现代汽车制造业中机械加工技术的运用研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：郁海军（1974），男，汉族，浙江杭州人，本科，中级工程师，研究方向为机械设计与制造。-55-现代汽车制造业中机械加工技术的运用研究 郁海军 陈小敏 万向钱潮股份公司，浙江 杭州 311215 摘要：摘要：现代汽车制造业作为全球工业领域的重要组成部分，面临着日益激烈的竞争和不断升级的市场需求。机械加工技术作为汽车制造过程中的核心环节，发挥着关键作用。本文旨在深入研究机械加工技术在现代汽车制造中的应用，探讨其在提高效率、降低成本、提升产品质量、推动产业升级等方面的作用。首先，对机械加工技术进行了一定论述，其次，分别从零部件加工和制造、车身制造和组装以及引擎制造和加工等方面探讨了现代汽车制造业中机械加工技术的具体运用，有助于促进机械加工技术运用的不断深入，进而推动现代汽车制造业的长远发展。关键词：关键词：汽车制造业；机械加工；运用 中图分类号：中图分类号：X322 0 引言 随着科技的不断进步和社会的快速发展，汽车已经成为现代生活中不可或缺的一部分。汽车制造业作为全球工业领域的巨头之一，不仅为经济增长做出了巨大贡献，还推动了技术创新和工程领域的不断进步。在这个高度竞争和日新月异的行业中，机械加工技术以其精密、高效和多功能的特点，已经成为汽车制造过程中的关键环节，同时伴随着机械加工技术的不断创新和发展，还为汽车工业带来了巨大的变革。因此，进行现代汽车制造业中机械加工技术的运用研究具有十分重要的现实意义。1 机械加工技术概述 1.1 机械加工的定义和分类 机械加工是一种制造工艺，通过对工件进行切削、切割、成形和修整等操作，来实现将原始材料转化为所需形状和尺寸的零件或产品的过程。这个工艺的核心在于通过去除多余材料，以达到精确的尺寸、形状和表面质量要求。机械加工技术通常分为数控加工和传统手工加工两大类。（1）传统手工加工。传统机械加工通常依赖于人工操作，操作员使用手动工具或机械设备（如车床、铣床、钻床等）来切削和成形工件。这种方式在一些简单工艺和小批量生产中仍然有用，但其效率相对较低，对操作员技能的要求较高，并且容易出现误差。（2）数控加工。数控（Computer Numerical Control，CNC）加工是现代机械加工技术的重要分支。它利用计算机控制系统，通过预先编程的指令来操作机床，从而精确地控制工件的切削过程。数控加工具有高度的自动化程度，能够实现复杂的形状和高精度的加工。常见的数控加工设备包括数控车床、数控铣床、数控钻床等1。1.2 机械加工技术在现代汽车制造业中的运用意义（1）提高汽车制造效率和质量 首先，机械加工技术的自动化特性使得汽车零部件的加工过程更加高效和稳定。自动化生产线可以在无需人工干预的情况下持续运行，从而减少了生产中的停机时间和生产节拍，提高了生产效率。其次，机械加工技术能够实现高精度的加工，确保汽车零部件的尺寸和形状与设计要求完全匹配。这对于汽车制造至关重要，因为即使微小的尺寸偏差也可能导致零部件无法适应或装配在车辆中，从而影响整车的性能和安全性。通过机械加工，可以实现高度的尺寸精确度，确保零部件的互换性和一致性，减少了废品率和重复加工的需求，进一步提高了制造效率。最后，机械加工技术还可以应用于制造高精度的工具和模具，用于汽车零部件的生产。这些工具和模具的精确度直接影响到最终零部件的质量和精度。通过使用机械加工技术，可以生产出高质量的工具和模具，为汽车制造提供了可靠的加工基础，确保了产品的质量稳定性和一致性。中国科技期刊数据库 工业 A-56-（2）降低生产成本和材料浪费 首先，通过自动化机械加工过程，减少了人工操作的需求，从而降低了劳动力成本。自动化生产线能够24/7持续运行，不需要员工持续的人力监督和操作，大大节省了人力资源和成本。其次，机械加工技术的高精度加工和优化的切削工艺可以减少材料的浪费。传统的手工加工可能会因为操作员技能不足或误操作而导致材料的浪费，而机械加工的数控系统能够精确控制切削过程，最大限度地减少了材料损耗。此外，机械加工技术还可以通过优化工件布局和切割路径，最大程度地利用原始材料，减少废料的产生。最后，机械加工还可以通过提高生产效率和减少不合格品率来降低生产成本。高效的机械加工生产线能够更快地完成零部件的加工，减少了生产周期，降低了库存成本。同时，高精度的加工可以减少不合格品的产生，减少了返工和废品处理的成本，提高了生产效率。（3）推动汽车制造业的发展和升级 首先，机械加工技术的自动化和精密加工能力使汽车制造企业更具竞争力。通过提高生产效率和降低成本，企业能够更好地满足市场需求，提供更具吸引力的产品，增强了市场竞争力，推动了行业的发展。其次，机械加工技术的不断创新和发展促进了汽车制造业的技术升级。随着科技的不断进步，机械加工技术也在不断演进，包括数控机床、智能制造和工业 4.0等技术的应用。这些先进技术的引入使汽车制造过程更加智能化和自动化，提高了生产效率，同时也提供了更多的数据和信息用于生产过程的监控和优化，推动了制造业向智能制造方向迈进。最后，机械加工技术的运用也加强了汽车制造企业与供应链合作伙伴之间的协同作用。为了更好地应对市场需求和提高生产效率，汽车制造企业与零部件供应商之间的合作日益密切，共同推动了整个汽车制造业的发展。机械加工技术的应用为供应链的优化和协调提供了更多的机会，促进了整个产业链的协同发展2。2 现代汽车制造业中机械加工技术的具体运用 2.1 零部件加工和制造（1）发动机零部件加工 发动机是汽车的核心部件之一，它由许多复杂的零部件组成，这些零部件需要经过精密的加工和制造，以确保发动机的性能、可靠性和耐久性。在汽车制造业中，发动机零部件的加工和制造是一个关键环节，这就需要予以充分重视，机械加工技术在其中发挥着至关重要的作用。首先，发动机零部件的加工需要高精度的机床和加工工艺。例如，气缸头、气缸体、曲轴、连杆、活塞等部件的制造需要使用精密的数控机床进行车削、铣削、钻孔等加工操作，以确保零部件的尺寸和形状达到设计要求。机械加工技术可以精确控制加工过程，确保零部件的精度和表面质量满足要求。其次，发动机零部件的材料选择和热处理也是关键因素。不同的零部件需要使用不同材料，并经过适当的热处理工艺，以提高其强度、硬度和耐磨性。机械加工技术可以用于制造加工工具和夹具，以确保材料的切削和加工过程符合标准，同时保持工件的尺寸稳定性。最后，发动机零部件的装配和检验也需要机械加工技术的支持。在装配过程中，零部件必须精确配合，以确保发动机的正常运行。机械加工技术可以用于制造装配夹具和检验工具，帮助工人高效地进行装配和质量检查。这有助于提高装配过程的质量和效率。（2）底盘零部件制造 底盘零部件是汽车底盘系统的重要组成部分，包括底盘框架、悬挂系统、制动系统、转向系统等。这些零部件的制造对汽车的安全性、悬挂性能和驾驶舒适性有着重要影响，因此底盘零部件的加工和制造也是汽车制造中的重要环节。在底盘零部件的制造中，机械加工技术扮演了至关重要的角色。首先，底盘框架通常由钢材制成，需要经过精确的切割、冲压、焊接和加工工艺，以确保框架的强度和刚度。机械加工技术用于加工框架的连接孔、安装孔和固定孔，以便后续的装配工作。其次，悬挂系统的制造也需要精密的机械加工。悬挂系统包括悬挂臂、减震器、弹簧等部件，这些部件需要经过车削、铣削、钻孔等加工操作，以确保它们的几何尺寸和表面质量符合要求。机械加工技术可以用于制造这些部件的加工工具和夹具，以提高生产效率和质量。最后，制动系统的制造也离不开机械加工。制动系统包括刹车盘、刹车片、刹车卡钳等部件，这些部件需要经过车削、磨削、钻孔等精密加工，以确保制动效果和耐磨性。机械加工技术可以用于制造这些部件的工艺装备和检验工具，以提高制造质量和可靠性3。中国科技期刊数据库 工业 A-57-2.2 车身制造和组装（1）车身板金加工 车身板金加工是汽车制造中的一个重要环节，它涉及到汽车外部车身的制造和成型。在这个过程中，机械加工技术发挥着关键作用，确保了车身零部件的精度和质量。首先，车身板金加工通常从原材料开始，原材料通常是金属板材，如钢板、铝板等。这些板材需要经过剪切、切割和冲压等机械加工工艺，以根据汽车设计的要求裁剪成各种形状和尺寸的零部件。机械剪切机、冲床和切割机等设备被广泛用于这些加工步骤，确保了零部件的准确尺寸和平整表面。其次，车身板金零部件通常需要进行弯曲和成型，以获得所需的外形。这个过程中，涉及到液压弯曲机、冲床和车床等机械设备的使用。机械加工技术确保了零部件的弯曲角度和曲线轮廓的准确性，以满足汽车外观和空气动力学性能的要求。最后，车身板金零部件还需要进行孔加工和螺纹加工，以便后续的装配。这些机械加工操作包括钻孔、铆接、螺纹加工等，确保零部件能够方便地连接和装配到车身上。（2）车身焊接和组装 车身焊接和组装是汽车制造中的关键步骤，它们要求高精度的机械加工技术来确保车身的质量和结构完整性。在车身焊接和组装过程中，机械加工技术发挥着重要作用，具体表现如下：首先，焊接是车身制造中不可或缺的步骤。汽车车身通常由多个零部件组成，这些零部件需要通过焊接技术连接在一起，以形成车身的结构。在焊接过程中，机械加工技术用于准确定位和夹紧零部件，以确保焊缝的精确性和一致性。自动化焊接设备和机器人焊接技术也广泛应用于车身制造，以提高焊接效率和质量。其次，车身组装需要精确的机械加工技术来确保各个零部件的准确安装和配合。在组装过程中，使用机械工具和设备来调整和校准零部件的位置，以确保它们与设计规格完全一致。机械加工技术还用于安装紧固件、螺栓和其他连接元素，确保车身的结构牢固和稳定。最后，车身焊接和组装还需要严格的质量控制和检测。机械加工技术用于制造检测工具和设备，以检查焊缝的质量、零部件的尺寸和配合、装配的完整性等方面。这有助于提前发现和解决潜在的问题，确保最终生产的汽车车身达到高质量标准4。2.3 引擎制造和加工（1）引擎块加工 引擎块加工是汽车引擎制造中的关键工艺之一，它涉及将引擎块的原材料加工成具有精确尺寸和形状的零件，以容纳引擎的各个组件和部件。在这个过程中，机械加工技术发挥着至关重要的作用。首先，引擎块是引擎的核心部件之一，承担着活塞、连杆、曲轴等零部件的工作。因此，它的加工精度至关重要。机械加工技术通过数控机床和精密加工工艺，可以实现对引擎块的高精度加工，确保其内部空间的尺寸和形状符合设计规格。这有助于提高引擎的工作效率和可靠性。其次，引擎块的加工需要考虑到冷却和润滑系统的要求。机械加工技术可以用于制造冷却通道和油路，确保冷却液和润滑油能够有效地流经引擎块，降低引擎的工作温度，并保持零件的润滑。这对于引擎的长期可靠性和性能至关重要。（2）汽车发动机装配 汽车发动机装配是汽车制造中的重要环节，它涉及将各个引擎部件和零部件组装成一个完整的发动机单元。在这个过程中，机械加工技术发挥着关键作用。首先，汽车发动机由众多复杂的零部件组成，如气缸头、气缸体、曲轴、连杆、活塞、阀门、点火系统等。这些零部件需要在装配过程中精确地配合，以确保发动机的正常运转和高效性能。机械加工技术通过精密加工和测量，保证了这些零部件的尺寸和形状达到设计要求，从而确保装配过程的顺利进行。其次，在汽车发动机装配中，各个零部件需要经过严格的检验和测试，以确保其质量和可靠性。机械加工技术可以用于制造检测工具和设备，如测量仪器、夹具和检测夹具，用于验证零部件的质量和装配的正确性。这有助于提高装配过程的质量控制和产品的可靠性5。3 结语 总的来说，机械加工作为现代汽车制造业的关键技术，不仅对于汽车的制造质量具有决定性的影响，还是推动行业发展的关键因素。通过不断改进和创新，可以期待看到汽车制造业在未来实现更高水平的效率、质量和可持续性，以满足不断增长的市场需求，同时中国科技期刊数据库 工业 A-58-应对日益复杂的环境和竞争挑战。这一领域的研究和应用将继续为汽车制造业的未来做出贡献，为社会的可持续发展做出积极贡献。参考文献 1谷志鹏.汽车发动机曲轴制造中的机械加工技术分析J.内燃机与配件,2023(07):44-46.2李淑廷,李英.机械加工技术在汽车发动机曲轴制造中的应用J.时代汽车,2022(12):151-152.3 米 合 拉 衣 米 吉 提,尹 君 驰.机 械 加 工 技 术 在 汽 车 制 造 维 修 中 的 有 效 应 用 J.内 燃 机 与 配件,2022(05):145-147.4张轶群,张伊波.数控加工技术在汽车机械模具加工制造中的应用J.内燃机与配件,2021(23):82-83.5夏嬗,倪飞.机械自动化加工技术在汽车制造行业中的应用J.造纸装备及材料,2021,50(09):19-20.