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你可知道国内外发动机缸体缸盖自动化生产线的差距在哪?
来源: 日期:2016-7-8 10:46:24 浏览次数:36

汽车发动机缸体缸盖加工自动线是汽车制造业中应用最广的一种高效设备。它与流水线不同,被加工件不需要人工搬运来完成各工序的加工内容。利用控制系统将各个工序的机床和辅助装置的动作联系起来,按规定的程序自动地进行工作。由于缸体和缸盖的批量大,精度要求高,采用自动线加工的方法是最优的选择。近年来,自动线加工技术及水平发展得越来越快、越高,而自动线的形式也在变化。在我国,加工缸体缸盖应用最多的就是组合机床自动线,其输送形式有棘爪输送、摆杆式输送和抬起步伐输送等。

这些加工自动线均为刚性自动线,其主机是专门根据被加工工件的某一工序设计的。由于汽车产品变形更新快,多品种的汽车如雨后春笋,刚性自动线的弱点便显现出来,其专用性已跟不上汽车变换的节拍,适合加工大批量高效率的光环不再那么耀眼,自动线中的专用机床逐渐被加工中心机床所取代,进而由加工中心机床组成的柔性加工自动线显示出更高的优越性。自动线的柔性以适应不断变化的产品转型生产,已成为制造生产线的一种流行趋势,如配上桁架机械手空中输送,无论档次和水平,都达到了国际先进水平。在欧美,日本等发达工业国,由高速加工中心和桁架机械手组成的敏捷柔性生产系统已经是主流产品,桁架机械手在高空中运送零件,直接把被加工零件从一台机床输送到另一台机床上,机械手兼有工序间运输和自动上下料功能。

国内发动机缸体缸盖自动线现状

我国汽车发动机关键零件加工装备技术先后经历了技术的引进、消化吸收、自主开发及产业化等几个阶段。经过近几十年的不懈努力,我国在汽车发动机缸体缸盖加工装备关键技术方面取得了明显进步,部分加工技术指标达到目前国际先进水平,但在高效、高精、柔性、功能、性能和可靠性等方面与国外先进水平仍存在着差距。目前,汽车发动机缸体缸盖的生产大多采用高速加工中心组成的敏捷生产系统,欧美及日本等国不仅掌握了设备制造的专用技术,而且都非常重视汽车制造工艺流程的开发,他们能够实现交钥匙工程,拥有自己的系统开发能力,机床可靠性指标极为先进,制造成本不断降低,新产品投放周期大大缩短,形成了技术和市场的垄断局面,国际市场占有率达90%以上。我国汽车发动机生产厂的柔性加工自动线,几乎全都从国外进口,高档柔性加工自动线被国外机床厂家所垄断。

与国外的差距,便是我国机床制造商努力的方向,而采用高效、高精的柔性加工自动线是加工缸体缸盖的发展趋势。就目前国内自动线的水平,需要解决高效高精柔性自动线加工技术的创新问题。

自动线关键技术亟待攻关

发动机是汽车的心脏,而缸体和缸盖则是心脏中的关键零件。它们的质量决定了发动机的性能。因此,加工出高质量的缸体缸盖才是关键。这就要求机床制造商必须研究缸体缸盖的加工工艺,了解缸体缸盖的关键精度要求,才能研发适合该精度要求的自动化加工设备。在国外,轿车的发动机缸体缸盖大多采用加工中心机床,而在国内,由于上述精度要求较高,大多采用专用机床加工。在柔性加工自动线中,关键工序是专机,其他工序采用加工中心机床,称之为刚柔自动线。要想达到国际先进水平,应采用加工中心机床来加工缸体的缸孔及止口、主轴孔和缸盖气门导管孔,从而实现国产的全部由加工中心组成的高水平的柔性加工自动线。目前,国内虽然生产出了由加工中心组成的柔性加工自动线,但缸体缸盖关键工序是半精加工,精加工在线外还是用专用机床或自动线加工。因此,国产高速加工中心上水平上档次是关键。

国产立、卧加工中心机床要解决如下几个方面的技术问题,以适应加工缸体缸盖自动化加工的需要:

1)高速机床高刚度轻量化优化技术。

2)高速高精度整机动态性能测试与评价技术。

3)高速高精度机床精度保持性技术。

4)高精度机床误差检测补偿技术。

5)高速高精度高表面质量伺服优化技术。

6)高速切削动态稳定性技术,

7)高速切削加工工艺参数优化和系统可靠性技术。

8)在线测量技术。

 对机床的主要要求是高速度、高精度以及高精度保持性。因为用于敏捷柔性自动线的高速加工中心,快移速度已达60~100m/min,加速度达0.6~1.5g,主轴最高转速达8 000~15 000 r/min,定位精度/重复定位精度——工作台在1m以下为8μm/4μm,工作台1m以上为10μm/5μm,主轴普遍应用电主轴,进给运动普遍采用直线电动机,同时普遍运用三坐标模块化和箱中箱结构,机床非常简约,外购件比例增加,交货期大大缩短。为此,国产高速加工中心要达到如CINCINNTILAMB公司的HPC80hp加工中心、CROSS HULLER公司的“啄木乌”加工中心、以及MAZAK公司新一代UH“瘦身”型加工中心的先进水平是柔性加工自动线的发展趋势。

 自动线的输送及辅助设备同样有技术问题要解决。

要实现敏捷柔性自动线,必须解决高速桁架机械手关键技术:

 1)桁架机械手的快速运动单元制造技术。实现高速、高效、高精度的搬运功能,其传

 输单元及支撑单元必须在高速运动载荷情况下,有足够的刚度及强度。

 2)桁架机械手的快速运动单元高速、高精度控制技术。快速运动单元高速、高精度控制主要表现为伺服电动机高响应、高刚度及高精度的控制技术。在高速搬运过程中要求运动部件在极短的时间内到达给定的速度并能在高速行程中瞬间停准。

 3)快速物流单元与加工中心协调控制技术。对于自动线中的加工设备之间进行物料运输,桁架机械手与加工设备之间存在严格的物流分配控制。

现阶段一定要紧紧抓住汽车产业大发展的战略发展机遇,加速汽车制造技术及装备创新体系建设,国内机床制造商要真正树立以用户为中心的市场持续改进的思想,我国的汽车发动机缸体缸盖自动线技术和水平赶超先进发达国家就指日可待了。


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