數(shù)控機(jī)床在汽車制造中的應(yīng)用情況_

1、數(shù)控機(jī)床在汽車制造中的應(yīng)用情況現(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)控銃床、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

2、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

3、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w 25000rpm,加、減速度w 2.5g，快速移動w 160m/mi n,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

4、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

5、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(jì)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(jì)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)

6、計(jì)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(jì)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(jì)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)

7、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(jì)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

8、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(jì)能力?？捶ㄅc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

9、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(jì)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(jì)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(jì)的合理與否， 決定了生產(chǎn)系 統(tǒng)的正常運(yùn)行。它

10、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(jì)，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。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)