汽车机械加工技术的现状及发展趋势

汽车机械加工技术的现状及发展趋势

丁平善 王浩然 陈君联 朱思福

辽宁工业大学 121000

摘要：随着经济的发展，人们的生活也在不断提高，对汽车的需求量也越来越大，汽车领域的发展也迎来了自己的腾飞期，相关技术也取得了突破性的进展。但汽车机械加工技术在这种形式下关技术的实际应用并不理想。文章将对汽车机械加工技术的历史及现状展开梳理和讨论，希望能为汽车行业的发展带来新的动力。

关键词：汽车；机械加工技术；现状；发展

1我国汽车制造业机械加工技术现状

20世纪50年代初，长春第一汽车厂通过对全国一些原有汽车配件生产厂进行技术改造，成立了我国第一批汽车制造厂。在20世纪70年代，为提高载货车的生产量，我国成立了第二汽车制造厂，同时组织了多个机床生产科研单位研发自动线和高效专用设备。随着社会和经济的发展，我国国民生活得到了很大提高，民众对轿车的需求开始出现明显提高，到了20世纪80年代，我国汽车制造业开始将生产重心从载货车转向轿车。由于当时国内的制造技术、机床设备和工人生产经验主要针对载货汽车，缺乏在轿车制造方面的机加工设备和制造技术，所以我国主要依赖从发达国家引进大量汽车制造技术和加工设备^[1]。

多年以来，随着我国汽车制造企业对国外先进生产技术的不断学习，并进行技术再创新，我国的汽车制造技术得到了很大提升，机加工设备也由原来的严重依赖进口到现在可以实现部分装备国产化，崛起一批如沈阳机床等优秀的机床生产制造厂。但是，我国汽车制造业与国外先进汽车制造厂仍有很大差距，主要表现在生产线机械作业能力还比较弱，关键装备和生产技术方面仍严重依赖进口。

2汽车制造业的机械加工特点

2.1汽车产品的加工技术

产品质量是赢得市场的一个重要因素。汽车由数万个零部件组成，作为一种特殊的民用产品，往往要求其设计寿命超过十年，并且外观漂亮，性能可靠，因为这不仅影响着汽车整体市场销售情况，更重要的是作为一种交通工具，其安全性能直接关乎着人们的生命财产安全。这就对制造汽车的机床提出了要求，机床的加工能力要能达到汽车零部件要求的精度、寿命和可靠性等，尤其是机床的加工精度直接影响着零部件的尺寸、几何形状等参数。目前，国内机床还只能应用于一些非关键零部件的加工过程或核心零部件的粗加工过程。

2.2汽车零部件的流水线生产技术

汽车制造业生产的显著特点是大规模和集成化。这就要求数控机床不仅要达到控制精度要求，还要实现与整条汽车生产线很好的融合，提高生产效率，降低生产成本。一个多世纪以来，流水生产线一直是汽车及零部件生产方式的主体，其根本技术是集成技术——将工艺系统、物流系统、信息系统集成为流水生产线^[2]。

（1）工艺系统，即机床-工具-工件系统。对于柔性生产线，同一条生产线可以生产不同品种的产品。产品的差异性越大，生产线的柔性越强。因此，柔性生产线在满足多品种、小批量生产的条件下，仍能实现刚性生产线的低成本和高效率。随着新一代年轻人成为购车用户主体，个性化定制将成为未来汽车生产的主要模式。因此，柔性生产线将在汽车行业发展中占据越来越重要的位置。生产线的柔性强弱主要与机床的水平、产品设计和工艺设计的标准化程度有关。

（2）物流系统由原材料处理、贮存、上下料装置和机床间传输装置组成。合理的确定生产线物料的在制数量，在及时响应生产需求的同时，还要控制企业的生产成本。在物料运送过程中，针对不同物料的特点，采用多种不同策略的送料过程，保证车间生产过程按照生产线节拍进行。

（3）信息系统是用于对参与生产过程的各种设备信息的采集和控制。信息系统通过对生产线的生产信息进行数据采集，实时监测机器设备的工作情况、数控系统的运行情况及各种物料实际准备情况，并对故障情况进行报警，实现对整个生产状况的控制。

3现代机械加工技术在汽车制造业中的应用

目前，汽车制造业主要以多品种、小批量生产为主，制造工艺要求达到高效、高速、柔性，因此高速加工技术、高速加工刀具以及柔性制造技术等在汽车制造业中应用较为广泛。

3.1高速加工技术

高速加工技术和传统加工技术相比，加工工艺有很大的不同，常规加工使用低转速主轴，进给慢，单行程；高速加工技术使用高转速主轴，进给快，多行程。高速加工费用比较昂贵，目前主要用于汽车上很多零部件的模具开发过程，如形状不规则的仪表盘、中控台的模具，曲面复杂的覆盖件模具、形状复杂的缸体模具和轮毂模具等。这是因为高速加工技术有其专有的优势^[3]：1）可以提升汽车模具开发的工作效率。在运用高速加工技术进行汽车模具的开发中，其本身所使用的切削工艺能够大大提升汽车模具开发过程中的工作效率，而其本身所含的一系列工序对于原本汽车模具开发中的工序省略，同样能够大幅度提升其工作效率，对汽车模具产量的增加也有着一定推动作用。2）可以提高模具的精准度。在运用高速加工技术进行汽车模具的开发中，由于其本身多具有的一次成型特性，这就使得汽车模具开发本身的精准度大大提高，并能够极大程度的降低汽车模具表面瑕疵的出现，高速加工技术对于汽车模具开发来说有着极为重要的意义。采用高速加工技术，可以实现快速多次切削，并且保证较高的切削精度，大大缩短生产周期。信息化技术的快速发展为高速加工技术的应用提供了更有力的支撑。目前高速加工技术已逐渐代替传统加工技术，生产人员通过对汽车生产线的生产工艺和工序进行更新调整，使得高速加工技术使用环境得到优化，产品加工质量得到进一步提升。

3.2先进的刀具

机床切削操作的完成最终要依靠机床刀具来实现，因此，刀具的质量对产品的质量有很大影响。性能、质量高的刀具，可以提高机床的切削效率，提升汽车产品的质量。目前，以制造多品种、小批量的汽车零部件为主要的发展方向，制造工艺的特点主要以高速、高效、柔性为主。为能够有效配合制造业的发展，除了要使用先进的制造设备，还需要对复合加工刀具大量的应用以及提高其工艺水平。发达国家非常重视对先进刀具的开发和应用，其制造企业往往投入大量的费用用于研发和推广应用，因此国外先进刀具制造水平要远高于国内，我国的汽车发动机加工机床往往采用进口刀具，可以达到非常高的尺寸精度和质量稳定性。国内的刀具制造商还需要加快开发速度，才可能追赶上发达国家的刀具水平。

3.3柔性制造技术

在目前汽车市场的需求不断变化的背景下，汽车制造企业必须随时关注市场变化，并且根据变化快速调整生产方案，传统的汽车生产方式已无法满足，而柔性制造技术可实现这种要求。柔性制造是以消费者为导向，以需定产，在数控技术的支持下，以工艺设计为先导，可以减少生产准备时间和辅助工时，从而缩短生产周期、降低产品成本、加快产品更新换代，提高企业对市场的适应能力和综合竞争能力。柔性制造技术经过多年发展，在实际应用中主要形成了3种较成熟的应用模式，分别为柔性制造单元、柔性制造系统以及柔性制造线[5]。目前我国轿车的发动机生产线多使用柔性制造线。在计算机技术的支撑下，柔性制造技术已实现将企业中的工程设计、生产制造及经营管理等要素整体联系起来，达到全局最优化，总体高效益的目的。由于其投入少、运行快、产出大，经过40多年的发展，已进入实用化阶段，是制造设备和系统的主要发展方向，在汽车制造业已占据一席之地。

4结论

近几年，我国汽车制造业机械加工技术发展迅速，但与国外发达国家相比还存在一定差距。在引进国外先进加工设备，积极借鉴国外先进技术和管理经验的基础上，我们要发挥自主创新精神，切实提高我国的机械加工水平，为汽车制造业的发展打好基础。

参考文献

[1]武磊.简述汽车机械加工技术的现状及发展[J].科学与信息化,2019,(10):83-84.

[2]冯建忠.汽车机械加工技术的现状及发展探讨[J].南方农机,2018,49(20):55.

[3]张博磊.关于汽车机械加工技术的现状及发展[J].科技资讯,2018,16(27):98,100.