馬興飛（商丘工學(xué)院,河南　商丘　476000）

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數(shù)控技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

馬興飛
（商丘工學(xué)院,河南商丘476000）

摘 要：近年來，機(jī)械加工業(yè)各類加工技術(shù)快速發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品在不斷發(fā)展和應(yīng)用，特別是以數(shù)控技術(shù)發(fā)展為先導(dǎo)的柔性制造系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)/現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(CIMS)來解決柔性和高效率的矛盾。目前，汽車零部件的生產(chǎn)大多采用柔性制造單元組成計(jì)算機(jī)/現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(CIMS)。本文立足現(xiàn)狀，以數(shù)控技術(shù)特點(diǎn)及其發(fā)展，說明數(shù)控技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用于前景。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)，汽車制造，應(yīng)用

1　數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

數(shù)字控制（Computerized Numerical Control）簡(jiǎn)稱數(shù)控。是用數(shù)字化的代碼對(duì)加工對(duì)象的工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一種方法。數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn)：

（1）自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。

（2）加工精度高，產(chǎn)品一致性好。

（3）多軸聯(lián)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜工件的加工。

（4）機(jī)械傳動(dòng)鏈短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。

2　數(shù)控技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

（1）數(shù)控技術(shù)在汽車零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用。近幾年來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，汽車加工工業(yè)也得到一個(gè)很好的發(fā)展空間，并保持良好的發(fā)展勢(shì)頭，因而汽車零部件的加工制造技術(shù)也隨之快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)可以有效地使原本發(fā)展平緩的汽車零部件生產(chǎn)技術(shù)得到更快速的發(fā)展。數(shù)控機(jī)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(shù)控機(jī)床生產(chǎn)出來的汽車零部件的品質(zhì)在原有的基礎(chǔ)上又提升了一個(gè)檔次，同時(shí)還提高了加工生產(chǎn)的效率。極大的滿足現(xiàn)今競(jìng)爭(zhēng)比較激烈的機(jī)械制造行業(yè)的市場(chǎng)要求，還能夠有效地降低生產(chǎn)成本，以此可以實(shí)現(xiàn)一次投入，長(zhǎng)期收益的良好生產(chǎn)目標(biāo)。傳統(tǒng)的汽車加工工業(yè)主要講究規(guī)?；c效益化，然而隨著數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)及其在汽車加工制造業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，使這一傳統(tǒng)規(guī)律被打破，從而實(shí)現(xiàn)了多品類、小批量、小規(guī)模、高效率的生產(chǎn)目標(biāo)。另外在數(shù)控技術(shù)中，虛擬現(xiàn)實(shí)控制技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)也都在汽車制造工藝中得到了廣泛的應(yīng)用。

發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的心臟，精度要求非常之高，而且加工工藝復(fù)雜。氣缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)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(shù)控加工中心銑“三孔四面”，然后還要使用數(shù)控鏜床進(jìn)行精鏜缸筒?；钊彩窍刃需T造，再用數(shù)控加工，最后精磨。連桿則是先鍛造，再用數(shù)控加工。曲軸對(duì)動(dòng)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(shù)控機(jī)床加工。發(fā)動(dòng)機(jī)上最復(fù)雜的氣缸蓋就更要使用多種數(shù)控機(jī)床加工了。發(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼采是沖壓而成，貌似和數(shù)控機(jī)床毫無關(guān)系，但是其沖壓模具卻是用數(shù)控機(jī)床加工出來的。

變速箱是汽車中重要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，內(nèi)裝很多的軸類零件和裝在其上的齒輪?，F(xiàn)在汽車加工工業(yè)中，變速箱中所有的軸和齒輪都數(shù)控機(jī)床加工制造的?，F(xiàn)在加工齒輪常采用插齒、剃齒、滾齒等工藝加工，數(shù)控機(jī)床在齒輪加工中有很大的優(yōu)勢(shì)，加工精度高，生產(chǎn)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(shù)控機(jī)床。變速箱殼體鑄造完成后，還要在數(shù)控加工中心上銑端面、鉆軸孔，保證各軸間的間距。

驅(qū)動(dòng)橋也是重要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)橋中的主減速器兩個(gè)準(zhǔn)雙曲面齒輪則必須由數(shù)控機(jī)床加工。差速器中的錐齒輪也要在數(shù)控機(jī)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(gè)螺栓孔則由由專用機(jī)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(jī)床是無法加工的，只能用到數(shù)控機(jī)床加工。比如大批量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，變速箱，底盤主要零部件則需要五軸的數(shù)控加工中心加工。

在眾多機(jī)床中，車床以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，卻可以用于各種軸類、盤類零件的生產(chǎn)，得以在機(jī)械零部件的生產(chǎn)加工中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是數(shù)控車床，精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、故障率低，在汽車工業(yè)中頗受用戶的青睞，在汽車制造業(yè)中得到應(yīng)用廣泛，處于主導(dǎo)地位。數(shù)控車床在汽車制造業(yè)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(dòng)盤、一軸、二軸、齒輪、齒套，而軸類零件和盤類零件在整個(gè)汽車的零部件中，是占主導(dǎo)地位的。

（2）數(shù)控技術(shù)在汽車整車生產(chǎn)中的應(yīng)用。汽車整車生產(chǎn)中有四條線，即沖壓、焊接、涂裝和總裝線，無處不用到數(shù)控機(jī)床。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中應(yīng)用最多的則是數(shù)控技術(shù)控制的機(jī)械手和傳輸裝置，使工人裝配更精準(zhǔn)、方便、快捷。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也出現(xiàn)了一些不需要人工控制的全自動(dòng)化生產(chǎn)線，最典型、應(yīng)用最廣泛的就是自動(dòng)化車身前板生產(chǎn)線，完全由機(jī)器控制，不需人工干預(yù)，增加了生產(chǎn)效率而且減少了對(duì)人體的傷害。還有自動(dòng)焊接機(jī)器人，焊接質(zhì)量高，焊接速度快，是人工焊接的百倍以上。

3　數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的發(fā)展前景

從整個(gè)汽車行業(yè)來看，數(shù)控技術(shù)在多品類加工、中小批量生產(chǎn)中，有很明顯的優(yōu)勢(shì)，因此在汽車制造行業(yè)中，有著尤為重要的地位。它不僅能加工各種機(jī)械構(gòu)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(qiáng)的設(shè)備如數(shù)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(tǒng)（FMS）中，很大程度地提高了其加工能力和柔性性能。數(shù)控技術(shù)日漸成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，以數(shù)控機(jī)床構(gòu)成的柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)占據(jù)成為機(jī)械加工業(yè)的重要地位。

4　結(jié)論

汽車加工業(yè)由傳統(tǒng)的規(guī)模化、單一化生產(chǎn)方式向多樣化、中小批量的加工生產(chǎn)方式過渡，以企業(yè)為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式逐步向以消費(fèi)者為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，數(shù)控技術(shù)以及以其為主導(dǎo)的柔性制造系統(tǒng)（FMS）是適應(yīng)這種過渡期轉(zhuǎn)變的較好的生產(chǎn)制造方式。汽車生產(chǎn)中的數(shù)控技術(shù)以及以其為主導(dǎo)的柔性制造方式在具有產(chǎn)品制造優(yōu)越性的同時(shí)，也有利于將企業(yè)中相對(duì)獨(dú)立的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等過程相互結(jié)合起來，發(fā)展數(shù)控技術(shù)以及以其為主導(dǎo)的柔性制造系統(tǒng)（FMS），可以使汽車生產(chǎn)企業(yè)受益匪淺，不斷提高其的綜合實(shí)力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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作者簡(jiǎn)介：馬興飛（1986—），男，河南南陽人，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造方向。

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