数控技术在汽车制造中的应用

马兴飞（商丘工学院,河南　商丘　476000）



数控技术在汽车制造中的应用

马兴飞
（商丘工学院,河南商丘476000）

摘 要：近年来，机械加工业各类加工技术快速发展，新技术、新产品在不断发展和应用，特别是以数控技术发展为先导的柔性制造系统组成计算机/现代集成制造系统(CIMS)来解决柔性和高效率的矛盾。目前，汽车零部件的生产大多采用柔性制造单元组成计算机/现代集成制造系统(CIMS)。本文立足现状，以数控技术特点及其发展，说明数控技术在汽车制造中的应用于前景。

关键词：数控技术，汽车制造，应用

1　数控机床的特点

数字控制（Computerized Numerical Control）简称数控。是用数字化的代码对加工对象的工作过程实现自动控制的一种方法。数控机床的操作和监控全部在数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：

（1）自动化程度高，劳动强度低。

（2）加工精度高，产品一致性好。

（3）多轴联动，能够实现复杂工件的加工。

（4）机械传动链短，结构简单，生产效率高。

2　数控技术在汽车制造中的应用

（1）数控技术在汽车零部件生产中的应用。近几年来，经济发展速度加快，汽车加工工业也得到一个很好的发展空间，并保持良好的发展势头，因而汽车零部件的加工制造技术也随之快速发展，数字技术的出现可以有效地使原本发展平缓的汽车零部件生产技术得到更快速的发展。数控机床于最近几年来在汽车零部件制造工艺上得到了大力推广，使用数控机床生产出来的汽车零部件的品质在原有的基础上又提升了一个档次，同时还提高了加工生产的效率。极大的满足现今竞争比较激烈的机械制造行业的市场要求，还能够有效地降低生产成本，以此可以实现一次投入，长期收益的良好生产目标。传统的汽车加工工业主要讲究规模化与效益化，然而随着数控技术的出现及其在汽车加工制造业上得到广泛应用，使这一传统规律被打破，从而实现了多品类、小批量、小规模、高效率的生产目标。另外在数控技术中，虚拟现实控制技术、柔性制造系统、计算机辅助制造技术也都在汽车制造工艺中得到了广泛的应用。

发动机作为汽车的心脏，精度要求非常之高，而且加工工艺复杂。气缸体是发动机的最大零件，也是其他零部件的主要支撑体。气缸体需要先铸造，再用数控加工中心铣“三孔四面”，然后还要使用数控镗床进行精镗缸筒。活塞也是先行铸造，再用数控加工，最后精磨。连杆则是先锻造，再用数控加工。曲轴对动平衡要求非常高，凸轮轴的凸轮型线精度要求很高，必须使用数控机床加工。发动机上最复杂的气缸盖就更要使用多种数控机床加工了。发动机的油底壳采是冲压而成，貌似和数控机床毫无关系，但是其冲压模具却是用数控机床加工出来的。

变速箱是汽车中重要的传动机构，内装很多的轴类零件和装在其上的齿轮。现在汽车加工工业中，变速箱中所有的轴和齿轮都数控机床加工制造的。现在加工齿轮常采用插齿、剃齿、滚齿等工艺加工，数控机床在齿轮加工中有很大的优势，加工精度高，生产效率高。轴类零件在初步加工后，还要铣键槽，拉花键等，为了提高配合精度，都要使用数控机床。变速箱壳体铸造完成后，还要在数控加工中心上铣端面、钻轴孔，保证各轴间的间距。

驱动桥也是重要的传动机构。驱动桥中的主减速器两个准双曲面齿轮则必须由数控机床加工。差速器中的锥齿轮也要在数控机床上加工。桥壳在铸造后还有铣削端面及钻孔，端面上的几个螺栓孔则由由专用机床一次加工完成。

在汽车中还有很多难加工的零部件，它们用普通机床是无法加工的，只能用到数控机床加工。比如大批量汽车发动机，变速箱，底盘主要零部件则需要五轴的数控加工中心加工。

在众多机床中，车床以其结构简单，价格低廉，却可以用于各种轴类、盘类零件的生产，得以在机械零部件的生产加工中得到了广泛应用，尤其是数控车床，精度高、稳定性强、故障率低，在汽车工业中颇受用户的青睐，在汽车制造业中得到应用广泛，处于主导地位。数控车床在汽车制造业中可以用来加工轴类、盘类零件，如凸轮轴、曲轴、飞轮、轮毂、制动盘、一轴、二轴、齿轮、齿套，而轴类零件和盘类零件在整个汽车的零部件中，是占主导地位的。

（2）数控技术在汽车整车生产中的应用。汽车整车生产中有四条线，即冲压、焊接、涂装和总装线，无处不用到数控机床。在自动化生产线中应用最多的则是数控技术控制的机械手和传输装置，使工人装配更精准、方便、快捷。随着数控技术的发展，也出现了一些不需要人工控制的全自动化生产线，最典型、应用最广泛的就是自动化车身前板生产线，完全由机器控制，不需人工干预，增加了生产效率而且减少了对人体的伤害。还有自动焊接机器人，焊接质量高，焊接速度快，是人工焊接的百倍以上。

3　数控技术在汽车工业中的发展前景

从整个汽车行业来看，数控技术在多品类加工、中小批量生产中，有很明显的优势，因此在汽车制造行业中，有着尤为重要的地位。它不仅能加工各种机械构件，还能完成汽车钣金、底盘焊接、轴的锻造、整车装配、电火花、激光等特种加工。在加工中将给中加工能力很强的设备如数控立式/卧式铣削加工中心，万能车削加工中心等用于柔性制造系统（FMS）中，很大程度地提高了其加工能力和柔性性能。数控技术日渐成为制造业发展的必然趋势，以数控机床构成的柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统(CIMS)占据成为机械加工业的重要地位。

4　结论

汽车加工业由传统的规模化、单一化生产方式向多样化、中小批量的加工生产方式过渡，以企业为主导的生产方式逐步向以消费者为主导的生产方式转变，数控技术以及以其为主导的柔性制造系统（FMS）是适应这种过渡期转变的较好的生产制造方式。汽车生产中的数控技术以及以其为主导的柔性制造方式在具有产品制造优越性的同时，也有利于将企业中相对独立的产品设计、生产制造等过程相互结合起来，发展数控技术以及以其为主导的柔性制造系统（FMS），可以使汽车生产企业受益匪浅，不断提高其的综合实力和市场竞争力。

参考文献：

[1]冉振旺.数控技术在机械加工中的应用与发展前景分析[J].科技资讯,2011(26).

[2]刘思默.机械数控的技术应用实施与探讨[J].数字技术与应用,2011(12).

[3]陆浩杰.探讨数控技术在机械制造中的应用和发展[J].数字技术与应用,2011(01).

作者简介：马兴飞（1986—），男，河南南阳人，助理实验师，研究方向：机械设计制造方向。

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