構(gòu)建質(zhì)量的前提下，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，確保該設(shè)計(jì)模型與汽車制造維修實(shí)踐應(yīng)用場景相符合。在具體的實(shí)踐中，技術(shù)人員要嚴(yán)格按照如圖2所示的三維有限元分析流程，將所設(shè)置好的逆模型導(dǎo)入并應(yīng)用于ANSYS系統(tǒng)中。首先，要遵循結(jié)構(gòu)性順序，將汽車曲軸劃分為主軸頸和連桿軸頸兩個(gè)部分，同時(shí)，對這些組成部分進(jìn)行三維有限元分析，此外，還要根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，采用多面體單元分析法，保證有限元分析結(jié)果的精確性和真實(shí)性[5]。其次，當(dāng)汽車曲軸有限元模型構(gòu)建完成后，技術(shù)人員還要對汽車曲軸的功能特性進(jìn)行重點(diǎn)分析，在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對汽車曲軸振動參數(shù)的科學(xué)檢測。這是由于汽車在日常的行駛中，汽車曲軸會在外界負(fù)載作用力的影響下，產(chǎn)生周期性變化現(xiàn)象，甚至?xí)l(fā)汽車曲軸的共振問題，造成汽車曲軸出現(xiàn)不同程度的破壞，通過對汽車曲軸的共振參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測[6]，可以實(shí)現(xiàn)對汽車曲軸的全面保護(hù)。

2.2.3 模擬數(shù)控加工

當(dāng)完成以上操作步驟后，技術(shù)人員要借助CAXA軟件，對汽車數(shù)控加工過程進(jìn)行精確化模擬。在這一過程中，首先，要將采集好的信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入到指定的參數(shù)表中，同時(shí)，還要針對系統(tǒng)提示信息，對曲面方向進(jìn)行實(shí)時(shí)改變，此時(shí)，系統(tǒng)會自動進(jìn)入到智能化計(jì)算模式中，從而形成一道刀具軌跡，這說明數(shù)控加工工作正式執(zhí)行。此外，為了進(jìn)一步提高汽車曲軸制造維修質(zhì)量，技術(shù)人員要借助滾壓機(jī)床，對汽車曲軸關(guān)鍵制造維修環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。另外，還要針對滾壓力的實(shí)際變化情況[7]，對最終的滾壓效果進(jìn)行優(yōu)化。例如：為了避免因滾壓力過大而增加滾壓力度，使得汽車曲軸出現(xiàn)變形問題，技術(shù)人員要重視對滾壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，確保該滾壓力始終處于所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。最后，為了保證滾壓加工水平，技術(shù)人員要在科學(xué)控制滾壓力的基礎(chǔ)上，將應(yīng)變儀科學(xué)安裝于汽車曲軸容易出現(xiàn)變形的位置，然后，借助滾壓臂的作用，科學(xué)調(diào)整和控制滾壓力，為實(shí)現(xiàn)對滾壓力的自動化管控創(chuàng)造良好的條件。

3? 結(jié)束語

綜上所述，在機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用背景下，汽車制造維修工作取得了有效的進(jìn)展，不僅提高汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，還縮短了汽車制造維修成長，為提高汽車運(yùn)行性能，延遲汽車使用壽命創(chuàng)造良好的條件。因此，技術(shù)人員在再接再厲，不斷學(xué)習(xí)和創(chuàng)新機(jī)械加工技術(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子技術(shù)、人工智能技術(shù)等各種新型技術(shù)與機(jī)械制造加工進(jìn)行充分結(jié)合，促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。另外，各大高校要采用校企合作的方式，借助產(chǎn)教融合理念，為我國機(jī)械加工行業(yè)培養(yǎng)一大批優(yōu)秀的技術(shù)型人才，為促進(jìn)汽車制造業(yè)的迅猛發(fā)展夯實(shí)人才基礎(chǔ)。

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