汽车小批量(汽车由多少个零件组成？关键复杂零部件如何高效加工？)

来源：金属加工

汽车，已成为现代人生活的必需品，汽车由多少个零件组成？对于这个问题并没有标准答案，通常一辆汽车由2万多个零部件组装而成。其中，汽车的混合驱动和电动机、发动机缸体曲轴孔以及动、静涡旋盘以及汽车的真空助力器装配线等属于汽车中较为关键的零部件。随着节能环保的需求和生活质量的提升，人们对汽车的要求也越来越高。如何生产出一辆更舒适、更安全、更节能的汽车呢？其中，需要具体考量各个零部件的制造与生产情况，那这些复杂零部件又如何高效生产呢？本文将从机械加工的专业角度进行讲解。

混合驱动和电动机

PART.one

混合驱动技术和纯电动汽车需要大量经过磨削的精密部件。Fritz Studer AG凭借其高精度磨床以及高效的加工工艺，提供满足这一要求的理想机床。

汽车行业变革不会像最初担心的那样导致机械加工行业产量大幅下降。正如STUDER的首席销售官（CSO）Sandro Bottazzo指出的那样，要生产的零件将在几年甚至几十年内缓慢而持续地变化。

“全球范围内对个人乘用车的总体需求持续增长，这提供了相应的机会”。

——Sandro Bottazzo

多样驱动技术保持市场稳定

在未来的几十年里，各种各样的驱动技术将并行存在。除了纯电池供电的电动发动机，废气净化柴油发动机、氢能源发动机、混合动力驱动技术（内燃机和电动机的结合）以及燃料电池发电的电力驱动仍将为轿车和卡车提供动力，这意味着传动系统对精密部件的需求仍然很大。这包括轴类零件、车轴、衬套、齿轮以及压缩机轮、凸轮轴和曲轴。

电动机分解图（来源：chesky_AdobeStock）

复杂系统增加需求

高效驱动技术通常需要非常复杂的系统，混合动力和电力驱动正是如此。“这带来了更多的机会。”Sandro Bottazzo强调说：“我们将持续密切关注市场，并且进一步开发相应的产品。”众所周知，创新磨削技术已经应用在包括CVT变速器部件（主要用于混合动力驱动）、电动发动机的转子和齿轮轴、涡轮增压器轴、燃料电池的增压轴、氢发动机的轴和阀门、以及电动转向系统的滚珠丝杠。STUDER采用先进的磨削设备及磨削工艺，为新能源汽车这些零部件的加工提供低成本、高效、高精度的完整解决方案。

发动机缸体曲轴孔

PART.two

以往车企对于发动机曲轴孔，为了大批量生产时的精度及批量稳定性，都会购买进口的曲轴孔铰珩专机。但近年来，随着汽车行业的技术革新及用户的个性化需求，车企将面对发动机小批量，多品种，个性化定制等需求。此时，以往的专机刚性生产线，已经无法满足车企的需求，车企需要一种柔性的生产方式。

DIAHON ——一家专业的珩磨工具研发企业，始终专注于高端珩磨工具的研发和制造，2016年研发了可以用于加工中心的珩磨工具，使得广大用户无需单独购买珩磨机，即可进行珩磨加工。该公司中国大陆的销售和服务中心为尚亚（上海）国际贸易有限公司。

根据市场新需求，该公司专门设计了在卧式加工中心进行曲轴孔铰珩的刀具：FDhone®。

FDhone®技术利用现场闲置的卧式加工中心，直接在卧加珩磨，无需单独的珩磨机。

加工难点

加工方法

OP1：在A机床-使用MAPAL线镗刀-加工出底孔D56.95±0.01。

OP2：在B机床-使用DIAHON FDhone®-珩至最终尺寸 D57.000±0.002。

（OP2：二次装夹，重读定位精度小于0.02mm，确保最终的尺寸、圆柱度、粗糙度。）

加工实例及结论

零件名称：发动机缸体-曲轴孔

零件材料：铸铁+铝 （双金属）

机床：DMG 卧加 （HSK-A100 刀柄）

冷却方式：内冷+外冷

加工类型：珩铰

刀具：FD8L57/160/680 in HSK-A100 铰珩刀

切削参数：Vc=45m/min，F=1600 mm/min

刀具优点及效果

DIAHON 加工中心专用铰珩刀，高效稳定，尺寸可微调补偿，帮用户省掉珩磨机。

最终圆度小于0.003，圆柱度小于0.005，粗糙度Rz7，满足了用户最终的图纸要求。

动、静涡旋盘

PART.three

在涡旋压缩机中动、静涡旋盘涡旋型线的加工是一道关键工序，涡旋型线属于深槽薄壁类形状，型线加工的轮廓度、侧壁与底面的垂直度和表面粗糙度要求高，具体要求如下：

轮廓度0.02mm，垂直度0.01mm，直线度0.005mm，粗糙度Ra0.6μm，平行度0.02mm，平面度0.01mm。

对动、静盘上涡旋型线的加工

1997年成立以来的郑钻，专注于高端精密制造领域，在高端刀具设计开发、加工制造与综合应用技术服务方面独树一帜，为客户提供高端刀具产品及其技术配套方案。该公司与广大优秀客户一起，不断推进刀具国产化进程的同时，产品服务全球28个国家与地区。

针对以上难题，郑钻使用三刃的PCD立铣刀进行粗加工，去除大的余量；然后再用PCD复合铣刀进行精加工。

加工实例及结论

零件名称：涡旋盘——动盘、静盘

零件材料：铝合金

机床：TOYO（T-402SCY）

冷却方式：机床外冷

加工类型：仿型铣削+成型铣削

刀具：D10-12-L67

切削参数：n=50000~60000r/min

F=8000~9000mm/min

刀具优点及效果

切削刃采用PCD材质，切削刃非常锋利，耐磨性高；基体采用硬质合金，刀具刚性好；采用5~6个刃结构，包括三种刃型结构，将一些部位进行拆分，分布在三种刃型上，降低了加工的切削力，同时能有效抑制毛刺和振纹的产生。在满足型线加工的高精度要求下，刀具还具有较高的使用寿命，避免了像使用传统整硬刀具带来的频繁换刀，导致加工成本增加，生产效率低等情况。

真空助力器装配线

PART.four

真空助力器是利用真空（负压）来增加驾驶员施加于踏板上力的部件，由前后罩壳、阀体等大小20个零部件组成，汽车真空助力器装配线采用柔性化模块系统设计方案，对重要质量控制、工位增加力、位置等在线检测功能要求比较严格。下文重点介绍北京绅名科技有限公司设计、生产、制造的真空助力器装配线的适用性、稳定性及其高效性。

真空助力器

真空助力器结构

真空助力器装配线加工难点

由于各种车型的真空助力器、主缸缸径的大小不等，注油口的方向和整体长度也不尽相同，在诸多因素的影响下，助力器的装配零部件也存在着很多差异。因此在多种车型兼容的情况下，要保证线上的多个真空气密性检测，输出力曲线检测、空行程检测的稳定性以及生产效率是一大难点。

真空助力器装配线特点

机器人的使用，大大降低了人工成本；通过采用压机匹配行程检测装配技术，提高了助力器特性曲线的一致性和稳定性，减少因产品特性不良造成的返工率；通过巧妙设计运用伺服顶升机构、主缸口抽真空技术以及万向封堵技术，使助力器兼容性发生了改变，因此装配线的兼容性、稳定性、效率更高。

成果

根据客户要求设计、制造、安装和调试的真空助力器装配线，具有产量高、用工少、产品质量稳定等特点，并且具有更高的兼容性，完全可以满足客户生产需求。目前，北京绅名科技有限公司已成功交付过几条真空助力器装配线，未来将紧跟客户需求不断改进研发创新，期待与更多行业客户开展多方面的合作。

转自公众号：工业创新