汽車零部件加工工藝研究

程金東

摘 要：德勤會計師事務所發布的數據顯示，2018年，汽車零部件企業凈利潤同比降低7%，汽車零部件企業利潤空間收窄。截至2018年底，根據對13 019家規模以上汽車零部件企業的統計，汽車零部件企業的利潤總額為2 506億元，下降2.3%;虧損額比上年同期增長48.2%。從2018年136家上市公司的業績來看，營業水平下滑的占企業總數量的30%。受汽車行業下行壓力持續加大、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行梳理，以期提高我國汽車零部件企業的生產水平。

關鍵詞：汽車;零部件;加工工藝

中圖分類號：TG457.2文獻標識碼：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，國內汽車零部件行業存在“小、零、散、亂”的局面，而且多集中在低端產品領域，產能過剩和惡性價格競爭明顯，普遍面臨著較大的生產壓力。對于本土廠商，一方面在前沿技術上很難與國際廠商競爭，難以進入真正的高端系統領域;另一方面也很難實現整車廠商要求的全球供應，難以進入全球市場。因此，國內企業的行業產業轉型升級已經迫在眉睫。當前，汽車行業正朝著環保、輕量化、減排的大趨勢發展，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需要與時俱進，在繼承傳統工藝的基礎上進行創新，推動汽車零部件加工行業的健康、可持續發展。本文探討發動機缸體機加工工藝、溫冷復合成形加工工藝、凸輪軸軸承前蓋銷孔定位和外形定位加工工藝的優缺點與適用范圍[4-5]。

1 發動機缸體的機加工工藝

當前，我國發動機缸體生產需要使用大量人力。在勞動力成本不斷攀升的情況下，使用人力生產發動機缸體，一方面會增加汽車零部件加工企業經營壓力，另一方面會降低發動機缸體的加工精度。為此，要實現發動機缸體的自動化生產。但是，我國自動化生產設備可靠性較低，目前難以滿足發動機缸體工業化生產需求。因此，下面分析了發動機缸體的機加工新工藝及新設備，旨在提高發動機缸體生產的自動化程度[6-7]。

1.1 發動機缸體的機加工設備

在對發動機缸體進行機加工時，使用的部分設備如表1所示。

1.2 工藝設計

在對發動機缸體進行機加工的過程中，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，如基準轉換、粗基準精度不穩定等。為了避免此類因素對缸體加工精度的影響，工藝設計可以采用毛坯粗精準定位方法，在每一件缸體毛坯的底平面鉆兩個定位銷孔。如果沒有特殊的產品要求，則生產時全部以粗基準為主。如果有其他生產要求，則采用直接定位加工的方式。部分發動機缸體缸壁較薄，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，可以引入含浸機設備，對缸體內小泄漏部位進行滲補，有效避免工件的損失，降低加工成本。

1.3 工藝創新點

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，加工生產中會形成夾屑，降低缸體加工質量。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，當更換好刀具后，開啟裝置進行檢測，如果檢測到刀柄異常跳動，則需要再次清理夾屑。

其次，發動機機加工缸體生產過程中會應用到各種型號的刀具，如果采用人工更換刀具的方式，則可能出現刀具選擇錯誤等情況。為此，可以引入刀具ID技術，準確識別所需刀具。

再次，發動機缸體上缸蓋的定位環孔是缸體加工的基準，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，如果夾具上工件的實際位置與設備設定的位置不符，就會自動進行調整。

除了上述新工藝及新設備以外，在發動機缸體的機加工過程中還可以引入搬送托盤技術、曲軸孔和止推面定位技術、加壓含浸技術等。

2 溫冷復合成形加工工藝

溫冷復合成形加工工藝是對傳統冷加工工藝的突破，在繼承傳統加工工藝優勢的基礎上進行創新。該工藝是指先將金屬進行加熱處理，當其溫度小于再次結晶的溫度時，再進行鑄鍛。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行形變。溫冷復合成形加工工藝于20世紀80年代后期傳入我國，是一種新型的精密鍛造工藝，與傳統精密鍛造工藝相比，該工藝鍛造的毛坯精度更高，從而剔除了毛坯精度調整的環節，縮短零部件加工時間。實踐表明，采用溫冷復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，其具有良好的機械性能。

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構為手動快速夾夾緊結構，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，夾緊結構為手動凸輪夾緊結構。加工工藝如圖3所示。

銷孔定位加工工藝的優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，采用氣動夾緊機構。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#的氣缸先預壓緊，之后3#、6#的氣缸壓板對面的兩個液壓輔助氣缸頂到工件的毛坯面，頂到后3#、6#的氣缸再進行主壓緊，最后2#、9#的預壓緊氣缸再松開。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，但定位精度需要進一步檢測。

4 結語

隨著汽車整車行業的發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。在新工藝、新技術及新設備的支撐下，汽車零部件加工質量明顯提高，但自動化程度仍然較低。為此，汽車零部件加工中應引入先進的設備。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新，繼而推動汽車零部件加工行業健康、穩定發展。

參考文獻：

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