機械加工技術在汽車維修中的應用

張 鵬

（鄭州交通技師學院，河南 鄭州 450016）

在機械加工技術的應用背景下，汽車維修工作取得了有效的進展，不僅提高汽車產業的發展水平，還縮短了汽車維修時長，為提高汽車運行性能和延長汽車使用壽命創造了良好的條件。因此，技術人員要不斷學習和創新機械加工技術，將互聯網技術、電子技術、人工智能技術等各種新型技術與機械制造加工進行充分結合，從而促進我國機械制造業的健康、可持續發展。

1 數控技術的概念與優勢

伴隨著數控技術的不斷升級完善，CNC 技術所代表的自動化機械加工技術逐步成為數控機械加工技術的重要方向。相較于傳統的數控機床技術，CNC 技術的價值與優勢在于具備更強的自動化特點[1]，也就代表著數控機床技術發展的主方向，勢必會不斷向無人化方向發展完善。

在未來數控機床的生產制造過程中，越來越多的新型數控加工技術將會更加依賴于計算機相關輔助程序來進行控制，這也就意味著數控機床技術將逐漸向著更加自動化以及更高水平方向發展。相較于傳統的機械加工技術生產來說，數控機床技術具備的優勢非常顯著，首先是通過自動化的流水線生產，能夠降低由于人為操作失誤所帶來的影響，這正是通過數控機床機械加工技術進行生產的最大優勢與價值，同時使得機械制造工藝的準確度以及精準化逐漸走向一個全新的高度。與傳統機械加工技術相比，數控機床加工技術具備更強的自動化特點，整體的加工效率非常高，在確保其能夠實現統一的加工標準之后，數控機床加工技術能夠降低零件加工的誤差值，降低企業在生產制造過程中投入的成本。

2 數控技術在汽車零件機械加工中的應用意義

2.1 提升機床的控制水平

隨著國內數控技術的不斷升級完善，大大提高了數控技術的使用效率，全面提升了在汽車零部件加工過程中的加工效率，使得機床控制水平實現了創新性的突破。另外，將數控技術使用在機床控制工作中，能夠顯著的優化機床的性能和使用效果，使得機床的控制水平實現質的飛躍。

在將數控技術運用在機床控制時，相關工作人員可以將機床的控制器進行提前編程，將加工汽車零部件的生產步驟和操作手段進行提前設置，通過設置好的系統和數據信息來對汽車零部件的機床加工進行管控，工作人員的操作方式也會變得更加便捷，讓制造企業在汽車零部件的加工和生產上得到質量和效率上的雙重優化。因此，將數控技術科學合理的應用在機床的控制工作中，全面優化和提升機床控制效果與性能，對于促進汽車零部件生產效率以及提升精度來說能夠發揮出關鍵性的作用。

2.2 汽車維修行業發展的技術需求

汽車零部件生產制造中要不斷使用相關數控新技術，這對于改善汽車維修行業的現狀具有非常重要的現實意義。因此，我國相關汽車零件加工企業需要加強對數控技術的重視，針對汽車零件加工技術展開全方位的研究與探索，尋找出數控技術融入汽車零部件加工的有效途徑，需要將新型數控技術逐步應用于汽車零部件的生產制造過程中，這樣才能不斷提高汽車零部件的生產效率與質量，從而有效促進汽車領域實現全新的發展與進步。

3 提升數控技術在機械加工技術中的應用策略

3.1 切削技術的運用

切削技術作為機械加工技術的典型代表，通過利用該技術，可以實現對汽車各個零部件的生產和加工。特別是在高精度的汽車維修領域中，更是離不開切削技術的應用，在切削技術的應用背景下，技術人員可以按照所設置的切削工序，對汽車零部件的安裝效果進行優化。此外，在智能化加工技術的不斷發展和普及下，技術人員通過利用切削技術，可以實現各種發動機、變速器等零件的精細化生產，從根本上解決零件生產粗糙化問題[2]。

3.2 數控機床的運用

數控機床具有性能高、加工精度高、主軸配置高等特點，通過將數控機床科學應用于汽車維修中，可以最大限度地提高汽車加工的精密度，提高汽車的運行性能，為有效地延長汽車的使用壽命產生積極的影響。在數控機床的應用背景下，技術人員可以借助該機床的頂置刀庫功能，盡可能降低機床占用面積，縮短換刀時間，為提高汽車制作維修效率和效果提供有力的保障。

3.3 在汽車零件機械加工過程中采用自動編程技術

隨著自動化相關技術的不斷發展與完善，自動化技術在我國各個行業中得到了普遍的應用。在我國傳統的汽車零件制造模式中，通常都是通過人工方式，來進行汽車零件圖紙繪制以及確定汽車零件的具體加工順序，這種方式除了會降低整體汽車零件工作效率之外，還常常會發生各種零件的計算誤差問題，影響了其他零件的加工質量以及生產效率。但是，通過自動編程技術能夠規避由于傳統人工操作所帶來的各種誤差，全面促進了整體汽車零部件加工質量，也能夠幫助相關制造企業獲得最佳的汽車材料配置，降低汽車企業在生產制造過程中的投入成本，對于促進我國汽車制造行業的穩定發展具有非常重要的現實意義。

3.4 對機械加工原有設備進行科學創新

隨著汽車行業的不斷發展，行業對于汽車各種零件的制造精準度以及生產質量提出了更高的標準，需要對目前現有的數控加工技術進行進一步的探索與優化，積極引進一些較為先進的數控機床設備，確保數控機床的工作效率以及其安全穩定性。各個汽車零件制造廠家可以綜合自身的生產制造特點，針對原有的機械加工設備進行進一步的創新與完善，以此使機械加工技術水平能夠得到全面的提升。只有對機械技術加工設備進行完善和提高，才能使機械加工技術得到顯著提升，以此促進我國機械制造行業實現穩定發展。

3.5 快速靈活定制

在全新的CNC 架構中，可以使機床制造實現對其靈活支配、具備模塊化特點的工具包，不管是對CNC的靈活性，還是對具備拓展能力更強的驅動產品、豐富多樣化的I/O、定制化的控制面板設計、快速發展的實時總線EtherCAT，都能夠實現快速地靈活定制，制定出比較具有特點，同時較為個性化的數控機床，不需要企業增加額外的成本投入，甚至還能降低企業在機械加工過程中的資金投入。

3.6 保護知識產權

TwinwinCAT3 軟件能夠給各大用戶提供一個更加便捷，同時性價比更高的模塊化、自動化工具箱，TCCOM 概念從本質上來說，可以將其理解為能夠在實時環境內進行匹配的“組件對象模型”。對于廣大用戶來說，能夠通過TCCOM 概念選擇出與目前生產制造汽車零配件互相匹配的編程和程序，與此同時，TCCOM 具備開放式界面，能夠把當前制造企業的汽車零配件加工理論和軟件的自主研發功能進行集中化的整理，將其集中到一個標準化控制平臺中。數控技術的這一概念，對于汽車零件制造單位來說，其關鍵作用就是將生產加工和優化自身市場競爭力的核心內容掌控在企業自己的手中，自身的知識產權不僅能夠得到合法的保護，還能夠更加快速和靈活地對其進行改善和調節。另外，為了確保其保密性和安全性，需要在其中設置相應的加密狗，對一些企業自主研發和編寫的軟件程序能夠進行進一步的保護，使得整體的保密性更強。

4 機械加工技術在汽車維修中的具體實踐應用

CAD/CAE 技術作為機械加工技術的核心組成部分，為了將機械加工技術更好地應用于汽車維修領域中，技術人員要以“汽車曲軸制造”為例，將CAD/CAE 技術應用于汽車曲軸制造實踐應用領域中，充分發揮和利用該技術的應用優勢。

4.1 汽車曲軸生產加工技術的應用

對于汽車發動機而言，其關鍵動力傳輸裝置的組成部分主要以汽車曲軸為主，該組成部分在汽車的整個制造維修領域中占據著舉足輕重的地位。目前，傳統的數控機床生產模式過于單一、落后，無法有效地滿足現代化發動機生產需求。因此，在機械加工技術的不斷普及和推廣下，將該技術科學應用于汽車曲軸制造領域中是勢在必行。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，為了保證經濟可行性，縮小材料使用成本，技術人員要優先選用墨鑄鐵材料，并將其應用于主軸頸和漣桿軸兩個部位。此外，在使用墨鑄鐵期間，技術人員要實時觀察和控制墨鑄鐵的整個熔煉過程，當熔煉加工結束后，技術人員要采用精加工的方式，對汽車曲軸進行精細化加工，以保證汽車曲軸加工質量。為了保證汽車曲軸鑄造水平，技術人員要采用擠壓造型法，自動調整和控制鑄造氣體的排放量，同時，還要利用智能化感應器，最大限度地降低人為干擾因素對汽車曲軸鑄造精度產生的不良影響[3]。

4.2 機械制造技術在汽車曲軸制造加工維修中的具體應用流程

4.2.1 汽車曲軸三維模型設計

在機械加工技術的應用背景下，為了保證汽車曲軸制造加工維修水平，技術人員要做好對曲軸三維模型的構建和設計，同時，還要借助CAXA 實體設計軟件，構建相應的曲軸三維模型，只有這樣，才能從根本上提高汽車曲軸質量的管控水平。此外，在使用CAXA實體設計軟件期間，技術人員要針對汽車曲軸的功能特點，借助該軟件系統的圖案制作功能，構建相應的實體模型。

4.2.2 基于ANSYS 對曲軸三維有限元進行分析

為了保證設計模型的構建水平，技術人員要采用三維有限元分析法，對汽車曲軸進行制造維修處理，以充分發揮和利用機械加工技術的應用優勢。在三維有限元分析法的應用下，技術人員要針對汽車曲軸的功能特點，在保證實體模型構建質量的前提下，不斷優化設計模型，確保該設計模型與汽車維修實踐應用場景相符合。三維有限元分析流程，將所設置好的逆模型導入并應用于ANSYS 系統中。首先，要遵循結構性順序，將汽車曲軸劃分為主軸頸和連桿軸頸兩個部分，同時，對這些組成部分進行三維有限元分析，此外，還要根據相關試驗結果，采用多面體單元分析法，保證有限元分析結果的精確性和真實性。其次，當汽車曲軸有限元模型構建完成后，技術人員還要對汽車曲軸的功能特性進行重點分析，并在此基礎上，加強對汽車曲軸振動參數的科學檢測[4]。這是由于汽車在日常的行駛中，汽車曲軸會在外界負載作用力的影響下，產生周期性變化現象，甚至會引發汽車曲軸的共振問題，造成汽車曲軸出現不同程度的破壞，通過對汽車曲軸的共振參數進行實時檢測，可以實現對汽車曲軸的全面保護。

4.2.3 模擬數控加工

當完成以上操作步驟后，技術人員要借助CAXA軟件，對汽車數控加工過程進行精確化模擬。在這一過程中，首先，要將采集好的信息數據導入到指定的參數表中，同時，還要針對系統提示信息，對曲面方向進行實時改變，此時系統會自動進入到智能化計算模式中，從而形成一道刀具軌跡，這說明數控加工工作正式執行。此外，為了進一步提高汽車曲軸制造維修質量，技術人員要借助滾壓機床，對汽車曲軸關鍵制造維修環節進行控制。另外，還要針對滾壓力的實際變化情況，對最終的滾壓效果進行優化。例如：為了避免因滾壓力過大而增加滾壓力度，使得汽車曲軸出現變形問題，技術人員要重視對滾壓力的實時監測和控制，確保該滾壓力始終處于所設定的標準值范圍內。最后，為了保證滾壓加工水平，技術人員要在科學控制滾壓力的基礎上，將應變儀科學地安裝于汽車曲軸容易出現變形的位置，然后借助滾壓臂的作用，科學調整和控制滾壓力，為實現對滾壓力的自動化管控創造良好的條件。

5 結語

綜上所述，本文以“汽車曲軸制造”為例，從汽車曲軸三維模型設計、汽車曲軸三維有限元分析、模擬數控加工三個方面入手，探討了機械加工技術在汽車維修中的具有實踐應用。結果表明：機械加工技術不僅可以幫助汽車產業實現自動化、流水化作業，還能保證汽車的生產效率和效果，為及時解決汽車維修問題，延遲汽車使用壽命打下堅實的基礎。因此，該技術值得被進一步推廣和應用于汽車維修領域中。