汽車零部件加工工藝研究

程金東

摘 要：德勤會計師事務(wù)所發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2018年，汽車零部件企業(yè)凈利潤同比降低7%，汽車零部件企業(yè)利潤空間收窄。截至2018年底，根據(jù)對13 019家規(guī)模以上汽車零部件企業(yè)的統(tǒng)計，汽車零部件企業(yè)的利潤總額為2 506億元，下降2.3%;虧損額比上年同期增長48.2%。從2018年136家上市公司的業(yè)績來看，營業(yè)水平下滑的占企業(yè)總數(shù)量的30%。受汽車行業(yè)下行壓力持續(xù)加大、上游原材料價格上漲、物流和匯率等多方因素的影響，短期內(nèi)我國汽車零部件市場的盈利水平不容樂觀。在此背景下，本文對汽車零部件加工工藝進(jìn)行梳理，以期提高我國汽車零部件企業(yè)的生產(chǎn)水平。

關(guān)鍵詞：汽車;零部件;加工工藝

中圖分類號：TG457.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）29-0040-03

Abstract： According to data released by Deloitte Accounting Firm， in 2018， the net profit of auto parts companies decreased by 7% year-on-year， and the profit margins of auto parts companies narrowed. As of the end of 2018， according to the statistics of 13 019 auto parts companies above designated size， the total profits of auto parts companies were 250.6 billion yuan， decreasing 2.3%， and their losses increased by 48.2% over the same period last year. Judging from the performance of 136 listed companies in 2018， the decline in business level accounted for 30% of the total number of companies. Affected by multiple factors such as increasing downward pressure on the automotive industry， rising upstream raw material prices， logistics and exchange rates， the profitability of China's auto parts market is not optimistic in the short term. In this context， this paper combed the auto parts processing technology， in order to improve the production level of China's auto parts enterprises.

Keywords： automobile;parts;processing technology

目前，國內(nèi)汽車零部件行業(yè)存在“小、零、散、亂”的局面，而且多集中在低端產(chǎn)品領(lǐng)域，產(chǎn)能過剩和惡性價格競爭明顯，普遍面臨著較大的生產(chǎn)壓力。對于本土廠商，一方面在前沿技術(shù)上很難與國際廠商競爭，難以進(jìn)入真正的高端系統(tǒng)領(lǐng)域;另一方面也很難實現(xiàn)整車廠商要求的全球供應(yīng)，難以進(jìn)入全球市場。因此，國內(nèi)企業(yè)的行業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級已經(jīng)迫在眉睫。當(dāng)前，汽車行業(yè)正朝著環(huán)保、輕量化、減排的大趨勢發(fā)展，對于汽車零部件加工工藝提出了越來越高的要求[1-3]。為此，汽車零部件加工企業(yè)需要與時俱進(jìn)，在繼承傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，推動汽車零部件加工行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。本文探討發(fā)動機(jī)缸體機(jī)加工工藝、溫冷復(fù)合成形加工工藝、凸輪軸軸承前蓋銷孔定位和外形定位加工工藝的優(yōu)缺點與適用范圍[4-5]。

1 發(fā)動機(jī)缸體的機(jī)加工工藝

當(dāng)前，我國發(fā)動機(jī)缸體生產(chǎn)需要使用大量人力。在勞動力成本不斷攀升的情況下，使用人力生產(chǎn)發(fā)動機(jī)缸體，一方面會增加汽車零部件加工企業(yè)經(jīng)營壓力，另一方面會降低發(fā)動機(jī)缸體的加工精度。為此，要實現(xiàn)發(fā)動機(jī)缸體的自動化生產(chǎn)。但是，我國自動化生產(chǎn)設(shè)備可靠性較低，目前難以滿足發(fā)動機(jī)缸體工業(yè)化生產(chǎn)需求。因此，下面分析了發(fā)動機(jī)缸體的機(jī)加工新工藝及新設(shè)備，旨在提高發(fā)動機(jī)缸體生產(chǎn)的自動化程度[6-7]。

1.1 發(fā)動機(jī)缸體的機(jī)加工設(shè)備

在對發(fā)動機(jī)缸體進(jìn)行機(jī)加工時，使用的部分設(shè)備如表1所示。

1.2 工藝設(shè)計

在對發(fā)動機(jī)缸體進(jìn)行機(jī)加工的過程中，最突出的問題為難以把控缸體的精度，主要原因在于缸體加工精度受到多種因素影響，如基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換、粗基準(zhǔn)精度不穩(wěn)定等。為了避免此類因素對缸體加工精度的影響，工藝設(shè)計可以采用毛坯粗精準(zhǔn)定位方法，在每一件缸體毛坯的底平面鉆兩個定位銷孔。如果沒有特殊的產(chǎn)品要求，則生產(chǎn)時全部以粗基準(zhǔn)為主。如果有其他生產(chǎn)要求，則采用直接定位加工的方式。部分發(fā)動機(jī)缸體缸壁較薄，如果采用低壓鑄造的方式，則會降低缸體的加工效率。如果采用高壓鑄造的方式，就能夠提高加工效率，但是在快速冷卻時，缸體內(nèi)部會形成氣孔或砂眼，難以滿足試漏的要求。因此，對于高壓鑄造工藝下加工的缸體，可以引入含浸機(jī)設(shè)備，對缸體內(nèi)小泄漏部位進(jìn)行滲補，有效避免工件的損失，降低加工成本。

1.3 工藝創(chuàng)新點

首先，采用高速加工中心能夠有效提高缸體加工效率，但由于加工過程涉及刀具的更換，加工生產(chǎn)中會形成夾屑，降低缸體加工質(zhì)量。因此，可以在精度需求較高的工件加工中引入刀柄跳動檢測裝置，當(dāng)更換好刀具后，開啟裝置進(jìn)行檢測，如果檢測到刀柄異常跳動，則需要再次清理夾屑。

其次，發(fā)動機(jī)機(jī)加工缸體生產(chǎn)過程中會應(yīng)用到各種型號的刀具，如果采用人工更換刀具的方式，則可能出現(xiàn)刀具選擇錯誤等情況。為此，可以引入刀具ID技術(shù)，準(zhǔn)確識別所需刀具。

再次，發(fā)動機(jī)缸體上缸蓋的定位環(huán)孔是缸體加工的基準(zhǔn)，其加工精度要求較高，高速加工中心能夠有效控制粗加工以及半精加工的精度，但是對此類部位的掌控能力較弱。因此，可以引入自動測量補償技術(shù)，如果夾具上工件的實際位置與設(shè)備設(shè)定的位置不符，就會自動進(jìn)行調(diào)整。

除了上述新工藝及新設(shè)備以外，在發(fā)動機(jī)缸體的機(jī)加工過程中還可以引入搬送托盤技術(shù)、曲軸孔和止推面定位技術(shù)、加壓含浸技術(shù)等。

2 溫冷復(fù)合成形加工工藝

溫冷復(fù)合成形加工工藝是對傳統(tǒng)冷加工工藝的突破，在繼承傳統(tǒng)加工工藝優(yōu)勢的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。該工藝是指先將金屬進(jìn)行加熱處理，當(dāng)其溫度小于再次結(jié)晶的溫度時，再進(jìn)行鑄鍛。采用該工藝加工汽車零部件，能夠有效降低模具的壓力，并使金屬材料充分進(jìn)行形變。溫冷復(fù)合成形加工工藝于20世紀(jì)80年代后期傳入我國，是一種新型的精密鍛造工藝，與傳統(tǒng)精密鍛造工藝相比，該工藝鍛造的毛坯精度更高，從而剔除了毛坯精度調(diào)整的環(huán)節(jié)，縮短零部件加工時間。實踐表明，采用溫冷復(fù)合成形加工工藝鍛造的零部件毛坯尺寸精度及毛坯表面的粗糙程度等級較優(yōu)，其具有良好的機(jī)械性能。

3 凸輪軸軸承前蓋加工工藝

凸輪軸軸承前蓋加工工序較為復(fù)雜，加工部位較為集中，因此需要合理選擇加工工藝，在保證加工質(zhì)量的同時，注意加工的安全性。圖1為凸輪軸軸承前蓋的圖紙。

3.1 銷孔定位加工工藝

采用銷孔定位加工工藝加工凸輪軸軸承前蓋時，需要使用兩副夾具，分兩步進(jìn)行加工。

首先，第一副夾具的定位孔為圖1中毛坯的兩個[Φ]7.99 mm底孔，定位面確定為毛坯的三個加工平面。第一幅夾具的夾緊結(jié)構(gòu)為手動快速夾夾緊結(jié)構(gòu)，該步驟需要鉆兩個[Φ]6.2 mm孔。加工工藝如圖2所示。

其次，第二副夾具的定位孔為步驟1中所鉆的兩個[Φ]6.2 mm孔，確定定位面為加工面的背面，夾緊結(jié)構(gòu)為手動凸輪夾緊結(jié)構(gòu)。加工工藝如圖3所示。

銷孔定位加工工藝的優(yōu)勢在于定位精度較高，缺點在于需要使用兩副夾具，加工效率較低，適用于加工生產(chǎn)小批量的零件。

3.2 外形定位加工工藝

利用工件的左右前后外形作為定位點，采用氣動夾緊機(jī)構(gòu)。具體來說，1#、5#、8#為固定定位點;4#、7#為彈性定位點。工件的左邊為彈性定位點，后邊和右邊為固定定位點，再加上10#的向前氣缸動作，所以工件的前后左右自由度已經(jīng)限制。剩下上、下兩個自由度，以2#、9#的氣缸壓板對面的毛坯面作為下面的定位面，2#、9#的氣缸先預(yù)壓緊，之后3#、6#的氣缸壓板對面的兩個液壓輔助氣缸頂?shù)焦ぜ拿髅?，頂?shù)胶?#、6#的氣缸再進(jìn)行主壓緊，最后2#、9#的預(yù)壓緊氣缸再松開。加工工藝如圖4所示。

采用外形定位加工工藝，在定位后即可一次性完成全部加工工序，但定位精度需要進(jìn)一步檢測。

4 結(jié)語

隨著汽車整車行業(yè)的發(fā)展以及公眾對于汽車多元化需求的不斷提升，汽車零部件加工面臨著諸多的挑戰(zhàn)。在新工藝、新技術(shù)及新設(shè)備的支撐下，汽車零部件加工質(zhì)量明顯提高，但自動化程度仍然較低。為此，汽車零部件加工中應(yīng)引入先進(jìn)的設(shè)備。在加工不同零件時，要綜合對比多種工藝的成本、加工效率，選擇最合適的加工工藝。此外，要注重零部件加工工藝的創(chuàng)新，繼而推動汽車零部件加工行業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展。

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