数控机床在汽车制造中的应用情况（一）

魔神

    

　　现今的汽车生产，新产品的开发周期不断缩短，成本也不断降低，有资料显示，十年前需要四年开发周期的汽车产品；今天只需要两年就可以完成。除了汽车制造商采用了先进的新产品开发方法，虚拟制造，同步工程等先进开发技术外，很重要的一点是得益于为汽车制造提供制造装备的设备供应商的努力，尤其是这些设备供应商提供了各种数控机床，这些数控机床允许汽车制造商以最快的速度提供满足市场需求的产品。

　　数控机床分类与特色

　　数控机床有很多种；从大类上分，有专用数控机床，有通用数控机床；从加工品种上分，有加工壳体类的数控铣床、加工中心，有加工轴类的数控车床、车削中心，凸轮数控磨床等；从加工的控制要求上分，有单轴数控的数控砂带抛光机，有五联动的数控切齿机、数控滚刀磨；从控制的复杂性上分，有简易数控，有多通道数控；从驱动方式上分，有步进电动机，有直流伺服电动机，有交流同步伺服电动机，有交流异步伺服电动机，有直线电动机；从主轴驱动方式上分，有直流主轴电动机，有交流主轴电动机，有交流电主轴；从位置反馈方式上分，有全闭环反馈，有半闭环反馈，有开环控制等等。

　　数控机床的良好柔性.高调整、加工精度高，早就被汽车制造者关注，60年代就开始进军汽车零部件生产领域。由于其成本高，系统功能及效率不理想，而一直没有得到广泛应用。进入二十世纪九十年代，伴随着市场竞争的加剧；多品种生产最大限度满足市场的多样化需要，直到满足每一位用户的需要，成为汽车制造者追求的目标，以数控机床为主体的柔性制造单元，被大量使用。当今数控机床的重点发展方向有两个：

　　高速数控机床，以高速度来达到高效率。目前的国际水平是主轴转速≤25000rpm，加、减速度≤2.5g，快速移动≤160m/min，要达到这个新的水平，数控机床的驱动、机械传动、机械结构、刀具都要有很大的改进。机床的主轴必须使用电主轴，主轴承一般采用陶瓷轴承，难点是冷却、润滑，使用寿命一般20,000h。驱动一般采用直线电机加线性导轨(也有用静压导轨的)，90m/min，1g的机床也有用大螺距双滚珠丝杆预张紧方案的双伺服电机驱动的。机械结构一般采用框架箱式结构。刀具采用高硬度高耐热刀具，刀柄采用HSK对柄。

　　以数控机床专机化或者是专用机床数控化来解决柔性和高效率的矛盾。目前，欧美汽车生产大多采用由高速加工中心组成的敏捷生产系统，这种系统可以100%的柔性混流多品种生产，由多个称作岛式的柔性加工单元组成，每个岛由多台同类机床及将机床连接起来的机械手组成，采用带电子贮存器的随托盘与机床进行信息交换。值得注意的是这些设备供应商不仅掌握了设备制造的专有技术，而且都非常重视汽车制造工艺流程的开发，他们能够向用户提供交钥匙工程，拥有自己的系统开发能力。机床的可靠性指标极为先进，单机开动率达98%以上。采用这种生产系统，汽车制造厂家的新产品的工业化投放周期大大缩短。

　　经过二十多年的改革开放，在国内汽车零部件制造领域，数控机床的使用越来越广泛。但大多是从欧，美，日进口机床，欧美日机床的特点是：可靠性好，故障率低；人机界面的设计重视人性化；带有主动测量及补偿系统；可以提供带自动上下料装置加工单元；机床设计模块化。而国产数控机床厂家虽然不少，但从品种看，仍然是低层次的通用数控车床较多，对于适合大批量汽车发动机，变速箱，底盘主要零部件的多轴数控加工中心，品种少，并且大多没有经受大批量生产考验。