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装备创新助推我国汽车工业发展

2010年12月31日 10:57中国机床商务网点击:3627

  汽车市场与汽车技术的发展,为汽车制造技术与装备带来了新课题。本文既着重阐述了汽车制造对装备和装备工业的要求,也评析了中国装备工业的发展及其与汽车制造业要求的差距,同时还提出了开展新设备生产现场试用制等建议。
  
  汽车工业发展的新阶段
  
  进入新世纪以来,中国汽车工业跨入了一个新的发展阶段,汽车市场需求的扩张速度比预计要快得多,2005年汽车销量已达到576万辆,乘用车需求增长更快,其销量达到397万辆。
  
  汽车市场需求迅速增大的同时,国家的汽车法规也越来越严格,突出体现在排放、安全、节能三个方面。排放方面,国家已经制定了达到国Ⅲ、国Ⅳ和与国际排放标准同步的时间表,北京更是在2005年率先实现国Ⅲ排放标准,要求在2007年达到国Ⅳ标准;安全方面,国家制定了一系列有关车辆安全的强制性法规,最近又进一步扩大范围,将以前未纳入强制标准的法规,如“侧面碰撞乘员保护”法规、“追尾碰撞燃油系统防泄漏”法规等也纳入强制性法规,更加强调车辆的安全性;节能也越来越受到重视,国家对节能型小排量车辆出台了一系列优惠政策,颁布了乘用车、轻型商用车燃油消耗量限值的强制性标准。
  
  性能好是用户对汽车产品的一致要求,包括:安全性、动力性、舒适性、省油、故障少、式样新、价格低廉等,也就是说要有更高的性价比,同时也希望有各式各样的车型、品种供选择。为了适应消费者的要求,汽车生产厂新产品投放市场越来越快。过去一、两年或更长的时间才有一个新产品投放市场,现在一年有好几个新车型投放市场,而且售价不断下降,性价比不断提高,只有这样才能在激烈的市场竞争中占有一席之地。
  
  随着整车性能的提高,汽车零部件的精度也相应提高,如发动机缸孔的尺寸精度已达±0.005mm、圆度0.006-0.008mm,缸盖气阀导管孔的圆度0.005-0.006mm,曲轴轴颈圆度达0.004-0.006mm,连杆小头孔尺寸公差和圆度公差也都在0.005mm左右。
  
  制造技术与装备的新课题
  
  汽车市场与汽车技术的发展为制造技术与装备带来了新课题,主要表现在生产系统柔性化、高效化和精益化。
  
  生产系统柔性化
  
  柔性化是近年汽车制造技术的重要趋势。当前汽车市场对产品的变化要求越来越快,为了提高产品市场竞争力,制造厂不断地、迅速地推出性能更好、式样更新的产品,促使制造商寻求生产柔性化的途径。而加工设备数控化的普及,加工中心及数控机床性能及效率的提高,使柔性生产方式能适应大批大量生产。只要变更刀具、夹具和加工程序就能快速满足新产品的加工要求,由此一大批不同柔性程度、不同生产效率的设备和生产线应运而生。但如何在更短的时间快速实现产品变化、如何通过高效率、高精度和低成本的生产来促进新产品的推出,仍是装备行业不断研究的课题。
  
  生产过程高效化
  
  生产过程高效化是通过缩短机动时间和辅助时间来实现的。在切削加工领域,高效化是以高速切削、强力切削、多头多刀切削以及实现快换、快调、快进降低非切削时间为主要内容,它是推动制造工艺和相关的设备设计、控制技术、毛坯精化、切削工具、检测技术等多领域技术发展的永恒动力。
  
  生产方式精益化
  
  精益化就是寻求一种科学的生产方式,以最小的资金、人员、场地和时间的投入,获得最大的产出,消除生产过程中的一切浪费,以获得最低的成本和最大的利润。精益生产涉及制造过程中生产管理、制造工艺的选择、生产流程的精益等方面。
  
  中国装备行业的发展
  
  新世纪以来,中国的装备行业得到飞快的发展。随着投入的增加,装备制造厂自身的装备水平得到很大的提高和改善,各厂都配备了一批高精度的数控设备、检测设备和适应现代设备生产需要的厂房。通过广泛的国际合作、引进消化吸收、模仿开发等途径,设计开发能力有了较大提高,有效的质量保证体系的建立和检测试验设备的完善使产品精度和可靠性有了一定的提高。
  
  在汽车制造的各领域,包括机械加工、冲压、焊接、装配、试验等都发展了一批汽车生产所需的装备,如五轴联动加工中心、数控车床和车削中心、数控铣镗床、数控高速磨床、立/卧式加工中心、数控齿轮加工机床、多连杆单动拉伸压力机等,使汽车生产线上国产设备的比重逐步增加,在一些汽车零部件和总成生产车间,国产化设备的比重已超过80%。
  
  一些设备制造厂开始了单工序工艺系统和整条生产线的集成和交钥匙,所集成的生产线正在经受大量生产的考验。
  
  在工序集成的基础上,各机床厂都实行按机床能力指数(Cmk)和工序能力指数(Cpk)来验收设备。这种验收方式是对工艺及所集成的工艺系统的各组成部分进行考验,通过对Cmk和Cpk的要求,使机床精度与精度稳定性上了一个新台阶。
    
  中国装备行业与汽车制造业要求的差距
  
  尽管装备行业取得了可喜的提高,但客观来说,离汽车制造业的要求还有一定的差距,还需大家共同努力来缩小和消除这个差距。差距主要在以下方面:
  
  效率低、精度低、可靠性低
  
  以常用的卧式加工中心为例,国外高速加工中心已经十分普遍,而国内的卧式加工中心,大多数还是普通加工中心。
  
  从表1可看出,国产加工中心在精度和效率上与国外加工中心还有差距。国内机床MTBF(平均故障间隔)值一般为500小时,国外机床一般都在2000小时以上;在加工精度方面,国外机床能力指数普遍达到Cmk≧1.67,有的用户还要求达到Cmk≧2.0,国内机床一般达到Cmk≧1.33;在机床精度保持性上也有差距。国外机床,尤其是精度高的机床,使用十几年甚至二十年仍能保持精度,国内机床往往使用几年精度就下降,这与机床的结构、材料、工艺都有关系。因此,一些要求效率高、精度高的关键工序和生产线国内设备不能满足要求,不得不采用进口设备。
  
  品种少、规格不全
  
  汽车制造所需的一些设备,尤其是一些新工艺、新技术的设备,国内还不能制造,这类设备种类还不在少数,各专业都有一批,如用于发动机曲轴加工的高速外圆铣床、圆角滚压机床、连杆胀断设备、发动机冷试设备、高速热镦锻设备、多工位压力机等。我们要提高汽车制造中国产设备的比例,除了提高效率、精度、可靠性外,改变品种少、规格不全也是一个重要方面。
  
  集成能力低
  
  虽然国内一些机床厂开始对汽车零部件生产线进行工序和生产线交钥匙,但对合理确定工艺方案、工艺参数,合理选择和设计夹具、刀具、辅具及量检具还缺乏经验,尤其是对整线交钥匙感到吃力,有些厂还不具备这个能力。
  
  汽车制造对装备的要求
  
  汽车制造的大量生产特性,决定它对设备有与其他行业不同的要求。
  
  应具有满足产品(工序)要求的精度和功能
  
  设备规格应系列化,供不同型号、种类的汽车零部件选用。设备自身精度要与所加工零件的精度相适应,如曲轴轴颈圆度为0.005mm,加工该轴的磨床主轴回转精度须在0.001mm。设备除了具备完成工序所要求的功能外,还须配备故障诊断、故障报警、预警、自动检测等功能。
  
  稳定性
  
  这是大量生产必须具备的重要性能。精度不稳定,时高时低,就不能稳定地生产出高质量的产品。设备不但要稳定,而且还要做到十几年精度不下降,要求有高的机床能力指数,Cmk≧1.67,并向Cmk≧2.0努力。
  
  可靠性
  
  这也是大量生产所必须具备的重要性能。设备可靠性差、故障频繁,生产线经常停顿,就会给生产厂带来巨大经济损失。我们的设备在这方面正好是薄弱环节,应下功夫提高,要使设备的MTBF值达到2000小时以上。
  
  良好的维修性
  
  设备除了在结构上要能快速排除故障、接近性好、便于维修,还要具有快速诊断显示功能,以利于迅速找出故障位置和发现故障。
  
  高效率
  
  高效率就是在单位时间生产更多的合格零件。对机床而言,要求能进行高速、高效率加工,如采用多轴多刀同时加工,另外还要缩短辅助时间,这就需要设备快速移动、快速换刀,使机动时间和辅助时间重合,快速调整,快速上下料及定位夹紧,实现复合加工,将原来需要在几台设备上完成的加工内容复合在一台机床上完成等。(文章来源:弗戈工业在线)
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