席伯賓

摘要：隨著我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，我國(guó)汽車制造業(yè)發(fā)展速度很快，同時(shí)國(guó)產(chǎn)車的認(rèn)可程度與市場(chǎng)覆蓋面也在逐步提升，但伴隨而來的是激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)必須要依靠提升汽車的制造水平，提升汽車的自動(dòng)化生產(chǎn)能力，進(jìn)一步降低成本，提升產(chǎn)品的科技含量，因此本文以汽車制造行業(yè)為例，對(duì)我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：汽車制造;應(yīng)用優(yōu)勢(shì);發(fā)展趨勢(shì)

Abstract： With the upgrading of my country's industrial industry， my country's automobile manufacturing industry is developing rapidly， and at the same time， the recognition and market coverage of domestically-produced cars are gradually increasing， but with it is fierce market competition. Winning the market competition must rely on improving the manufacturing level of automobiles， improving the automated production capacity of automobiles， further reducing costs， and improving the technological content of products. Therefore， this article takes the automobile manufacturing industry as an example to propose innovation and development in the field of machinery manufacturing technology in my country Own opinion.

Key words： automobile manufacturing;application advantage;development trend

0? 引言

2020年11月，RECP自貿(mào)協(xié)定的簽訂，標(biāo)志著我國(guó)將進(jìn)一步融入世界市場(chǎng)。這些自貿(mào)協(xié)定的簽訂，會(huì)降低進(jìn)口汽車的關(guān)稅，使得我國(guó)國(guó)產(chǎn)汽車制造業(yè)面臨更大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，迫使相關(guān)產(chǎn)業(yè)必須進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，以提升自身的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。而汽車制造業(yè)的升級(jí)的基礎(chǔ)在機(jī)械制造技術(shù)的更新?lián)Q代上，只有不斷提升機(jī)械制造技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)汽車制造業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

1? 機(jī)械制造技術(shù)概述

中國(guó)是世界上發(fā)展最快的國(guó)家之一，機(jī)械領(lǐng)域與國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的興衰息息相關(guān)，具有重要的價(jià)值。但中國(guó)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展還存在許多障礙。我國(guó)機(jī)床的設(shè)計(jì)水平較低，所涉及的領(lǐng)域過窄，整體水平不高。我國(guó)機(jī)械制造業(yè)還沒有完全適應(yīng)國(guó)際需求，自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)。其中大部分是國(guó)外高端技術(shù)的引進(jìn)，使得我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展處于一個(gè)被動(dòng)的狀態(tài)。其它國(guó)家如拒絕向中國(guó)提供高端技術(shù)，將嚴(yán)重阻礙中國(guó)在該領(lǐng)域的正常發(fā)展與進(jìn)步。另外，國(guó)內(nèi)的機(jī)械設(shè)計(jì)過去也有過一些缺陷，如設(shè)計(jì)更新速度慢、內(nèi)部零部件發(fā)展不平衡等。

2? 汽車制造技術(shù)創(chuàng)新

2.1 設(shè)計(jì)研發(fā)階段創(chuàng)新

工業(yè)時(shí)代，機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣程度取決于產(chǎn)品質(zhì)量和所需成本[1]。本機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合各行業(yè)的要求。在企業(yè)方面，以創(chuàng)新思維指導(dǎo)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可促使相關(guān)人員形成創(chuàng)新觀念，進(jìn)一步整合各種機(jī)械零部件，改善結(jié)構(gòu)性能，提高機(jī)械設(shè)備質(zhì)量，促進(jìn)生產(chǎn)，降低成本。在國(guó)家的倡導(dǎo)下，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，是使民族立于不敗之地的重要保證。通過創(chuàng)新促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展，直接提升國(guó)家綜合實(shí)力;為此，必須加強(qiáng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新進(jìn)程，尤其是在工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展目標(biāo)下，必須走創(chuàng)新之路。

在零件數(shù)量的設(shè)計(jì)和確定過程中，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，機(jī)械零件多、效果差，工人需要了解各種機(jī)械零件，以保證機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中零件的顯示效率。改革方案還包括機(jī)械結(jié)構(gòu)改革的重要內(nèi)容。比如，為了提高結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，部分部件根據(jù)相應(yīng)的原理進(jìn)行組合，這對(duì)提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的整體性能也起到了重要作用。車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)考慮與相關(guān)零部件的結(jié)合。帶式和行星式傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)的基本部件，兩者之間的傳動(dòng)性能有很大差異，帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)獨(dú)特，傳動(dòng)平穩(wěn)，成本低，不需潤(rùn)滑。行星式結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)波動(dòng)但效率高，承載能力強(qiáng)。結(jié)合二者，在皮帶輪外形尺寸的前提下，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的汽車傳動(dòng)系統(tǒng)。

2.2 制造過程工藝創(chuàng)新

近二十年來，汽車制造業(yè)以電子系統(tǒng)取代機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)取得了巨大的成就，而汽車電子技術(shù)已經(jīng)成為推動(dòng)全球電子工業(yè)發(fā)展的重要應(yīng)用之一。顯然，聲發(fā)射技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘蛊囎兊酶又悄芎涂煽?。一般來說，汽車電子可以根據(jù)其功能分為四個(gè)主要領(lǐng)域：①發(fā)動(dòng)機(jī)/動(dòng)力訓(xùn)練系統(tǒng)：例如：燃油噴射、點(diǎn)火、廢氣、自動(dòng)變速器、油門位置等。②車身/底盤系統(tǒng)：如ABS、電子空氣懸掛、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、無鍵入口、電動(dòng)車窗等。③安全/保安系統(tǒng)：例如TPMS、安全氣囊、避免碰撞、自適應(yīng)前照燈及防盜報(bào)警系統(tǒng)等。④遠(yuǎn)程信息/娛樂系統(tǒng)：如全球定位系統(tǒng)、汽車?yán)走_(dá)、電視調(diào)諧器、局域網(wǎng)（CAN/LIN/MOST）等。此外，隨著汽車生產(chǎn)的快速增長(zhǎng)，我國(guó)汽車工業(yè)的自主發(fā)展能力越來越受到重視。在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，缸蓋、機(jī)體、變速箱殼體等鑄件是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)中的關(guān)鍵部件，其開發(fā)速度在一定程度上決定了整車的開發(fā)步伐。目前，大型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋等復(fù)雜鑄件的快速制造主要依靠海外企業(yè)。自主發(fā)展的速度嚴(yán)重制約著中國(guó)汽車企業(yè)的發(fā)展。關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)能力也有所削弱。在激烈的競(jìng)爭(zhēng)下，多品種、小批量、個(gè)性化、小周期化的趨勢(shì)日益明顯。傳統(tǒng)的模具制造工藝不能滿足短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，工序復(fù)雜。同時(shí)，傳統(tǒng)方法的不確定性和復(fù)雜性制約了高質(zhì)量鑄件尤其是大型鑄件的生產(chǎn)。因此，需要引進(jìn)新的方法和設(shè)備，用于汽車復(fù)合材料的快速試制。

對(duì)于輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從2007年開始，TPMS被認(rèn)為是全球范圍內(nèi)安全相關(guān)AE應(yīng)用的主要監(jiān)管對(duì)象之一。事實(shí)上，多宗交通意外都與胎壓不當(dāng)有關(guān)，而胎壓不當(dāng)會(huì)影響車輛的穩(wěn)定性、駕駛?cè)说牟倏啬芰罢w制動(dòng)性能。一般來說，TPMS主要有兩種類型，即直接TPMS和間接 TPMS。在直接型式中，壓力傳感器用于直接測(cè)量輪胎內(nèi)部的壓力，而間接的TPMS確定來自防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的反饋信號(hào)。不幸的是，當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的輪胎同時(shí)充氣不足或行駛速度超過100公里/小時(shí)，間接胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就無法正常工作。因此，由于間接TPMS的局限性，直接TPMS占據(jù)了TPMS市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。TPMS通常包含傳感器（壓力傳感器、溫度傳感器、加速度計(jì)等）、微控制器、收發(fā)/RF芯片、天線和電池?？紤]到TPMS的工作環(huán)境，所有關(guān)鍵部件應(yīng)滿足以下要求：

①高向心加速度：正常情況下，TPMS的傳感模塊安裝在輪胎的不銹鋼輪輞上，在輪胎旋轉(zhuǎn)過程中，TPMS會(huì)經(jīng)歷高向心加速度。例如，半徑為0.3m的輪緣上的TPMS模塊在200公里/小時(shí)的驅(qū)動(dòng)速度下將經(jīng)歷368g的重量。典型的TPMS產(chǎn)品來自知名的TPMS制造商，即使是在1000g的向心加速度下他們的產(chǎn)品仍然可以運(yùn)行。

②輪輞的動(dòng)態(tài)平衡：額外的重量由于胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊的輪輞上必須平衡，把另一個(gè)假的重量在輪輞的對(duì)面。因此，TPMS模塊的重量必須盡可能輕，最好在30-50g的范圍內(nèi)。

③耐高溫性：在剎車期間，輪胎內(nèi)部的空氣可能達(dá)到120℃。因此，TPMS中的所有組分必須能夠在-40-125℃范圍內(nèi)保持其功能。

④工作壽命：典型的TPMS產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作壽命通?？梢猿^10年。然而，由于電池壽命不足，現(xiàn)在大多數(shù)產(chǎn)品只能工作3-5年。尋求延長(zhǎng)電池壽命的解決方案，或者用能量收集元件設(shè)備替換電池，都是具有挑戰(zhàn)性的。

近年來，微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的發(fā)展使得電子產(chǎn)品變得更加智能化。關(guān)于TPMS的壓力傳感器，主要有兩種類型，即壓阻式壓力傳感器（如飛思卡爾的MPXY80XX 系列）和電容式壓力傳感器。電容式傳感器需要連續(xù)供電來監(jiān)測(cè)壓力的變化，而壓阻式傳感器則需要根據(jù)壓力的變化自行產(chǎn)生信號(hào)，因此壓阻式傳感器顯然能夠降低功耗。高級(jí)版本的TPMS IC封裝通常采用多模封裝。此外，除了集成加速度計(jì)和單片機(jī)外，還集成了射頻芯片、壓力傳感器等相關(guān)芯片。除了集成電路封裝尺寸減小帶來的好處外，采用SIP設(shè)計(jì)還有許多其他優(yōu)點(diǎn)，例如由于互連長(zhǎng)度減小而提高了產(chǎn)品的整體性能，以及可以最大限度地減少諸如寄生等與互連相關(guān)的問題。

此外，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是多品種、小批量、個(gè)性化和小周期化。傳統(tǒng)的模具制造鑄造工藝已不能適應(yīng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、覆蓋件模具等零件開發(fā)中對(duì)交貨期短、精度高、成本低等主動(dòng)要求?？焖俪尚图夹g(shù)和數(shù)控加工技術(shù)開始應(yīng)用于模具的快速制造，基于 RP技術(shù)開發(fā)的快速模具、快速鑄造技術(shù)和快速粉末燒結(jié)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)零件的快速制造。隨著數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將其應(yīng)用于鑄造汽車模具加工中。它不僅可以達(dá)到更好的速度，而且可以達(dá)到更高的精度。這對(duì)傳統(tǒng)鑄造工業(yè)來說是一次重大的變革，并將在今后的應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。

2.3 工程制度管理創(chuàng)新

在全球化的背景下，汽車制造業(yè)也成為了一種全球化的生產(chǎn)模式，汽車生產(chǎn)商從不同的零件工廠采購相關(guān)的零件，然后在工廠中，用工業(yè)機(jī)器人完成機(jī)械裝配，再進(jìn)行整體汽車設(shè)備的調(diào)試。在汽車制造的工程制度管理上，要堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化的管理模式，同時(shí)要依靠現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的幫助，利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，制定合理符合未來發(fā)展的生產(chǎn)計(jì)劃，保證生產(chǎn)環(huán)節(jié)零件的充足供應(yīng)的同時(shí)，減輕倉儲(chǔ)與保管負(fù)擔(dān)。同時(shí)在設(shè)備的管理上要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與智能化，要采用相關(guān)的智能設(shè)備，幫助企業(yè)的設(shè)備運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并及時(shí)向廠家保修，一些小的故障可以在廠家指導(dǎo)下自行維修，以避免因機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障致使企業(yè)生產(chǎn)效率的下降甚至出現(xiàn)停工的情況，確保第一次就能發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題，克服定期維護(hù)可能帶來的“空閑時(shí)間”，并通過標(biāo)準(zhǔn)化操作程序減少員工個(gè)體因素的負(fù)面影響。

3? 結(jié)語

綜上所述，機(jī)器設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化與各種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，自動(dòng)化是機(jī)器設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化控制生產(chǎn)制造的主要手段，在傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中，操作失誤頻繁，自動(dòng)化能有效減少失誤次數(shù)，提高生產(chǎn)安全系數(shù)等，能有效提高機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。機(jī)器設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)是通過控制計(jì)算機(jī)程序，改變加工方式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同產(chǎn)品的加工，科學(xué)地控制計(jì)算機(jī)使機(jī)器始終處于最佳工作負(fù)荷狀態(tài)，保證生產(chǎn)過程的安全與穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]王恬波.機(jī)械加工技術(shù)在汽車制造維修中的運(yùn)用探析[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（21）：126-127.

[2]梁博.現(xiàn)代汽車制造中的機(jī)械加工技術(shù)應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（21）：199-200.

[3]岳超琦.機(jī)械設(shè)備安全生產(chǎn)管理的重要性及其強(qiáng)化措施[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（20）：159-160.