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现代汽车制造技术与工具技术进步（1）

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:31:52

在刚刚进入新世纪的五年里，我国汽车工业取得了可喜的发展，使我们看到了汽车工业成为国家支柱产业的希望，特别是加入WTO后，对我国汽车制造业的发展起了很大的推动作用。2005年11月在上海举办了《国际先进汽车制造技术及装备论坛》和《全国汽车工具发展论坛》，这两个论坛不约而同，一脉相通，都是在探讨一个问题：汽车制造技术与工艺装备技术的关系。今年我国汽车的产销量将突破500万辆，成为世界第三汽车制造大国。这与我国当今汽车先进制造技术水平的提高是分不开的。但是作为先进工艺装备中的工具技术，在我国目前还远远跟不上国内汽车先进制造技术的发展要求，与其汽车工业的发展很不相称，工具技术水平还十分落后。本文试想通过在东风公司从事工具工作36年的体会，就现代汽车制造技术的发展趋势来说明加快工具技术进步的紧迫性、重要性和它的发展趋势问题。与关心我国工具技术进步的同仁共同探讨。
1．现代汽车制造技术发展的趋势
东风公司1967年开始建设时，是集中了当时国内外先进技术，被称之为“聚宝盆”。二汽的建成代表了当时中国汽车制造技术的水平。比如二汽引进的W缸体铸造自动线、发动机缸体大拉床、缸盖生产自动线、花键轴冷轧工艺技术等等，这些都是当时国内最先进的工艺设备和工艺技术。
在二汽建成投产以后的三十多年间，全世界汽车工业不断得到迅速发展，现代汽车工业已经成为高新技术装备起来的产业，汽车产品及其加工技术都是聚集了当代最先进的科技成果。汽车产业已经成为各国经济发展的主要推动力。现代汽车技术发展主要体现在以下几个方面：
1产品发展更加重视“人性化”，汽车产品设计比以往任何时候都突出“个性化”这一特点，就是说汽车产品设计充分体现“以人为本”的要求。
2广泛采用汽车新型材料，汽车材料大量采用新型材料，如高强度材料、轻质材料、塑料车身板、可使汽车重量下降40%～45%。
3不断改进汽车的动力性，降低汽车油耗，欧美日竞相开发1.2升柴油机和百公里油耗1升的汽车，发动机100公里3L油耗，混合动力、电动技术等。
4高度重视环保及安全技术，大力采用ABS、ESP、CAPS等技术。
5电子技术的应用发展迅速，ITS汽车智能化、公路自动化、自动导航系统、综合控制成为汽车电子信息技术的发展趋势。
6汽车制造技术变化更加适应汽车产品发展。
7汽车市场变化更加激烈。
当然这只是汽车技术发展的主要点。随着汽车科学技术的不断进步，必将推动汽车制造技术不断创新，汽车工业已经成为世界各国重点发展的支柱产业，使得汽车制造技术也得到飞速发展。目前我国汽车行业各类生产企业5800多家，总资产超过万亿元。全国汽车行业排名前五的企业集团生产集中度已提高到70%，汽车化水平中国24辆/千人，世界平均水平135辆/千人。2004年我国汽车工业总产值达11000多亿元，占全国GDP的比量约2%。
“十五”期间，我国汽车产能增长了3倍，今年达到560万辆，提前3年实现“十五”规划目标，国际排名从第11位进入第三位。汽车产业已经成为我国的支柱产业，汽车行业员工200万人，相关行业1000万人，服务行业1000万人就业，纳税达1000亿元。
汽车制造由过去的专机生产、流水线生产、自动线生产，发展到今天的以柔性技术为特点的生产线生产，这一汽车制造技术的进步过程，是由汽车技术汽车制造的高效率要求，以及需求的个性化要求引导的结果，汽车制造技术必将向着生产柔性化的方向迅速发展，以适应快速变化的市场需求，过去一个新车型开发周期要几年时间，现在缩短到几个月的时间，甚至时间更短，所以其生产的高效率和高度柔性化在汽车制造技术发展的过程中得到充分的表现。高效、精密、柔性化、自动化是汽车制造技术进步的发展趋势，具体表现在以下几个方面：
1大平面加工采用密齿铣刀进行高速切削。
2曲轴加工方法采用内铣、车拉、外铣的先进工艺及设备，车拉工艺具有更好的加工柔性，可加工曲轴的主轴颈，连杆轴颈，法兰和皮带轮轴颈，而且还可同时加工轴颈的外圆、轴肩、圆角或沉割槽，结合曲轴的高速外铣可大大节省加工时间。
3已有厂家生产凸轮轴采用装配式凸轮轴，可以很方便地生产不同行程及相位角的凸轮轴，提高生产线的柔性程度。凸轮轴廓形高速磨削已普遍使用，其高速点磨工艺具有高效、高精度的优点。
4连杆加工采用成形拉削工艺，中分面采用“涨断”工艺，还有采用“激光”切断工艺。
5多气门复杂缸盖的柔性加工工艺。
6先进的检测技术在制造过程中将更加重视在线测量和防错装置的使用，加强对制造过程的控制及质量保证。计算机控制的检测仪器、装置已普遍使用。
7零件孔的加工，钻削加工占60%，大多采用了高速切削和铣削螺纹孔工艺。
如此等等，这些新的工艺技术反映了现代汽车制造技术正在向高效、精密、柔性化、自动化的方向发展的特点，因此将推动汽车制造中高速加工技术、成形加工技术、敏捷制造技术、智能化加工技术、绿色加工技术等等，都将继续得到快速发展，以此提高我国汽车工业的制造工艺技术水平和技术创新能力。
2．现代汽车制造技术对工具技术的促进
1953年建设第一汽车制造厂时，是前苏联汽车制造技术对我国的援助，当时的汽车制造技术就对我国工具技术的进步提出了新的要求，直到1969年建设第二汽车制造厂，采用“聚宝”的方式，将当时能做到的国内外最先进的工艺装备技术嫁接到二汽，这对提高我国当时的汽车制造技术是起了非常关键的作用的。改革开放以来，我国汽车工业得到很大发展，汽车工业及其制造技术都有了很大进步，从今年上海国际汽车展看中国的汽车工业发展，是令人振奋的。目前，我国制造的汽车产品不比国外差，不少企业的制造工艺及设备都很先进，但我们在核心技术和自主开发方面做得很差，还有相当的差距，在汽车设计，总成设计，电子技术，工艺装备等方面的创新和自主开发能力不足，结合我们工具行业来说，比如，反映工艺技术水平的工具技术，我们和国外相比差距甚大。国内汽车厂家都十分盼望其工具行业能为汽车工业提供先进制造技术所需的各类先进的工具及其管理和技术支持。
现代汽车制造技术对工具技术发展的方向是高效、精密、柔性化和自动化，我厂对工具国产化工作总结出高硬度、高寿命、高耐用度、高效率和特殊性的“四高一特”的工具技术要求。
工具技术是一门综合性的基础应用技术，对国家制造业起着基础性作用。我国汽车制造工具技术进步，必须跳出老式技术模式，广泛采用“四新技术”加快工具技术创新的步伐，为现代汽车制造技术提供技术基础支持，促进工具行业自身的发展与进步，并立足于服务汽车工业的发展。
汽车生产从单一品种生产发展到多品种混流生产，从专机生产发展到柔性化生产，这是一个不断进行的技术创新的过程，这一过程的表现对整个工艺装备技术都提出了更高、更新的需求，高速、高效、复合、精密甚至网络化是这种需求的新特点，是工具行业技术创新的方向，是对工具行业技术发展的促进。针对汽车制造技术的不断创新的形势，我们工具行业应该把握的机遇和面对的挑战是什么呢？或者我们应该做些什么呢？
2.1 促进刀具系统优化设计
目前全球工具厂家都在竞相围绕现代汽车制造技术对工具技术进行全面更新换代，其速度惊人。向工具的高效、精密、自动化技术挑战已成为工具行业共识，“四高一特”成为工具技术创新的目标，以此来满足其高速加工、柔性加工的要求。例如：
1汽车产品向材料轻质，高强度，环保技术方向发展，工具行业也应紧跟这一趋势，优化其产品结构，提高产品性能，改善切削环境，来满足汽车产品材质材料更新的技术要求。
2适用于大平面高速加工的密齿铣刀。
3用于曲轴加工的曲轴车拉刀，曲轴内铣刀、曲轴外铣刀、完全改变了传统的曲轴加工方法，提高了曲轴加工的效率和精度。
4机夹可转位刀具朝着多功能、高性能、高效率、高复合性方向快速发展。如高速金刚石面铣刀，内冷却式孔加工刀具，枪钻、枪铰、U钻、复合钻、高效加工内螺纹铣刀等等。其刀具材料、刀具结构、冷却方式、刃沟钻尖形式和端齿形式，柄部结构、切削刃负荷都得到充分改善，适应高速切削的要求。
5成型刀具在零件加工中广泛使用。
6高性能高速钢刀具在高速加工中大大提高了加工效率，如滚刀，水箱散热片加工装配式滚切刀，磨制钻头等。
上列部分新型刀具反映了当今工具技术的新成果和工艺水平，这些新工具都具有很高的排屑性能，高刚性、高回转平衡性。
2.2 促进刀具新材料应用
刀具新材料进入了优质、耐磨高效的实用新阶段。大力推广新型材料，是提高工具技术的基础。
1高性能高速钢、钴高速钢、粉未高速钢等。
2两把刀是汽车零件加工中不可缺少的利器：CBN、PCD。CBN面铣削切削速度可达5000m/min，加工硬材料代替磨削，表面粗糙度达0.22μm。PCD加工铝材缸体，切削速度粗加工可达360m/min。
3细颗粒和超细颗粒硬质合金材料，超硬刀具材料包括陶瓷、金属陶瓷、CBN、PCN，这些都可将切削效率提高50%以上，成为高速切削的主要刀具材料。硬质件切削是高速切削技术的重要应用领域。单刃、多刃刀具加工淬硬零件比传统的磨削加工效率高，简化了工艺方法和工艺环节，节约成本，而更柔性化。超细晶粒硬质合金适合于大多数的钻削和铣削加工中的应用，如硬质合金丝攻、立铣刀等。
4涂层技术的发展是21世纪初刀具材料发展的主流。按涂层技术方法分：CVD、PVD，若按涂层材料分：硬涂层、软涂层。硬涂层具有高硬度、高耐磨性。软涂层具有低摩擦系数，降低切削力和切削温度。涂层有单层、多层涂层，梯度涂层。“软—硬”复合涂层，超硬薄膜涂层，纳米涂层。软涂层材料MoS2、WS2、TaS2及其组合固体润滑材料适用于高温、高速、大载荷特殊条件下切削。MoS2/Ti涂层刀具适合于低速断续切削。“软”涂层可用于干式切削。
2.3 促进刀具制造技术的进步
包括热处理技术，制造刀具的设备及制造工艺技术的进步，要重视刀具切削环保技术的研究与开发应用。
2.4 促进刀具系统技术发展
刀具系统技术包括夹持技术、数字控制技术、动态控制技术、动平衡技术。大量高速、高效，数控装备技术的应用要把开发新型刀柄和夹头作为高效、精密自动化刀具发展的重要组成部分，如HSK、ABS、BT等。
世界知名夹具生产厂家和专业化程度较高的切削刀具生产厂家分别推出了高精度液压夹头，热装夹头，三棱变形夹头，内装动平衡机构刀柄，扭矩监控夹头等新型产品，夹紧精度高，定位精准，传递扭矩大，结构性能好，外形尺寸小，安全可靠。数控技术日新月异的发展趋势使柔性化出现了智能化、网络化更高层次的先进制造技术，由于智能化加工技术必然成为工具技术今后发展的重点，这是毫无疑问的，工具行业只有全面提升自己的创新能力，才能肩负起振兴工具行业的责任。
2.5 促进新型测量技术发展
近年来汽车制造业在现检测及跟踪控制测量技术发展也是十分明显的，量具产品正在向多功能、高分辨率、高精度，机电一体化智能化方向发展，计算机辅助测量，数显技术、光电技术、大量应用于现代检测装备装置中，满足其制造技术高效、精密、自动化的发展需求。
2.6 促进延伸服务
建立现场技术，管理支持服务体系，是用户与供应商的必然结合。
2.7 争取国家政策支持，促进工具行业发展
抓住国家振兴装备制造业的有利时机，通过多种有效渠道，行业有关协会和主管机构要积极呼吁和制定规划，争取国家政策的有利支持，为工具行业的发展提供良好条件。
2.8 促进工具专业人才资源的管理和培训工作
建立一支高技术、高技能的工具专业人才队伍。工具行业近几年来，为制造业包括汽车工业提供大量新型工具产品，为中国制造业的崛起，做出了初步的贡献，今年以来，尽管制造业受到宏观因素的影响，工具厂家仍然得到很大发展。2005年1～9月，工具行业刀量具产品工业总产值达114.7亿元，同比增长26.8%；销售收入累计105.7亿元，同比增长30.5%；实现利润73557万元，同比增长476.7%。
汽车行业是“十一五”规划中六大重点发展产业之一，到“十一五”末期汽车产量将达到800～1000万辆，这一市场目标，无疑是对工具行业的发展提供了广阔的空间，我们要以“工欲善其事，必先利其器”的气势把握机遇，战胜挑战，实现用我们自己的工具造我们民族的车的愿望。未完待续

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