論機械制造技術的創新

席伯賓

摘要：隨著我國工業產業的升級，我國汽車制造業發展速度很快，同時國產車的認可程度與市場覆蓋面也在逐步提升，但伴隨而來的是激烈的市場競爭。贏得市場競爭必須要依靠提升汽車的制造水平，提升汽車的自動化生產能力，進一步降低成本，提升產品的科技含量，因此本文以汽車制造行業為例，對我國機械制造技術領域的創新與發展提出了自己的看法。

關鍵詞：汽車制造;應用優勢;發展趨勢

Abstract： With the upgrading of my country's industrial industry， my country's automobile manufacturing industry is developing rapidly， and at the same time， the recognition and market coverage of domestically-produced cars are gradually increasing， but with it is fierce market competition. Winning the market competition must rely on improving the manufacturing level of automobiles， improving the automated production capacity of automobiles， further reducing costs， and improving the technological content of products. Therefore， this article takes the automobile manufacturing industry as an example to propose innovation and development in the field of machinery manufacturing technology in my country Own opinion.

Key words： automobile manufacturing;application advantage;development trend

0? 引言

2020年11月，RECP自貿協定的簽訂，標志著我國將進一步融入世界市場。這些自貿協定的簽訂，會降低進口汽車的關稅，使得我國國產汽車制造業面臨更大的競爭壓力，迫使相關產業必須進行技術升級，以提升自身的綜合競爭力。而汽車制造業的升級的基礎在機械制造技術的更新換代上，只有不斷提升機械制造技術，才能實現汽車制造業在生產環節的產業升級。

1? 機械制造技術概述

中國是世界上發展最快的國家之一，機械領域與國內經濟的興衰息息相關，具有重要的價值。但中國機械工業領域的發展還存在許多障礙。我國機床的設計水平較低，所涉及的領域過窄，整體水平不高。我國機械制造業還沒有完全適應國際需求，自主創新能力不強。其中大部分是國外高端技術的引進，使得我國機械制造業的發展處于一個被動的狀態。其它國家如拒絕向中國提供高端技術，將嚴重阻礙中國在該領域的正常發展與進步。另外，國內的機械設計過去也有過一些缺陷，如設計更新速度慢、內部零部件發展不平衡等。

2? 汽車制造技術創新

2.1 設計研發階段創新

工業時代，機械結構的優劣程度取決于產品質量和所需成本[1]。本機械結構設計符合各行業的要求。在企業方面，以創新思維指導機械結構設計，可促使相關人員形成創新觀念，進一步整合各種機械零部件，改善結構性能，提高機械設備質量，促進生產，降低成本。在國家的倡導下，機械結構設計的創新，是使民族立于不敗之地的重要保證。通過創新促進生產發展，直接提升國家綜合實力;為此，必須加強機械結構設計的創新進程，尤其是在工業現代化的發展目標下，必須走創新之路。

在零件數量的設計和確定過程中，在機械結構設計中，機械零件多、效果差，工人需要了解各種機械零件，以保證機械結構設計中零件的顯示效率。改革方案還包括機械結構改革的重要內容。比如，為了提高結構的質量，部分部件根據相應的原理進行組合，這對提高機械結構的整體性能也起到了重要作用。車輛傳動系統的創新設計應考慮與相關零部件的結合。帶式和行星式傳動是機械傳動的基本部件，兩者之間的傳動性能有很大差異，帶傳動結構獨特，傳動平穩，成本低，不需潤滑。行星式結構，傳動波動但效率高，承載能力強。結合二者，在皮帶輪外形尺寸的前提下，創新設計出性能優良的汽車傳動系統。

2.2 制造過程工藝創新

近二十年來，汽車制造業以電子系統取代機械系統已經取得了巨大的成就，而汽車電子技術已經成為推動全球電子工業發展的重要應用之一。顯然，聲發射技術發展的主要動力是使汽車變得更加智能和可靠。一般來說，汽車電子可以根據其功能分為四個主要領域：①發動機/動力訓練系統：例如：燃油噴射、點火、廢氣、自動變速器、油門位置等。②車身/底盤系統：如ABS、電子空氣懸掛、動力轉向、無鍵入口、電動車窗等。③安全/保安系統：例如TPMS、安全氣囊、避免碰撞、自適應前照燈及防盜報警系統等。④遠程信息/娛樂系統：如全球定位系統、汽車雷達、電視調諧器、局域網（CAN/LIN/MOST）等。此外，隨著汽車生產的快速增長，我國汽車工業的自主發展能力越來越受到重視。在動力傳動系統中，缸蓋、機體、變速箱殼體等鑄件是動力傳動系統開發中的關鍵部件，其開發速度在一定程度上決定了整車的開發步伐。目前，大型發動機缸體、缸蓋等復雜鑄件的快速制造主要依靠海外企業。自主發展的速度嚴重制約著中國汽車企業的發展。關鍵技術開發能力也有所削弱。在激烈的競爭下，多品種、小批量、個性化、小周期化的趨勢日益明顯。傳統的模具制造工藝不能滿足短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，工序復雜。同時，傳統方法的不確定性和復雜性制約了高質量鑄件尤其是大型鑄件的生產。因此，需要引進新的方法和設備，用于汽車復合材料的快速試制。

對于輪胎壓力監測系統，從2007年開始，TPMS被認為是全球范圍內安全相關AE應用的主要監管對象之一。事實上，多宗交通意外都與胎壓不當有關，而胎壓不當會影響車輛的穩定性、駕駛人的操控能力及整體制動性能。一般來說，TPMS主要有兩種類型，即直接TPMS和間接 TPMS。在直接型式中，壓力傳感器用于直接測量輪胎內部的壓力，而間接的TPMS確定來自防抱死制動系統的反饋信號。不幸的是，當兩個或兩個以上的輪胎同時充氣不足或行駛速度超過100公里/小時，間接胎壓監測系統就無法正常工作。因此，由于間接TPMS的局限性，直接TPMS占據了TPMS市場的主導地位。TPMS通常包含傳感器（壓力傳感器、溫度傳感器、加速度計等）、微控制器、收發/RF芯片、天線和電池?？紤]到TPMS的工作環境，所有關鍵部件應滿足以下要求：

①高向心加速度：正常情況下，TPMS的傳感模塊安裝在輪胎的不銹鋼輪輞上，在輪胎旋轉過程中，TPMS會經歷高向心加速度。例如，半徑為0.3m的輪緣上的TPMS模塊在200公里/小時的驅動速度下將經歷368g的重量。典型的TPMS產品來自知名的TPMS制造商，即使是在1000g的向心加速度下他們的產品仍然可以運行。

②輪輞的動態平衡：額外的重量由于胎壓監測系統模塊的輪輞上必須平衡，把另一個假的重量在輪輞的對面。因此，TPMS模塊的重量必須盡可能輕，最好在30-50g的范圍內。

③耐高溫性：在剎車期間，輪胎內部的空氣可能達到120℃。因此，TPMS中的所有組分必須能夠在-40-125℃范圍內保持其功能。

④工作壽命：典型的TPMS產品設計工作壽命通?？梢猿^10年。然而，由于電池壽命不足，現在大多數產品只能工作3-5年。尋求延長電池壽命的解決方案，或者用能量收集元件設備替換電池，都是具有挑戰性的。

近年來，微機電系統（MEMS）技術的發展使得電子產品變得更加智能化。關于TPMS的壓力傳感器，主要有兩種類型，即壓阻式壓力傳感器（如飛思卡爾的MPXY80XX 系列）和電容式壓力傳感器。電容式傳感器需要連續供電來監測壓力的變化，而壓阻式傳感器則需要根據壓力的變化自行產生信號，因此壓阻式傳感器顯然能夠降低功耗。高級版本的TPMS IC封裝通常采用多模封裝。此外，除了集成加速度計和單片機外，還集成了射頻芯片、壓力傳感器等相關芯片。除了集成電路封裝尺寸減小帶來的好處外，采用SIP設計還有許多其他優點，例如由于互連長度減小而提高了產品的整體性能，以及可以最大限度地減少諸如寄生等與互連相關的問題。

此外，隨著市場競爭的日益激烈，制造業的發展趨勢是多品種、小批量、個性化和小周期化。傳統的模具制造鑄造工藝已不能適應汽車發動機零部件、覆蓋件模具等零件開發中對交貨期短、精度高、成本低等主動要求?？焖俪尚图夹g和數控加工技術開始應用于模具的快速制造，基于 RP技術開發的快速模具、快速鑄造技術和快速粉末燒結技術，可實現零件的快速制造。隨著數控技術的飛速發展，工業發達國家將其應用于鑄造汽車模具加工中。它不僅可以達到更好的速度，而且可以達到更高的精度。這對傳統鑄造工業來說是一次重大的變革，并將在今后的應用中發揮重要作用。

2.3 工程制度管理創新

在全球化的背景下，汽車制造業也成為了一種全球化的生產模式，汽車生產商從不同的零件工廠采購相關的零件，然后在工廠中，用工業機器人完成機械裝配，再進行整體汽車設備的調試。在汽車制造的工程制度管理上，要堅持標準化的管理模式，同時要依靠現代信息產業的幫助，利用大數據系統，制定合理符合未來發展的生產計劃，保證生產環節零件的充足供應的同時，減輕倉儲與保管負擔。同時在設備的管理上要實現自動化與智能化，要采用相關的智能設備，幫助企業的設備運維人員及時發現故障，并及時向廠家保修，一些小的故障可以在廠家指導下自行維修，以避免因機械設備發生故障致使企業生產效率的下降甚至出現停工的情況，確保第一次就能發現設備存在的問題，克服定期維護可能帶來的“空閑時間”，并通過標準化操作程序減少員工個體因素的負面影響。

3? 結語

綜上所述，機器設計制造和自動化與各種先進技術的應用密切相關，在實際生產應用中，自動化是機器設計制造和自動化控制生產制造的主要手段，在傳統生產流程中，操作失誤頻繁，自動化能有效減少失誤次數，提高生產安全系數等，能有效提高機械制造業的生產效率和生產質量。機器設計制造與自動化技術是通過控制計算機程序，改變加工方式，以實現對不同產品的加工，科學地控制計算機使機器始終處于最佳工作負荷狀態，保證生產過程的安全與穩定。

參考文獻：

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