汽車機械加工技術的現狀及發展

冷秀良++王博

摘 要：本文概述了國內汽車機械加工技術的發展歷程與現狀，指出其與國外先進水平的差距，同時對國外汽車機械加工技術發展情況做了介紹。在此基礎上，提出了未來汽車機械加工技術的發展趨勢，包括高速加工技術的發展和發動機制造技術的發展。

關鍵詞：汽車制造；機械加工；技術現狀；發展趨勢

隨著社會經濟水平的發展，汽車成為人們出行的主要交通方式之一。我國汽車制造業雖然在過去幾十年間得到了發展，但仍與世界先進水平存在著一定差距。要實現我國汽車制造業的長足進步，就要不斷從世界先進水平中汲取經驗，提高自身行業水平。

一、國內汽車機械加工技術發展與現狀

伴隨我國幾十年來經濟社會水平的快速提高，我國汽車機械加工技術也得到了一定的發展。20世紀70年代，多條自動線和多種專用設備被研發出來，配備于第二汽車制造廠。進入80年代，轎車的研發生產成為重點，而國內機床的生產研發沒有跟上生產需求，導致多數裝備和制造技術只能從國外引進。2007年，我國汽車行業的生產能力已突破1000萬輛。東風汽車有限公司設備制造廠提供了中小型加工中心、專用機床生產線給東風本田、東風本部以及其他國內汽車總成廠。立式加工中心生產線也已由一些汽車廠提供，如北京第三機床廠、北京機電院、沈陽機床集團等。

總體上，我國汽車機械加工技術和設備在過去幾十年有一定的發展，但在以下多個方面仍然與世界先進水平存在差距。

一是硬件方面。汽車作為日常出行的主要交通工具之一，人們對其安全性能有著極高的要求。要保證汽車的安全性，就需要保證汽車零部件的精密性。但目前我國生產的數控機床設備還無法實現汽車制造中對可靠性、精度保持性、精度、壽命的要求。

二是軟件方面。集成生產、流水化生產能實現更高的生產效率，但目前我國汽車制造廠在加工時，各生產點間的交流較少，沒有形成流暢的流水作業，導致企業不能實現高效生產作業。造成該情況的原因在于缺乏將工藝系統、物流系統、信息系統集成為流水生產線或制造單元的技術。

三是自主研發方面。由于制造技術方面自主創新體系的缺乏，在高速加工技術、現代發動機制造技術方面，在現代汽車制造裝備尤其強調的“解決方案”方面，我國汽車行業與世界先進水平還存在較大差距。

二、國外汽車機械加工技術

（一）集中工序，簡化流程

為盡量縮短工藝流程，多采用復合工藝，如一刀多刃、一工位多工序，滾、插、銑削由拉削、搓、擠、滾壓等代替，磨削由車、鉸等代替。

（二）刀具技術的高速高效化

所謂工欲善其事必先利其器，為提高刀具效率，在研發新型刀具材料、提升刀具安全性能、改善刀具制造工藝等方面，國外汽車機械加工業進行了大量的研究實踐。

（三）高速加工技術

為提高切削效率，高速刀具技術、高速機床被運用到生產中。高速加工技術的實現則涉及系統工程技術、經營管理技術、自動化技術、信息技術等。

（四）柔性制造技術

柔性制造技術能實現多個結構不同的產品的同時生產，其設備采用模塊化設計，需要柔性制造系統和制造工廠，以及CNC機床和自動化技術。

（五）珩磨新技術

不斷研發新型珩磨技術并應用于生產作業，如自動更換珩磨頭、柔性夾具、實現珩磨的模塊化等。

（六）干式切削技術

切削液是傳統切削過程中不可或缺的生產要素之一，但其對環境有著負面影響。為減少切削液對操作人員以及環境的負面影響，兩種干式切削技術應運而生。一種干式切削技術完全不用切削液。而另一種準干式切削，則是在微量潤滑劑中混入氣體，完成切削。

三、汽車機械加工技術的發展趨勢

（一）高速加工技術

在汽車機械加工中，對高速加工技術的研究需要將機床、刀具與零件結合起來系統分析。進入信息化時代，系統工程、經營管理、自動化及信息技術是高速加工技術研發過程中不可避免要涉及的領域。當前，國內數控生產自動線多從日本及歐美等國引進，應用了較多的高速加工刀具技術和高速加工機床技術。例如，刀具多采用Ti基陶瓷、CBN、SiN陶瓷等超硬材料。加工零件孔的刀具為復合式結構，能在一次性走刀過程中完成精加工。機床結構突破傳統形式，為實現生產線各加工工位、加工工序生產節拍對質量和精度的要求，專用成型刀具、高速多刀和加工工藝主導了機床的結構設計。

在當今全球化的大環境下，各類制造企業中必然會應用高速加工系統工程技術。高速加工系統將在以下多方面取得進一步發展。一是刀具技術方面。復合刀具、干式切削、超硬、高速將成為主流。二是在機床技術方面，復合加工中心模塊化、高速是未來的發展方向。三是零件毛坯制造技術。如何達到成型快，切削加工少或無切削是未來的研究重點。四是自動生產線方面，柔性制造技術將被廣泛應用。五是測量技術。實現數字化、隨機高速測量是未來的研究重點。六是網絡技術方面，涉及網絡安全及寬帶網技術。

（二）發動機制造技術

發動機作為汽車的核心技術指標之一，其制造技術尤為重要。當前，發動機制造技術已在上世紀完成了兩次變革。經過20世紀初的第一次汽車發動機制造革命，大量生產流水線由美國FORD汽車公司發明。20世紀90年代，第二次革命誕生了柔性生產線（FTL），高柔性和低效率之間的矛盾在一定程度上被消除。但柔性生產線存在價格貴、投資風險大等特點，同時還存在著產能過剩現象。為應對產能過剩現象，相關領域正在開展一場如何完成再一次制造系統的革命的討論，發動機制造技術的第三次革命正在醞釀中。

四、結語

本文簡要回顧了汽車制造業機械加工技術在國內的發展歷程和現狀，指出我國汽車機械加工在硬件、軟件以及自主創新方面還與世界先進水平存在差距，結合國外領先的機械加工技術發展情況，預測高速加工技術和發動機制造技術是未來的發展重點。希望我國汽車機械加工技術能通過不斷汲取先進經驗和實現自主創新，逐步達到世界領先水平。

參考文獻：

[1]鄧朝暉，劉戰強，張曉紅，等.高速高效加工領域科學技術發展研究[J].機械工程學報，2010，46（23）：106-120.

[2]蘭天旭.汽車發動機企業刀具管理模式的分析[J].制造技術與機床，2013（3）：131-133.

[3]王長梅，李曉舟.模塊化的可重構制造系統研究[J].機械與電子，2014（8）：38-40.