現代汽車制造業中機械加工技術的應用研究

杜彥君

摘 要：文章從汽車產品的機械加工技術和零部件的流水線生產技術兩方面概括了我國汽車制造業中機械加工技術的特點，闡述了目前汽車制造業中高速加工技術、先進刀具和柔性加工技術的應用情況。

關鍵詞：汽車制造業;機械加工技術;流水線生產技術

中圖分類號：U468.2+2 ?文獻標識碼：A ?文章編號：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 我國汽車制造業機械加工技術現狀

20世紀50年代初，長春第一汽車廠通過對全國一些原有汽車配件生產廠進行技術改造，成立了我國第一批汽車制造廠。在20世紀70年代，為提高載貨車的生產量，我國成立了第二汽車制造廠，同時組織了多個機床生產科研單位研發自動線和高效專用設備。隨著社會和經濟的發展，我國國民生活得到了很大提高，民眾對轎車的需求開始出現明顯提高，到了20世紀80年代，我國汽車制造業開始將生產重心從載貨車轉向轎車。由于當時國內的制造技術、機床設備和工人生產經驗主要針對載貨汽車，缺乏在轎車制造方面的機加工設備和制造技術，所以我國主要依賴從發達國家引進大量汽車制造技術和加工設備。

多年以來，隨著我國汽車制造企業對國外先進生產技術的不斷學習，并進行技術再創新，我國的汽車制造技術得到了很大提升，機加工設備也由原來的嚴重依賴進口到現在可以實現部分裝備國產化，崛起一批如沈陽機床等優秀的機床生產制造廠。但是，我國汽車制造業與國外先進汽車制造廠仍有很大差距，主要表現在生產線機械作業能力還比較弱，關鍵裝備和生產技術方面仍嚴重依賴進口。

2 汽車制造業的機械加工特點

2.1 汽車產品的加工技術?

產品質量是贏得市場的一個重要因素。汽車由數萬個零部件組成，作為一種特殊的民用產品，往往要求其設計壽命超過十年，并且外觀漂亮，性能可靠，因為這不僅影響著汽車整體市場銷售情況，更重要的是作為一種交通工具，其安全性能直接關乎著人們的生命財產安全。這就對制造汽車的機床提出了要求，機床的加工能力要能達到汽車零部件要求的精度、壽命和可靠性等，尤其是機床的加工精度直接影響著零部件的尺寸、幾何形狀等參數。目前，國內機床還只能應用于一些非關鍵零部件的加工過程或核心零部件的粗加工過程。

2.2 汽車零部件的流水線生產技術

汽車制造業生產的顯著特點是大規模和集成化。這就要求數控機床不僅要達到控制精度要求，還要實現與整條汽車生產線很好的融合，提高生產效率，降低生產成本。一個多世紀以來，流水生產線一直是汽車及零部件生產方式的主體，其根本技術是集成技術——將工藝系統、物流系統、信息系統集成為流水生產線^[1]。

（1）工藝系統，即機床-工具-工件系統^[1]。對于柔性生產線，同一條生產線可以生產不同品種的產品。產品的差異性越大，生產線的柔性越強。因此，柔性生產線在滿足多品種、小批量生產的條件下，仍能實現剛性生產線的低成本和高效率。隨著新一代年輕人成為購車用戶主體，個性化定制將成為未來汽車生產的主要模式。因此，柔性生產線將在汽車行業發展中占據越來越重要的位置。生產線的柔性強弱主要與機床的水平、產品設計和工藝設計的標準化程度有關。

（2）物流系統由原材料處理、貯存、上下料裝置和機床間傳輸裝置組成^[1]。合理的確定生產線物料的在制數量，在及時響應生產需求的同時，還要控制企業的生產成本。在物料運送過程中，針對不同物料的特點，采用多種不同策略的送料過程，保證車間生產過程按照生產線節拍進行。

（3）信息系統是用于對參與生產過程的各種設備信息的采集和控制。信息系統通過對生產線的生產信息進行數據采集，實時監測機器設備的工作情況、數控系統的運行情況及各種物料實際準備情況，并對故障情況進行報警，實現對整個生產狀況的控制。

3?現代機械加工技術在汽車制造業中的應用

目前，汽車制造業主要以多品種、小批量生產為主，制造工藝要求達到高效、高速、柔性，因此高速加工技術、高速加工刀具以及柔性制造技術等在汽車制造業中應用較為廣泛。

3.1 高速加工技術

高速加工技術和傳統加工技術相比，加工工藝有很大的不同，常規加工使用低轉速主軸，進給慢，單行程;高速加工技術使用高轉速主軸，進給快，多行程。高速加工費用比較昂貴，目前主要用于汽車上很多零部件的模具開發過程，如形狀不規則的儀表盤、中控臺的模具，曲面復雜的覆蓋件模具、形狀復雜的缸體模具和輪轂模具等。這是因為高速加工技術有其專有的優勢：1）可以提升汽車模具開發的工作效率。在運用高速加工技術進行汽車模具的開發中，其本身所使用的切削工藝能夠大大提升汽車模具開發過程中的工作效率，而其本身所含的一系列工序對于原本汽車模具開發中的工序省略，同樣能夠大幅度提升其工作效率，對汽車模具產量的增加也有著一定推動作用^?[2]。2）可以提高模具的精準度。在運用高速加工技術進行汽車模具的開發中，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本身的精準度大大提高，并能夠極大程度的降低汽車模具表面瑕疵的出現，高速加工技術對于汽車模具開發來說有著極為重要的意義^[3]。采用高速加工技術，可以實現快速多次切削，并且保證較高的切削精度，大大縮短生產周期。信息化技術的快速發展為高速加工技術的應用提供了更有力的支撐。目前高速加工技術已逐漸代替傳統加工技術，生產人員通過對汽車生產線的生產工藝和工序進行更新調整，使得高速加工技術使用環境得到優化，產品加工質量得到進一步提升。

3.2?先進的刀具

機床切削操作的完成最終要依靠機床刀具來實現，因此，刀具的質量對產品的質量有很大影響。性能、質量高的刀具，可以提高機床的切削效率，提升汽車產品的質量。目前，以制造多品種、小批量的汽車零部件為主要的發展方向，制造工藝的特點主要以高速、高效、柔性為主。為能夠有效配合制造業的發展，除了要使用先進的制造設備，還需要對復合加工刀具大量的應用以及提高其工藝水平^[4]。發達國家非常重視對先進刀具的開發和應用，其制造企業往往投入大量的費用用于研發和推廣應用，因此國外先進刀具制造水平要遠高于國內，我國的汽車發動機加工機床往往采用進口刀具，可以達到非常高的尺寸精度和質量穩定性。國內的刀具制造商還需要加快開發速度，才可能追趕上發達國家的刀具水平。

3.3 柔性制造技術

在目前汽車市場的需求不斷變化的背景下，汽車制造企業必須隨時關注市場變化，并且根據變化快速調整生產方案，傳統的汽車生產方式已無法滿足，而柔性制造技術可實現這種要求。柔性制造是以消費者為導向，以需定產，在數控技術的支持下，以工藝設計為先導，可以減少生產準備實踐和輔助工時，從而縮短生產周期、降低產品成本、加快產品更新換代，提高企業對市場的適應能力和綜合競爭能力。柔性制造技術經過多年發展，在實際應用中主要形成了3種較成熟的應用模式，分別為柔性制造單元、柔性制造系統以及柔性制造線^[5]。目前我國轎車的發動機生產線多使用柔性制造線^[6]。在計算機技術的支撐下，柔性制造技術已實現將企業中的工程設計、生產制造及經營管理等要素整體聯系起來，達到全局最優化，總體高效益的目的。由于其投入少、運行快、產出大，經過40多年的發展，已進入實用化階段，是制造設備和系統的主要發展方向，在汽車制造業已占據一席之地。

4?結論

近幾年，我國汽車制造業機械加工技術發展迅速，但與國外發達國家相比還存在一定差距。在引進國外先進加工設備，積極借鑒國外先進技術和管理經驗的基礎上，我們要發揮自主創新精神，切實提高我國的機械加工水平，為汽車制造業的發展打好基礎。

參考文獻

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