見(jiàn)微知著

牧野茂雄

利 用刀具和鉆頭對(duì)金屬進(jìn)行加工的方法，在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)各種零件上得到廣泛使用。我參觀過(guò)加工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)金屬切削很感興趣，因此也經(jīng)常去汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工廠觀摩。這次就來(lái)介紹一下我非常感興趣的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工廠。

首先是馬自達(dá)的工廠。SKYACTIV發(fā)動(dòng)機(jī)的制造有很多特征，其中最有特點(diǎn)的就是缸蓋的砂型鑄造，這在量產(chǎn)汽車(chē)企業(yè)中大概是唯一的。將特殊的沙子和樹(shù)脂混合在一起做成鑄模，然后將融化的鋁合金注入成型。砂型的表面很光滑，能做出非常纖細(xì)的形狀?，F(xiàn)在大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)使用高壓鑄造的方法來(lái)生產(chǎn)缸體和缸蓋，這種方法可以面向大量生產(chǎn)，但不能做出燃燒室周?chē)鋮s水路那樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿刍慕饘僭谝凰查g流入金屬模具后，薄壁的地方不能很好的成型。

F1發(fā)動(dòng)機(jī)也采用了砂型鑄造。一方面是生產(chǎn)數(shù)量較少，使用高價(jià)金屬模具會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)單價(jià)大幅提高，另一方面是砂型能做出復(fù)雜的形狀，而冷卻性能要求很高的F1發(fā)動(dòng)機(jī)正好有這方面的需求。馬自達(dá)SKYACTIV發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋，在使用了砂型鑄造技術(shù)后，能使5毫米厚度的薄壁一體成型。這項(xiàng)技術(shù)是馬自達(dá)在福特汽車(chē)旗下時(shí)，為福特考斯沃斯生產(chǎn)賽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)掌握的。

這頁(yè)的照片中展示的就是組成馬自達(dá)砂型的“中子”。中子的部分是空心的?？梢钥吹接蟹浅?fù)雜的形狀。這都是只能使用一次，當(dāng)金屬流入砂型成型后，必須破壞砂型才能將鑄造物取出。砂型只能單次使用，那么為了量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，也需要量產(chǎn)砂型的技術(shù)和設(shè)備。

接下來(lái)是富士重工（斯巴魯）的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠?，F(xiàn)在只有保時(shí)捷和斯巴魯在使用量產(chǎn)的水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)了，它們的制造工藝和其它發(fā)動(dòng)機(jī)不太一樣。最大的特征是切削加工的面積很大。曲軸的旋轉(zhuǎn)支撐部分使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械零件中精度要求最高的地方，都是在斯巴魯發(fā)動(dòng)機(jī)工廠通過(guò)精密加工技術(shù)以非常高的精度制造出來(lái)的。過(guò)去斯巴魯參加世界拉力比賽并獲得冠軍的時(shí)代，拉力車(chē)上使用的水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的制造工藝和普通車(chē)是一樣的。

斯巴魯?shù)乃綄?duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)采用了常見(jiàn)的高壓鑄造法，然后再對(duì)成型的零件進(jìn)行高精度的加工，加工精度達(dá)到10微米。而且因?yàn)樽笥液象w的構(gòu)造，基本上所有平面都是全自動(dòng)加工而成。

馬自達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)也是全自動(dòng)加工而成，精度也很高，但水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)擁有兩個(gè)缸體，要花費(fèi)更多的功夫。折合到每毫升排氣量的話，日本產(chǎn)最貴的發(fā)動(dòng)機(jī)是斯巴魯?shù)乃綄?duì)置4缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

在切削加工方面我還想介紹一下渦輪增壓器的生產(chǎn)。這是利用發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣能量推動(dòng)排氣旋轉(zhuǎn)葉片，帶動(dòng)同軸上的空氣壓縮葉片吸入大量空氣送往氣缸的裝置。

豐田汽車(chē)是從1992年開(kāi)始制造增壓機(jī)的。去年，新一代增壓機(jī)開(kāi)始量產(chǎn)了，第一次通過(guò)切削加工的方法生產(chǎn)空氣壓縮葉片。在豐田汽車(chē)的工廠里，使用小鉆頭來(lái)加工復(fù)雜形狀的葉片。使用5軸自由移動(dòng)的全自動(dòng)加工機(jī)床，幾分鐘就能做出一個(gè)空氣壓縮葉片。與通過(guò)鑄造來(lái)生產(chǎn)空氣壓縮葉片比，產(chǎn)品的耐久性和剛性都能提高不少。豐田汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)量很大，一般重點(diǎn)宣傳都在油耗和靜音方面，實(shí)際上高精度的優(yōu)秀發(fā)動(dòng)機(jī)也很多。

馬自達(dá)汽車(chē)、斯巴魯汽車(chē)、豐田汽車(chē)所使用的機(jī)械加工設(shè)備，基本上都是日本生產(chǎn)的，只有鉆頭和切削刀具使用的德國(guó)或瑞士的產(chǎn)品，現(xiàn)在最優(yōu)秀的刀具都是歐洲制造的。

我曾去過(guò)大約200家工廠采訪，有汽車(chē)組裝工廠、發(fā)動(dòng)機(jī)工廠、變速箱工廠、齒輪零件工廠等。在看過(guò)工廠后，就能明白這個(gè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)思想。