【技術(shù)應(yīng)用】數(shù)控車床加工在汽車制造業(yè)應(yīng)用探究

現(xiàn)今的汽車生產(chǎn)，新產(chǎn)品的開發(fā)周期不斷縮短，成本也不斷降低，有資料顯示，十年前需要四年開發(fā)周期的汽車產(chǎn)品；今天只需要兩年就可以完成。除了汽車制造商采用了先進(jìn)的新產(chǎn)品開發(fā)方法，虛擬制造，同步工程等先進(jìn)開發(fā)技術(shù)外，很重要的一點(diǎn)是得益于為汽車制造提供制造裝備的設(shè)備供應(yīng)商的努力，尤其是這些設(shè)備供應(yīng)商提供了各種數(shù)控機(jī)床，這些數(shù)控機(jī)床允許汽車制造商以最快的速度提供滿足市場需求的產(chǎn)品。

數(shù)控機(jī)床分類與特色

數(shù)控機(jī)床有很多種；從大類上分，有專用數(shù)控機(jī)床，有通用數(shù)控機(jī)床；從加工品種上分，有加工殼體類的數(shù)控銑床、加工中心，有加工軸類的數(shù)控車床、車削中心，凸輪數(shù)控磨床等；從加工的控制要求上分，有單軸數(shù)控的數(shù)控砂帶拋光機(jī)，有五聯(lián)動的數(shù)控切齒機(jī)、數(shù)控滾刀磨；從控制的復(fù)雜性上分，有簡易數(shù)控，有多通道數(shù)控；從驅(qū)動方式上分，有步進(jìn)電動機(jī)，有直流伺服電動機(jī)，有交流同步伺服電動機(jī)，有交流異步伺服電動機(jī)，有直線電動機(jī)。從主軸驅(qū)動方式上分，有直流主軸電動機(jī)，有交流主軸電動機(jī)，有交流電主軸；從位置反饋方式上分，有全閉環(huán)反饋，有半閉環(huán)反饋，有開環(huán)控制等等。

數(shù)控機(jī)床的良好柔性。高調(diào)整、加工精度高，早就被汽車制造者關(guān)注，60年代就開始進(jìn)軍汽車零部件生產(chǎn)領(lǐng)域。由于其成本高，系統(tǒng)功能及效率不理想，而一直沒有得到廣泛應(yīng)用。進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代，伴隨著市場競爭的加??；多品種生產(chǎn)最大限度滿足市場的多樣化需要，直到滿足每一位用戶的需要，成為汽車制造者追求的目標(biāo)，以數(shù)控機(jī)床為主體的柔性制造單元，被大量使用。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床的重點(diǎn)發(fā)展方向有兩個：

高速數(shù)控機(jī)床，以高速度來達(dá)到高效率。目前的國際水平是主軸轉(zhuǎn)速≤25000rpm，加、減速度≤2.5g，快速移動≤160m/min，要達(dá)到這個新的水平，數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動、機(jī)械傳動、機(jī)械結(jié)構(gòu)、刀具都要有很大的改進(jìn)。機(jī)床的主軸必須使用電主軸，主軸承一般采用陶瓷軸承，難點(diǎn)是冷卻、潤滑，使用壽命一般20，000h。驅(qū)動一般采用直線電機(jī)加線性導(dǎo)軌(也有用靜壓導(dǎo)軌的)，90m/min，1g的機(jī)床也有用大螺距雙滾珠絲桿預(yù)張緊方案的雙伺服電機(jī)驅(qū)動的。機(jī)械結(jié)構(gòu)一般采用框架箱式結(jié)構(gòu)。刀具采用高硬度高耐熱刀具，刀柄采用hsk對柄。

以數(shù)控機(jī)床專機(jī)化或者是專用機(jī)床數(shù)控化來解決柔性和高效率的矛盾。目前，歐美汽車生產(chǎn)大多采用由高速加工中心組成的敏捷生產(chǎn)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以100%的柔性混流多品種生產(chǎn)，由多個稱作島式的柔性加工單元組成，每個島由多臺同類機(jī)床及將機(jī)床連接起來的機(jī)械手組成，采用帶電子貯存器的隨托盤與機(jī)床進(jìn)行信息交換。值得注意的是這些設(shè)備供應(yīng)商不僅掌握了設(shè)備制造的專有技術(shù)，而且都非常重視汽車制造工藝流程的開發(fā)，他們能夠向用戶提供交鑰匙工程，擁有自己的系統(tǒng)開發(fā)能力。機(jī)床的可靠性指標(biāo)極為先進(jìn)，單機(jī)開動率達(dá)98%以上。采用這種生產(chǎn)系統(tǒng)，汽車制造廠家的新產(chǎn)品的工業(yè)化投放周期大大縮短。

經(jīng)過二十多年的改革開放，在國內(nèi)汽車零部件制造領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床的使用越來越廣泛。但大多是從歐、美、日進(jìn)口機(jī)床，歐美日機(jī)床的特點(diǎn)是：可靠性好，故障率低；人機(jī)界面的設(shè)計重視人性化；帶有主動測量及補(bǔ)償系統(tǒng)；可以提供帶自動上下料裝置加工單元；機(jī)床設(shè)計模塊化。而國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床廠家雖然不少，但從品種看，仍然是低層次的通用數(shù)控車床較多，對于適合大批量汽車發(fā)動機(jī)，變速箱，底盤主要零部件的多軸數(shù)控加工中心，品種少，并且大多沒有經(jīng)受大批量生產(chǎn)考驗(yàn)。

應(yīng)用情況與不足

近二十年，我國的機(jī)床設(shè)計造型取得了較大的發(fā)展，如果靜態(tài)的看機(jī)床外形，與國外同類產(chǎn)品看不出多大差異，但是，要適應(yīng)大批量的汽車零部件生產(chǎn)，需要機(jī)床有高的可靠性。

影響機(jī)床可靠性主要有兩個方面，一個是機(jī)床的設(shè)計質(zhì)量；另一個是機(jī)床部件及總成的加工及裝配的過程質(zhì)量；從某種意義上講，過程質(zhì)量對機(jī)床的可靠性影響更大。而國內(nèi)機(jī)床制造商都比較重視產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，一般采取合資或者采取模仿國外產(chǎn)品。但對于機(jī)床可靠性影響更大的制造過程質(zhì)量則忽視掉了。結(jié)果是我們有些廠家的樣機(jī)完成了多年，銷售出的機(jī)床小問題不斷，故障率高，或精度達(dá)不到合同要求，服務(wù)又差，用戶滿意度非常低。所以，開發(fā)的產(chǎn)品形成經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到規(guī)模銷量的不多。我想強(qiáng)調(diào)的是；重視過程質(zhì)量的控制，規(guī)范制造工藝，質(zhì)量監(jiān)控，對產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)，是獲得高可靠性機(jī)床的前提。另外，還要建立與國際先進(jìn)機(jī)床廠家同步的機(jī)床設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)，80年代初，我國引進(jìn)了許勒惠勒公司的專機(jī)制造部分標(biāo)準(zhǔn)，通過消化吸收，產(chǎn)生了如東風(fēng)設(shè)備制造廠，大連機(jī)床廠等國內(nèi)比較優(yōu)秀的組合專機(jī)及自動線生產(chǎn)企業(yè)。但是，在引進(jìn)技術(shù)的同時，我們沒有即時推動技術(shù)創(chuàng)新，沒有通過引進(jìn)建立完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并保持同步發(fā)展。結(jié)果西方國家在九十年代初進(jìn)行設(shè)備換代向數(shù)控柔性化設(shè)備發(fā)展時，我們還在為提高專機(jī)制造水平而花費(fèi)人力和物力。目前國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床廠商大多采取的戰(zhàn)略是與國外合資或合作引進(jìn)某一種或某幾種機(jī)型，不能形成系列產(chǎn)品，使汽車零部件生產(chǎn)廠家缺乏選擇性；今天的汽車制造者為了降低成本，縮短開發(fā)期限，對工業(yè)化實(shí)施交鑰匙工程，而國產(chǎn)供應(yīng)商缺乏汽車零部件制造工藝開發(fā)能力，他們大多缺乏提供重要汽車發(fā)動機(jī)零部件敏捷制造系統(tǒng)如缸體，缸蓋；曲軸，連杠；凸輪軸的零件整線的經(jīng)驗(yàn)，缺乏輔機(jī)開發(fā)配套能力及系統(tǒng)聯(lián)線設(shè)計能力。

看法與建議

為了使國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床盡快大規(guī)模進(jìn)入汽車制造業(yè)，我認(rèn)為國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床制造商應(yīng)著力提高自身能力，主要有以下幾方面：

要建立自身的汽車零部件的制造工藝能力，針對汽車零部件制造的要求開發(fā)產(chǎn)品。逐步形成系列化、模塊化的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品，滿足汽車零部件制造生產(chǎn)的需要。

要重視朕線設(shè)備的開發(fā)(輸送裝置，托盤等)，數(shù)控機(jī)床制造商作為汽車零部件加工線的主機(jī)供應(yīng)商，不僅要重視主機(jī)的設(shè)計制造，還要高度重視構(gòu)成現(xiàn)代敏捷柔性單元的各要素的開發(fā)，如機(jī)械手，輸送裝置等。因?yàn)檫@些裝置的可靠性影響了生產(chǎn)線的開動率。而開動率對于大規(guī)模生產(chǎn)的汽車工業(yè)是非常重要的。

擁有整線輔機(jī)的配套能力。由于交鑰匙工程的要求，作為，曾承包商還要注意建立自己整線承包工程的長期合作伙伴如專用清洗機(jī)等，因?yàn)椋涮自O(shè)備制造商的能力也影響整線承接能力。

提高整線自動化設(shè)計能力，現(xiàn)代汽車零部件制造已進(jìn)入敏捷生產(chǎn)時代，自動化信息系統(tǒng)設(shè)計的合理與否，決定了生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。它是高科技技術(shù)在汽車零部件制造方面的應(yīng)用。是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)供應(yīng)商的核心競爭力所在。

建立有效的用戶問題反饋機(jī)制；樹立用戶至上的觀念，建立快速服務(wù)系統(tǒng)；汽車生產(chǎn)是大批大量生產(chǎn)，對生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)及維修要及時。及時有效的服務(wù)增強(qiáng)了企業(yè)競爭力；同時有利機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)提高。

重視機(jī)床可靠性設(shè)計，機(jī)床的可靠性主要由可靠的機(jī)床制造體系保證的，必須重視制造過程的質(zhì)量控制；保證制造過程的一致性對于機(jī)床制造業(yè)是很重要的。

利用開放及與國際交往的有利機(jī)遇；吸收消化，建立與國際同步的機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)。

重視與數(shù)控系統(tǒng)廠家的交流合作，適時地開發(fā)具有自己知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，該數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)該是開放式的，能最大限度滿足汽車零部件制造需要。

建立可靠的機(jī)床制造系統(tǒng)，信守合同，重視交貨期。

結(jié)語

在中國第八屆國際機(jī)床展覽會上，有一批國產(chǎn)設(shè)備廠家已經(jīng)展出了自己的新產(chǎn)品，如東風(fēng)設(shè)備廠生產(chǎn)的PM400II高速加工中心，大連億達(dá)日平，沈陽數(shù)控等廠家展出的加工中心比較適合發(fā)動機(jī)變速箱殼體類零件的加工，南京二機(jī)床，重慶機(jī)床廠生產(chǎn)的數(shù)控該藝機(jī)，數(shù)控插齒機(jī)，數(shù)控剃齒機(jī)適合變速箱齒輪齒形加工，還有很多其他的數(shù)控機(jī)床廠家也都展出了很多種數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品。

相信國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床制造商只要真正樹立以用戶為中心的市場觀念，堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)的思想，完全有能力制造出滿足汽車制造生產(chǎn)要求的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控機(jī)床及柔性制造系統(tǒng)，國內(nèi)汽車制造商完全用我們自己的數(shù)控機(jī)床制造國產(chǎn)汽車已指日可持了。來源：安徽裕烽鑫機(jī)床有限公司網(wǎng)站