數(shù)控技術(shù)在汽車零件加工中的應(yīng)用

張文娟

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速推進(jìn)，各種新技術(shù)已廣泛應(yīng)用于制造業(yè)領(lǐng)域，機(jī)床加工和制造技術(shù)的實(shí)力也得到了提高。通過(guò)數(shù)控加工技術(shù)的有效和恰當(dāng)運(yùn)用，進(jìn)一步提高機(jī)床設(shè)備的管控水平，對(duì)我國(guó)汽車零部件生產(chǎn)加工技術(shù)的改進(jìn)和提升具有非常關(guān)鍵的現(xiàn)實(shí)意義，它促進(jìn)了我國(guó)汽車工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。本文重點(diǎn)對(duì)數(shù)控技術(shù)在汽車零件加工制造中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù);汽車零部件;生產(chǎn)加工

中圖分類號(hào)：TG519.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）06-0054-02

0? 引言

汽車零部件的可加工性將在一定程度上對(duì)汽車的生產(chǎn)和加工質(zhì)量產(chǎn)生影響。近年來(lái)，隨著我國(guó)制造業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，在汽車零件加工制造的過(guò)程中逐步應(yīng)用了數(shù)控加工技術(shù)，它主要被廣泛用于提高汽車零件生產(chǎn)和加工的效率和精度。只有通過(guò)明確數(shù)控加工技術(shù)在我國(guó)汽車零部件加工制造中的重要地位，并不斷改進(jìn)和完善現(xiàn)有的生產(chǎn)加工方法，才能達(dá)到汽車零部件生產(chǎn)和制造的預(yù)期應(yīng)用效果。

1? 汽車零件制造中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

響應(yīng)高品質(zhì)，高效率的集成化智能制造系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜零件的加工制造要求。未來(lái)的數(shù)控機(jī)床將朝著復(fù)合生產(chǎn)加工的方向發(fā)展，并可以實(shí)現(xiàn)多件一次生產(chǎn)以及多工藝復(fù)合的生產(chǎn)，例如車削、銑削和鉆孔。此外，數(shù)控機(jī)床必須具有更好的總體規(guī)劃策略和電動(dòng)機(jī)控制策略，才能實(shí)現(xiàn)高速、高精度的生產(chǎn)和加工。

數(shù)控加工技術(shù)又在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的控制能力，如自動(dòng)制造和自動(dòng)修正能力。上述能力的保障依賴于數(shù)控設(shè)備，而且車工技術(shù)、銑削技術(shù)在機(jī)械中使用范圍是非常大的， 因此提高數(shù)控車床、數(shù)控銑床等設(shè)備的控制能力，可以更好的提升我國(guó)現(xiàn)有機(jī)床的自動(dòng)化程度。

因此，機(jī)床設(shè)備的應(yīng)用尤為重要。隨著數(shù)控加工技術(shù)在加工制造中的應(yīng)用，機(jī)床設(shè)備的控制能力得到了顯著提高，促進(jìn)了機(jī)床加工制造工作效率的提高。使用數(shù)控加工技術(shù)來(lái)操縱機(jī)床設(shè)備可以充分利用機(jī)床設(shè)備的作用，提高加工制造的高效率，確保生產(chǎn)質(zhì)量，并最大程度地提高機(jī)床設(shè)備制造的效益。數(shù)控加工技術(shù)的引入簡(jiǎn)化了機(jī)床設(shè)備的實(shí)際操作步驟。它根據(jù)代碼操作數(shù)控車床，并預(yù)先在機(jī)床上設(shè)置加工制造的操作步驟，然后通過(guò)數(shù)字信息控制數(shù)控車床的運(yùn)行。使用數(shù)控加工技術(shù)來(lái)操縱機(jī)床設(shè)備可以使機(jī)床設(shè)備有效地執(zhí)行加工制造任務(wù)[1]。

在汽車零件加工制造的技術(shù)方面使用數(shù)控加工技術(shù)有利于促進(jìn)汽車制造業(yè)的發(fā)展。汽車制造業(yè)的發(fā)展與數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用密不可分，數(shù)控加工技術(shù)的進(jìn)步可以促進(jìn)汽車制造業(yè)健康發(fā)展。在機(jī)床加工制造技術(shù)中使用數(shù)控加工技術(shù)可以進(jìn)一步提高零件加工制造技術(shù)的有效性，為汽車制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)提供技術(shù)保證。數(shù)控加工技術(shù)引入到汽車零部件的加工中，第一，作為新技術(shù)和高新技術(shù)和傳統(tǒng)加工技術(shù)的結(jié)合，很大程度上提高了零部件生產(chǎn)效率、提升了零部件的質(zhì)量和合格率、縮減了加工時(shí)間、提高了機(jī)床的利用率、推進(jìn)了汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，也保障了汽車制造業(yè)的市場(chǎng)利潤(rùn);第二，在汽車零件加工中融入數(shù)控加工技術(shù)，使得復(fù)雜的加工程序簡(jiǎn)單化，從而也使得零件的加工效率大幅提升[2]。

2? 提升數(shù)控技術(shù)在汽車零件加工技術(shù)中的有效策略

通過(guò)采用自動(dòng)編程技術(shù)，對(duì)機(jī)床加工的原有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，增大網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和智能化技術(shù)的應(yīng)用力度，是在汽車零件加工中有效融入數(shù)控技術(shù)的主要方式。通過(guò)提升數(shù)控技術(shù)，可以將復(fù)雜的加工程序簡(jiǎn)單化，從而提升零件加工的質(zhì)量和效率。

2.1 在汽車零件機(jī)床加工過(guò)程中采用自動(dòng)編程技術(shù)

隨著我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)的快速推進(jìn)，它也已廣泛應(yīng)用于不同的行業(yè)。在傳統(tǒng)的汽車零件生產(chǎn)中，大多數(shù)都是通過(guò)人工手繪有效地闡明零件的生產(chǎn)制造工程圖。這不僅會(huì)導(dǎo)致工作效率進(jìn)一步降低，還會(huì)導(dǎo)致數(shù)控錯(cuò)誤的現(xiàn)象出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)問(wèn)題，它們會(huì)直接影響汽車零部件的生產(chǎn)加工質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)利益。

通過(guò)有效利用數(shù)控編程軟件技術(shù)，可以合理地防止傳統(tǒng)人為因素造成的誤差值，從而可以促進(jìn)生產(chǎn)和加工質(zhì)量的進(jìn)一步提高，并幫助制造企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。在數(shù)控加工技術(shù)中，可以根據(jù)汽車零部件的生產(chǎn)和加工特性，對(duì)各種原材料進(jìn)行最佳的控制，合理地降低汽車企業(yè)的生產(chǎn)成本。這對(duì)于我國(guó)汽車工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)也具有至關(guān)重要的意義。

2.2 對(duì)機(jī)床加工原有設(shè)備進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新

隨著我國(guó)生產(chǎn)制造領(lǐng)域的不斷拓寬，汽車零件加工引入了越來(lái)越多的新設(shè)備和新技術(shù)。數(shù)控加工技術(shù)作為近年來(lái)的常用加工技術(shù)，可以提高汽車零件的加工精度，并進(jìn)一步提高生產(chǎn)加工效率。

另外，在汽車工業(yè)發(fā)展的整個(gè)過(guò)程中，對(duì)于汽車零部件的生產(chǎn)制造精度以及生產(chǎn)質(zhì)量已經(jīng)明確提出了更高的規(guī)定，這需要不斷發(fā)展當(dāng)前的數(shù)控車床加工技術(shù)。為了優(yōu)化和改進(jìn)數(shù)控車床，以確保數(shù)控加工技術(shù)的可靠性和高效率。汽車生產(chǎn)廠家可以基本整合自身的生產(chǎn)制造特征，對(duì)原始數(shù)控加工制造設(shè)備進(jìn)行持續(xù)的自主創(chuàng)新完善，促進(jìn)機(jī)床加工制造技術(shù)實(shí)力的進(jìn)一步提高。只有與時(shí)俱進(jìn)，提高現(xiàn)有的數(shù)控加工技術(shù)水平，才能進(jìn)一步保證數(shù)控加工制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力和數(shù)控加工技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展，從而推動(dòng)我國(guó)汽車制造業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

2.3 強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和智能化技術(shù)的應(yīng)用力度

為了更好地促進(jìn)使用數(shù)控加工技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的明顯改善，有必要進(jìn)行不斷的自主創(chuàng)新。近年來(lái)，智能化技術(shù)及其數(shù)字技術(shù)也獲得了快速發(fā)展。當(dāng)在汽車零件加工和制造的過(guò)程中選擇數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)制造時(shí)，規(guī)定企業(yè)必須加強(qiáng)智能技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的使用，并借此機(jī)會(huì)開(kāi)展整體汽車零件的加工制造步驟。合理的管理和操作對(duì)于提高生產(chǎn)加工效率和質(zhì)量具有十分重要的意義。

另外，隨著數(shù)字技術(shù)及其智能化技術(shù)的應(yīng)用，可以在所有生產(chǎn)加工步驟中具有出色的應(yīng)用效果，并保證汽車零部件的生產(chǎn)加工質(zhì)量以及生產(chǎn)加工的實(shí)際效果。

3? 汽車零部件制造過(guò)程中的常用數(shù)控系統(tǒng)類型

現(xiàn)階段，日本、美國(guó)和歐洲的進(jìn)口數(shù)控車床大多使用FANUC和西門子PLC（SIEMENS）兩種類型的數(shù)控系統(tǒng)，并且可以使用G代碼完成編程。其中，大多數(shù)銑削和多軸切割數(shù)控車床都使用兩種類型的機(jī)床，它們很容易與輔助設(shè)計(jì)解決方案集成。兩種機(jī)床在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域占據(jù)了當(dāng)前大部分市場(chǎng)份額。如今，一些用于復(fù)雜斜面生產(chǎn)和加工的法國(guó)多軸數(shù)控加工中心配備了海德漢數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有通過(guò)數(shù)控可視化和模塊化設(shè)計(jì)來(lái)編輯大中型程序的能力，并且可以快速導(dǎo)入和編譯信息內(nèi)容，完成快速原型技術(shù)的生產(chǎn)和復(fù)雜傾斜表面和多孔材料的加工。隨著智能制造系統(tǒng)和智能車間的創(chuàng)建，一些數(shù)控車床公司已經(jīng)根據(jù)客戶要求逐步開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了專用的數(shù)控系統(tǒng)，例如我國(guó)的沈陽(yáng)機(jī)床（SMTCL）公司、日本的OKUMA公司、YAMAZAKI MAZAK公司以及法國(guó)的DMG MORI（DMG MORI）公司等。

4? FANUC系統(tǒng)在汽車零件制造方面的特點(diǎn)及改進(jìn)方法

FANUC系統(tǒng)在當(dāng)前的數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和營(yíng)銷中有著強(qiáng)大的陣營(yíng)。其產(chǎn)品系列涵蓋了各種制造過(guò)程，例如銑削、切割和數(shù)控加工中心。 FANUC 機(jī)床在使用中具有方便、穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢(shì)，并且對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境要求相對(duì)較低。 FANUC系統(tǒng)選擇了較為通用的G代碼編程，程序流程語(yǔ)句結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠?？梢愿鶕?jù)零件圖上特定的零件輪廓規(guī)格直接對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程，例如平行線傾斜角、半弧形弧度、倒圓角值等，并且簡(jiǎn)單直觀[3]。

FANUC系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)劃值獨(dú)立計(jì)劃初始處理和深度處理循環(huán)系統(tǒng)路徑，并保留設(shè)計(jì)者的特定處理余量，從而簡(jiǎn)化了繁瑣的編程。例如，對(duì)于較多孔徑的結(jié)構(gòu)零件，只需給出孔中心位置，然后利用簡(jiǎn)單的循環(huán)系統(tǒng)命令（例如G82-G89）來(lái)完成多孔結(jié)構(gòu)自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)的生產(chǎn)和加工。在生產(chǎn)傾斜表面時(shí)，可以使用宏程序（例如#1，#2等作為自變量）根據(jù)表面方程式（與#1，#2和其他自變量等式）直接編寫程序。此系統(tǒng)編程可視化，高效也更易于使用。另外，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)還具有方便快捷的平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能，可以輕松完成多平面坐標(biāo)混合的編程。

FANUC系統(tǒng)具有智能系統(tǒng)人機(jī)交互技術(shù)頁(yè)面。從建立生產(chǎn)加工程序流程到特定生產(chǎn)加工的完成，所有實(shí)際操作都可以在同一界面上進(jìn)行調(diào)整和模擬，并且可以輕松完成數(shù)控加工中心循環(huán)系統(tǒng)數(shù)控可視化。

在智能化方面，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)可以使用豐富的互聯(lián)網(wǎng)功能來(lái)構(gòu)建適用于數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)，將數(shù)控系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，進(jìn)行復(fù)雜零件的三維設(shè)計(jì)方案和數(shù)控代碼轉(zhuǎn)換（如使用CAM軟件），然后進(jìn)行數(shù)控程序流程的傳輸和監(jiān)控?cái)?shù)控情況，完成復(fù)雜的幾何外觀零件智能化的生產(chǎn)制造。它還可以根據(jù)以太網(wǎng)接口將加工廠中的數(shù)控車床彼此連接，執(zhí)行集中和統(tǒng)一的管理，操縱和監(jiān)視，并實(shí)現(xiàn)數(shù)控與電腦上縱橫比的組合。在現(xiàn)階段，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)引入了實(shí)時(shí)提升操作以完成智能數(shù)控車床的操作，并根據(jù)位置、溫度、負(fù)載和其他機(jī)床設(shè)備條件的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)提升操作。根據(jù)該功能群實(shí)現(xiàn)了高速、高精度和高質(zhì)量的生產(chǎn)加工。

特別是在復(fù)雜的汽車零部件和金屬材料模具的生產(chǎn)加工中，根據(jù)讀取的程序流程命令區(qū)分順序，獲得適當(dāng)?shù)乃矔r(shí)速度和控制率，并在尺寸范圍內(nèi)獲得平滑的生產(chǎn)加工路徑，允許反射沖擊的公差范圍變?nèi)?，充分發(fā)揮了數(shù)控車床和智能系統(tǒng)制造的最佳配合性能。

對(duì)于汽車工業(yè)中厚壁殼體零件的制造，例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、變速箱殼體等，整個(gè)切割過(guò)程應(yīng)配備一些獨(dú)特的后處理程序，例如殼體的低彎曲剛度在整個(gè)鉆孔的過(guò)程程序。鉆削振動(dòng)引起的加工精度降低，負(fù)載響應(yīng)速度比控制和數(shù)控車床各軸轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩檢測(cè)控制模塊，可根據(jù)主軸軸承速比的自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)保持每個(gè)軸的扭矩和穩(wěn)定的鉆孔條件提高了生產(chǎn)和加工的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)加工的效率。

在這一階段，日本的OKUMA公司已經(jīng)在自己的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的機(jī)床中安裝了此功能，一定程度上降低了操作員需要具有大量生產(chǎn)加工經(jīng)驗(yàn)的要求。此外，電機(jī)負(fù)載機(jī)床控制模塊各軸扭矩和扭矩檢測(cè)也有助于識(shí)別數(shù)控刀片或筒夾在整個(gè)鉆孔過(guò)程中與產(chǎn)品工件或夾具的瞬時(shí)碰撞，從而緊急停運(yùn)機(jī)床并保持主軸不會(huì)損壞軸承。

此外，期待FANUC系統(tǒng)加載諸如雷尼紹相機(jī)等類型的實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制模塊，尤其是用于汽車的多孔結(jié)構(gòu)零件的直徑檢查和零件檢查，并將一些簡(jiǎn)單的三坐標(biāo)檢測(cè)功能集成到自動(dòng)數(shù)控控制中，實(shí)現(xiàn)集加工、生產(chǎn)、檢驗(yàn)和回收為一體的高精度、高效率的生產(chǎn)加工模式。

5? 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)汽車工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展非常迅速，并已經(jīng)明確提出了關(guān)于汽車零件的生產(chǎn)和加工質(zhì)量以及加工精度的更高的規(guī)定。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)也已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。這對(duì)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)布局的發(fā)展趨勢(shì)有非常重要的影響。因?yàn)樵谖覈?guó)汽車工業(yè)領(lǐng)域，還必須大力加強(qiáng)數(shù)控加工技術(shù)的探索和科學(xué)研究。它基本上融合了汽車零件生產(chǎn)和制造的特點(diǎn)，并加強(qiáng)了數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，以應(yīng)對(duì)我國(guó)加工制造領(lǐng)域的快速發(fā)展趨勢(shì)。

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