數控技術在汽車制造中的應用

馬興飛（商丘工學院,河南　商丘　476000）

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數控技術在汽車制造中的應用

馬興飛
（商丘工學院,河南商丘476000）

摘 要：近年來，機械加工業各類加工技術快速發展，新技術、新產品在不斷發展和應用，特別是以數控技術發展為先導的柔性制造系統組成計算機/現代集成制造系統(CIMS)來解決柔性和高效率的矛盾。目前，汽車零部件的生產大多采用柔性制造單元組成計算機/現代集成制造系統(CIMS)。本文立足現狀，以數控技術特點及其發展，說明數控技術在汽車制造中的應用于前景。

關鍵詞：數控技術，汽車制造，應用

1　數控機床的特點

數字控制（Computerized Numerical Control）簡稱數控。是用數字化的代碼對加工對象的工作過程實現自動控制的一種方法。數控機床的操作和監控全部在數控單元中完成，它是數控機床的大腦。與普通機床相比，數控機床有如下特點：

（1）自動化程度高，勞動強度低。

（2）加工精度高，產品一致性好。

（3）多軸聯動，能夠實現復雜工件的加工。

（4）機械傳動鏈短，結構簡單，生產效率高。

2　數控技術在汽車制造中的應用

（1）數控技術在汽車零部件生產中的應用。近幾年來，經濟發展速度加快，汽車加工工業也得到一個很好的發展空間，并保持良好的發展勢頭，因而汽車零部件的加工制造技術也隨之快速發展，數字技術的出現可以有效地使原本發展平緩的汽車零部件生產技術得到更快速的發展。數控機床于最近幾年來在汽車零部件制造工藝上得到了大力推廣，使用數控機床生產出來的汽車零部件的品質在原有的基礎上又提升了一個檔次，同時還提高了加工生產的效率。極大的滿足現今競爭比較激烈的機械制造行業的市場要求，還能夠有效地降低生產成本，以此可以實現一次投入，長期收益的良好生產目標。傳統的汽車加工工業主要講究規模化與效益化，然而隨著數控技術的出現及其在汽車加工制造業上得到廣泛應用，使這一傳統規律被打破，從而實現了多品類、小批量、小規模、高效率的生產目標。另外在數控技術中，虛擬現實控制技術、柔性制造系統、計算機輔助制造技術也都在汽車制造工藝中得到了廣泛的應用。

發動機作為汽車的心臟，精度要求非常之高，而且加工工藝復雜。氣缸體是發動機的最大零件，也是其他零部件的主要支撐體。氣缸體需要先鑄造，再用數控加工中心銑“三孔四面”，然后還要使用數控鏜床進行精鏜缸筒。活塞也是先行鑄造，再用數控加工，最后精磨。連桿則是先鍛造，再用數控加工。曲軸對動平衡要求非常高，凸輪軸的凸輪型線精度要求很高，必須使用數控機床加工。發動機上最復雜的氣缸蓋就更要使用多種數控機床加工了。發動機的油底殼采是沖壓而成，貌似和數控機床毫無關系，但是其沖壓模具卻是用數控機床加工出來的。

變速箱是汽車中重要的傳動機構，內裝很多的軸類零件和裝在其上的齒輪。現在汽車加工工業中，變速箱中所有的軸和齒輪都數控機床加工制造的。現在加工齒輪常采用插齒、剃齒、滾齒等工藝加工，數控機床在齒輪加工中有很大的優勢，加工精度高，生產效率高。軸類零件在初步加工后，還要銑鍵槽，拉花鍵等，為了提高配合精度，都要使用數控機床。變速箱殼體鑄造完成后，還要在數控加工中心上銑端面、鉆軸孔，保證各軸間的間距。

驅動橋也是重要的傳動機構。驅動橋中的主減速器兩個準雙曲面齒輪則必須由數控機床加工。差速器中的錐齒輪也要在數控機床上加工。橋殼在鑄造后還有銑削端面及鉆孔，端面上的幾個螺栓孔則由由專用機床一次加工完成。

在汽車中還有很多難加工的零部件，它們用普通機床是無法加工的，只能用到數控機床加工。比如大批量汽車發動機，變速箱，底盤主要零部件則需要五軸的數控加工中心加工。

在眾多機床中，車床以其結構簡單，價格低廉，卻可以用于各種軸類、盤類零件的生產，得以在機械零部件的生產加工中得到了廣泛應用，尤其是數控車床，精度高、穩定性強、故障率低，在汽車工業中頗受用戶的青睞，在汽車制造業中得到應用廣泛，處于主導地位。數控車床在汽車制造業中可以用來加工軸類、盤類零件，如凸輪軸、曲軸、飛輪、輪轂、制動盤、一軸、二軸、齒輪、齒套，而軸類零件和盤類零件在整個汽車的零部件中，是占主導地位的。

（2）數控技術在汽車整車生產中的應用。汽車整車生產中有四條線，即沖壓、焊接、涂裝和總裝線，無處不用到數控機床。在自動化生產線中應用最多的則是數控技術控制的機械手和傳輸裝置，使工人裝配更精準、方便、快捷。隨著數控技術的發展，也出現了一些不需要人工控制的全自動化生產線，最典型、應用最廣泛的就是自動化車身前板生產線，完全由機器控制，不需人工干預，增加了生產效率而且減少了對人體的傷害。還有自動焊接機器人，焊接質量高，焊接速度快，是人工焊接的百倍以上。

3　數控技術在汽車工業中的發展前景

從整個汽車行業來看，數控技術在多品類加工、中小批量生產中，有很明顯的優勢，因此在汽車制造行業中，有著尤為重要的地位。它不僅能加工各種機械構件，還能完成汽車鈑金、底盤焊接、軸的鍛造、整車裝配、電火花、激光等特種加工。在加工中將給中加工能力很強的設備如數控立式/臥式銑削加工中心，萬能車削加工中心等用于柔性制造系統（FMS）中，很大程度地提高了其加工能力和柔性性能。數控技術日漸成為制造業發展的必然趨勢，以數控機床構成的柔性制造系統（FMS）和計算機集成制造系統(CIMS)占據成為機械加工業的重要地位。

4　結論

汽車加工業由傳統的規模化、單一化生產方式向多樣化、中小批量的加工生產方式過渡，以企業為主導的生產方式逐步向以消費者為主導的生產方式轉變，數控技術以及以其為主導的柔性制造系統（FMS）是適應這種過渡期轉變的較好的生產制造方式。汽車生產中的數控技術以及以其為主導的柔性制造方式在具有產品制造優越性的同時，也有利于將企業中相對獨立的產品設計、生產制造等過程相互結合起來，發展數控技術以及以其為主導的柔性制造系統（FMS），可以使汽車生產企業受益匪淺，不斷提高其的綜合實力和市場競爭力。

參考文獻：

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[3]陸浩杰.探討數控技術在機械制造中的應用和發展[J].數字技術與應用,2011(01).

作者簡介：馬興飛（1986—），男，河南南陽人，助理實驗師，研究方向：機械設計制造方向。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.021