當(dāng)對(duì)汽車(chē)的制造成本給予應(yīng)有的重視時(shí)杠卜,人們逐漸開(kāi)始探索采用現(xiàn)代化技術(shù)的可能性葬聘。而當(dāng)今汽車(chē)制造技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)則是拢给,實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的計(jì)算機(jī)輔助工藝計(jì)劃蛹协、控制和管理,并采用自動(dòng)化的生產(chǎn)系統(tǒng)褥疆,以使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到高度的一致性兆焦。
主要零部件的現(xiàn)代制造技術(shù)
1. 鍛造和鍛壓成型
當(dāng)今的鑄造、鍛壓工序都已基本上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化永铛。利用成品零件的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)生碗,通過(guò)CAD/CAM技術(shù),根據(jù)毛坯的幾何形狀信息選擇有關(guān)的制造工序驾窟,設(shè)計(jì)并制造有關(guān)的模具及工具庆猫,實(shí)現(xiàn)了對(duì)品種的多樣化、高質(zhì)量和縮短試制周期的復(fù)雜要求纫普。
鑄造阅悍、鍛造和沖壓車(chē)間所使用的現(xiàn)代化設(shè)備,可以生產(chǎn)出誤差很小的非切削加工零件昨稼。它們非常接近最終的工件尺寸节视,使得后續(xù)切削量大大減少,從而省去了大部分精加工工序。
在鍛造溫度下從棒料上切下毛坯寻行,由于材料體積的一致性霍掺,使之可以在封閉鍛模中鍛造。它所達(dá)到的精度介于普通鍛造和實(shí)心工件冷擠壓之間拌蜘。緊接在鍛造之后杆烁,利用鍛造余熱,在同一車(chē)間內(nèi)對(duì)工件進(jìn)行熱處理简卧。上例與傳統(tǒng)工藝相比兔魂,可節(jié)約材料20%、能源30%迈叫,生產(chǎn)率提高了300%锌拱。
2. 主要零件的制造
由于在切削加工前提高了工件的尺寸精度,工件粗加工的勞動(dòng)量大大降低暂韭。對(duì)尺寸精度和表面光潔度更求的提高姿抒,使得對(duì)精加工工序的要求也相應(yīng)提高。同時(shí)盒伸,新的刀具材料和大功率茂蓬、高剛度機(jī)床的應(yīng)用,也降低了生產(chǎn)成本橘沾。
在大批量生產(chǎn)中吴钧,組合機(jī)床自動(dòng)線仍然是最經(jīng)濟(jì)的設(shè)備。在組合機(jī)床自動(dòng)線中仲它,采用數(shù)控裝置已經(jīng)能以較小的代價(jià)獲得一定程度的柔性开摄。例如,在各種發(fā)動(dòng)機(jī)系列中且昭,可以在同一條線上加工不同缸數(shù)的汽缸曲軸箱邦马。
零件自動(dòng)識(shí)別裝置和可編程控制機(jī)構(gòu),可以使一組不同的零件按任何給定的順序進(jìn)行加工宴卖。根據(jù)檢驗(yàn)站測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行控制滋将,可以確保達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。各個(gè)加工工位之間的緩沖存貯區(qū)症昏,在降低停工工時(shí)方面有著重要作用随闽。具有故障點(diǎn)識(shí)別能力的機(jī)器診斷系統(tǒng)和自動(dòng)換刀裝置,可以減少車(chē)間的停工時(shí)間肝谭。
隨著品種的增加和每個(gè)品種批量的相應(yīng)減少掘宪,要求生產(chǎn)裝備具有更大的柔性。例如攘烛,把加工中心魏滚、傳送裝置和控制系統(tǒng)結(jié)合為一體的柔性制造系統(tǒng)镀首,一般都是經(jīng)濟(jì)的制造方案。統(tǒng)一協(xié)調(diào)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)鼠次,可以完成控制功能和編程功能更哄。在這類(lèi)系統(tǒng)中,還具有工件和工具的供應(yīng)和質(zhì)量保證功能齿矗。在樣品試制和改進(jìn)零件的生產(chǎn)中用玷,這種系統(tǒng)最為有效。采用可交換的托板系統(tǒng)爷凫,將使這類(lèi)系統(tǒng)的工作更加合理疗涎。
柔性制造系統(tǒng)也被用于后軸支座的焊接。采用機(jī)器人操作焊槍并控制焊接過(guò)程中的電流大小罪团,保證了焊接的高精度遭唠、低飛濺,從而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的全自動(dòng)化窄栓。
在要求低傳熱和小變形的焊接時(shí),可以采用自動(dòng)激光焊接設(shè)備组莲。例如笙亿,采用激光焊接工藝焊接柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的挺桿座。為了生產(chǎn)這種零件咒饼,把兩個(gè)深拉伸的零件沿其周邊焊在一起炕烈。這種工藝在大批生產(chǎn)的條件下,其變形量在30μm以下渔硫。
3. 主要零部件的裝配
在主要零部件的裝配方面皱坛,由于尺寸精度高和工件剛性大,越來(lái)越多地使用相互聯(lián)接的組裝設(shè)備豆巨。在一些特殊作業(yè)中剩辟,如插入、螺釘連接和壓裝作業(yè)往扔,都已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化贩猎。測(cè)量控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先確定的目標(biāo)值進(jìn)行監(jiān)視,還可把調(diào)整工作納入該系統(tǒng)萍膛。例如后橋軸組裝時(shí)吭服,在模擬承受全車(chē)重量的條件下,自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)輪內(nèi)傾和外傾蝗罗,可達(dá)到3分的角度精度艇棕。
4. 表面光整技術(shù)
近幾年來(lái),在減輕重量方面串塑,以成形的鈑金工件取代實(shí)心工件的目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)沼琉,在行走系統(tǒng)方面也是如此北苟。因此,以防生銹對(duì)零件表面光整技術(shù)的要求也越來(lái)越為嚴(yán)格椭吠。例如捅青,在前軸的自動(dòng)噴漆中采用工業(yè)機(jī)器人,由過(guò)程控制計(jì)算機(jī)調(diào)用相應(yīng)的噴漆程序炬锦。與普通手工噴漆相比豺孤,自動(dòng)噴漆車(chē)在防銹和漆霧擴(kuò)散方面都有很大改進(jìn)。噴槍能夠更準(zhǔn)確地指向工件輪廓孝炫,從而使油漆的消耗量減少30%凌秩。
5. 控制過(guò)程
在自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中,裝備了計(jì)算機(jī)輔助的機(jī)器監(jiān)視系統(tǒng)抽茸。目前使用的系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)視多條組合機(jī)床自動(dòng)線中各臺(tái)機(jī)器的運(yùn)行段许,能分析和顯示最新信息。例如碍讼,出現(xiàn)故障的部位也可匯總生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)字驹毁,從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié),并有效地預(yù)以消除练代。對(duì)于在最大負(fù)載下工作的設(shè)備廊席,采用這些監(jiān)視系統(tǒng)是非常重要的。它能保證以最高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出規(guī)定數(shù)量的產(chǎn)品菠发。
6. 質(zhì)量保證
測(cè)量和檢查數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)記錄和處理王滤,并與有關(guān)生產(chǎn)工藝相聯(lián)系。這樣滓鸠,在各個(gè)零件制造的早期階段雁乡,就有了直接查找原因的質(zhì)量管理作為保證。
大部分工件都在納入生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)測(cè)量站進(jìn)行檢驗(yàn)糜俗。在主要成品件的性能試驗(yàn)中踱稍,其存儲(chǔ)、傳送悠抹、校驗(yàn)和評(píng)價(jià)都由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)菜單控制和管理寞射。測(cè)量結(jié)果被處理成可直接評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù),如果發(fā)現(xiàn)有缺陷锌钮,就自動(dòng)與可能出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)聯(lián)系桥温。
汽車(chē)的現(xiàn)代制造技術(shù)
汽車(chē)制造主要包括車(chē)身制造和整車(chē)裝配,對(duì)卡車(chē)來(lái)說(shuō)梁丘,還包括車(chē)架制造侵浸。
1. 沖壓車(chē)間
在制作沖壓件的板料中,有97%是以卷料形式提供的到趴。卷料一般要在沖壓線上經(jīng)過(guò)幾個(gè)步驟才能使之成為成品沖壓件林乍。通過(guò)機(jī)械式送料機(jī)構(gòu)或工業(yè)機(jī)器人宙锡,把工件從一臺(tái)沖床送到另一臺(tái)沖床。
為使平整的儀表面板成形戒腔,常使用占地面積小狐昆、投資少的多級(jí)模沖床。利用模具的往復(fù)機(jī)構(gòu)移動(dòng)工件掸枉,可使循環(huán)時(shí)間縮短50%八领。
滑臺(tái)式?jīng)_床與普通沖床相比,更換模具的時(shí)間減少了75%磷妻。模具的調(diào)整在沖床外面進(jìn)行鼠灼,利用其自身的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),工件從側(cè)面進(jìn)入機(jī)床搁赘,從而使沖壓的平均循環(huán)時(shí)間顯著縮短眯词。
沖壓后的成品,由無(wú)人操作的傳送系統(tǒng)送入全自動(dòng)行道式料架愁反。計(jì)算機(jī)輔助料庫(kù)管理系統(tǒng)使庫(kù)存量和工具更換管理更加合理化延届。同時(shí),占用的流動(dòng)資金也盡可能少贸诚。
沖模及沖壓件的質(zhì)量主要取決于所采用的技術(shù)手段及其使用經(jīng)驗(yàn)方庭。采用CAD/CAM技術(shù)的目的不僅是為了提高質(zhì)量,而且也為了減少開(kāi)發(fā)工作所需的時(shí)間赦颇。它的內(nèi)容從記錄汽車(chē)車(chē)身模型的幾何數(shù)據(jù)開(kāi)始,經(jīng)過(guò)做樣件赴涵、樣板和模板媒怯,確定生產(chǎn)工藝過(guò)程和制作加工圖,直到數(shù)控加工沖壓工具髓窜。
2. 車(chē)身制造
過(guò)去扇苞,在多點(diǎn)焊接工廠內(nèi),按車(chē)型焊接車(chē)身被看作是最為經(jīng)濟(jì)的制造方法〖淖荩現(xiàn)在出現(xiàn)了利用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行點(diǎn)焊的柔性制造方式鳖敷。事實(shí)證明,把按車(chē)型號(hào)進(jìn)行定位焊接和柔性焊接結(jié)合起來(lái)是非常經(jīng)濟(jì)有效的方法程拭。使用這種方法焊接的車(chē)身定踱,尺寸精度高于全部采用工業(yè)機(jī)器人的車(chē)身焊接線。其優(yōu)點(diǎn)如下:
□ 生產(chǎn)各種車(chē)型的柔性大督羊。在同一條線上可以同時(shí)焊接幾種不同車(chē)型系列耸颁,整個(gè)產(chǎn)品系列都可達(dá)到最大生產(chǎn)率,從而避免了生產(chǎn)個(gè)別車(chē)型系列時(shí)生產(chǎn)能力的過(guò)剩塑赁。
□ 生產(chǎn)未來(lái)車(chē)型的柔性大舞绝。當(dāng)生產(chǎn)新車(chē)型時(shí)童丢,大部分設(shè)備仍可繼續(xù)使用,只有傳送系統(tǒng)和焊接工位需要改動(dòng)吆踏。
□ 改變產(chǎn)量的柔性大择车。通過(guò)增加工業(yè)機(jī)器人,可使循環(huán)時(shí)間進(jìn)一步縮短轩丁,所花的時(shí)間和資金都很少阀严。
□ 投資少。與普通技術(shù)相比斑柬,對(duì)一種車(chē)型而言 企舌,采用柔性車(chē)身生產(chǎn)設(shè)備所需費(fèi)用約少20%。
在自動(dòng)熔焊中筝野,工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用日益廣泛晌姚。它可利用傳感器來(lái)識(shí)別焊縫的起點(diǎn),調(diào)整機(jī)器人已編好的動(dòng)作程序歇竟。用電子方法監(jiān)視焊接參數(shù)挥唠,可以進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。
在車(chē)身生產(chǎn)的各種工步之后焕议,由中央測(cè)量站實(shí)施質(zhì)量控制宝磨。兩個(gè)專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量的工業(yè)機(jī)器人按照規(guī)定的檢查程序,掃描檢測(cè)整個(gè)車(chē)殼盅安,測(cè)出超差的分析結(jié)果直接轉(zhuǎn)換成焊接設(shè)備的修正參數(shù)唤锉。
3. 車(chē)身涂裝
利用靜電高速回轉(zhuǎn)噴霧裝置涂敷厚層膩?zhàn)雍捅砻嫱科幔b置的利用率可達(dá)80%别瞭。通過(guò)跟蹤系統(tǒng)和沿著車(chē)身移動(dòng)的工業(yè)機(jī)器人窿祥,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、行李箱蓋蝙寨、門(mén)槽和車(chē)輪拱圈噴漆晒衩,可使噴漆間的穿堂風(fēng)大為減少。工業(yè)機(jī)器人還可用于汽車(chē)下底盤(pán)的聚氯乙烯保護(hù)涂層和發(fā)動(dòng)機(jī)隔板的聚氯乙烯封焊墙歪。而對(duì)于塑料飾件的靜電噴漆時(shí)囚缝,則必須提供導(dǎo)電的底漆。
為了優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程抄瀑,現(xiàn)在用計(jì)算機(jī)來(lái)仿真噴漆車(chē)間的復(fù)雜過(guò)程旧匈。在這種系統(tǒng)的幫助下,即可決定中間存儲(chǔ)區(qū)的容量隆惊,也可分析缺陷和評(píng)價(jià)新過(guò)程的組成掏博。
4. 整車(chē)裝配
由于用戶的要求都不盡相同,加之對(duì)采購(gòu)的要求很高檬鞠,因此伊肿,迄今總裝配的自動(dòng)化發(fā)展很慢肆鸿。不過(guò),在不同的車(chē)型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的條件下炒耀,實(shí)現(xiàn)約30%的自動(dòng)化還是可行的瞳聊。
未來(lái)的總裝配應(yīng)包括配有連續(xù)傳動(dòng)的手動(dòng)工作站。這些傳送線與在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的自動(dòng)裝配線相結(jié)合名密,汽車(chē)就能基本上由預(yù)裝配零部件裝成藏估。預(yù)裝配站的布置要能保證物流最暢通而有效。
今后的發(fā)展方向是對(duì)傳感器控制的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的研制失驶。它能完成復(fù)雜的任務(wù)土居,包括發(fā)現(xiàn)很小的偏差,同時(shí)還能準(zhǔn)確地測(cè)量出力的大小嬉探。利用傳感器可使控制功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化擦耀。因而,不僅可迅速而可靠地進(jìn)行全面的肉眼檢查涩堤,還可在例行檢驗(yàn)中獲得正確的結(jié)果眷蜓。而在過(guò)去這取決于檢驗(yàn)人員的主觀判斷√ノВ
汽車(chē)制造技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)
汽車(chē)制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)將主要集中在零件裝配和車(chē)身制造的柔性自動(dòng)化上吁系。在這兩大領(lǐng)域日本走在了世界的前列,歐美汽車(chē)廠家正力求在柔性自動(dòng)化技術(shù)上加大開(kāi)發(fā)力度白魂,以縮小與日本汽車(chē)工業(yè)的差距汽纤。從各種具體制造技術(shù)來(lái)看,其發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)為:
1. 鍛造技術(shù)
近年來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的精鍛工藝福荸、模具蕴坪,降低了生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)品精度伐页。如中重型卡車(chē)后橋中的行星齒輪侈敏、半軸齒輪迟凫,過(guò)去用格里森圓拉機(jī)制造养砾,近年來(lái)開(kāi)始全部改為精密鍛造。
2. 焊接技術(shù)
大量使用焊接機(jī)器人夏岩,焊接車(chē)間幾乎沒(méi)有操作工人质教,實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量穩(wěn)定的多品種、大批量的車(chē)身焊接生產(chǎn)矩粒。
3. 切削技術(shù)切削技術(shù)正朝著數(shù)字化瓦陡、高效、低成本歧蛾、過(guò)程控制厘赤、環(huán)保等方向發(fā)展辱矮。
□ 數(shù)字化方面
3D設(shè)計(jì)、分析妻铲、工藝愿瘫、加工在汽車(chē)制造中普遍應(yīng)用,而且在發(fā)動(dòng)機(jī)吞杭、變速箱盏浇、橋等殼體類(lèi)零件加工中已普遍應(yīng)用柔性加工。
□ 高效方面
目前已實(shí)現(xiàn)高速車(chē)削芽狗、高速銑削绢掰、高速磨削、高速滾齒童擎;國(guó)外鋁合金車(chē)滴劲、銑切削的速度已達(dá)到3000m/min以上的水平;另外柔昼,鑄鐵橋殼已實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力車(chē)削哑芹,轉(zhuǎn)向節(jié)、凸輪軸也實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)力磨削捕透;而中小批量結(jié)構(gòu)復(fù)雜件的多品種生產(chǎn)逐漸趨向采用車(chē)銑中心聪姿、銑車(chē)中心、車(chē)磨中心等復(fù)合加工方式乙嘀。
□ 低成本方面
淬硬鋼以車(chē)代磨末购,齒套、齒輪等淬火件變熱后以車(chē)代磨美丝;工藝技術(shù)變革也使得精鍛壕俱、冷擠取代切削加工工藝,如齒輪精鍛替塑、花鍵冷擠等障浅。
□ 過(guò)程控制方面
重視工藝穩(wěn)定性,Cpk>1.33看卦,由目標(biāo)變?yōu)槠瘘c(diǎn)支你。
□ 環(huán)保方面
使用無(wú)公害切削液,并推廣水劑無(wú)公害切削液以及干切削惩凉,機(jī)床和刀具的技術(shù)進(jìn)步使很多傳統(tǒng)的濕式切削變?yōu)楦墒角邢骺醵谲?chē)、銑方式大量應(yīng)用的同時(shí)恒襟,齒輪加工干切削也已成為現(xiàn)實(shí)赂裸。
4. 激光技術(shù)
激光加工已成為現(xiàn)代汽車(chē)制造不可或缺的技術(shù)。在國(guó)外,激光器的應(yīng)用以每年20%的速度增長(zhǎng)贾虽。目前的具體應(yīng)用比例為:激光焊接和激光切割達(dá)60%逃糟,激光打孔和激光打標(biāo)達(dá)19%,激光表面處理和研發(fā)達(dá)15%蓬豁。
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