汽車以某種形式自十九世紀(jì)以來(lái)就已存在。它們的引入改變了文明,為大部分人口提供了快速的個(gè)人交通,同時(shí)創(chuàng)造了新的勞動(dòng)力并引入了流行文化的新方面。
汽車工業(yè)現(xiàn)在無(wú)處不在。盡管美國(guó)在20世紀(jì)初主導(dǎo)了汽車生產(chǎn),但如今汽車在全球范圍內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn),而中國(guó)目前是世界領(lǐng)先的道路車輛制造商。僅2018年,全球汽車銷量就達(dá)到8150萬(wàn)輛。
自第一輛汽車問(wèn)世以來(lái)的一個(gè)半世紀(jì)里,汽車制造工藝發(fā)生了巨大變化。當(dāng)汽車開始大規(guī)模生產(chǎn)時(shí),即福特推出標(biāo)志性T型車前后,大多數(shù)組裝工作都是手工完成的。
然而,自20世紀(jì)60年代以來(lái),機(jī)器人已變得司空見慣,其執(zhí)行焊接和組裝的時(shí)間比僅用人手完成的時(shí)間要短得多。
對(duì)于某些汽車零件,數(shù)控加工工藝涉及通過(guò)計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化執(zhí)行鉆孔和鏜孔等任務(wù),現(xiàn)在已成為原型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的有利選擇。銑削汽車零部件既廣泛又實(shí)用,許多汽車供應(yīng)鏈依賴于提供數(shù)控加工服務(wù)的原始設(shè)備制造商。
CNC機(jī)床將數(shù)字文件轉(zhuǎn)換為序列計(jì)算機(jī)指令,然后發(fā)送到鉆頭、車床或銑床等電動(dòng)工具。機(jī)床通過(guò)在適當(dāng)?shù)奈恢们懈钜粔K材料(工件)將其變成成品,并且可以提供比傳統(tǒng)零件加工更高的精度。
引擎
數(shù)控加工(包括數(shù)控銑削、數(shù)控車削、線切割加工和其他工藝)可用于制造汽車內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)重要部件。例如,大型鋁合金塊可以加工成發(fā)動(dòng)機(jī)缸體(或汽缸體),這是一種金屬結(jié)構(gòu),包括發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸,移動(dòng)的活塞在汽缸中上下移動(dòng)。
盡管CNC機(jī)床編程是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程,需要高水平的技能,但機(jī)床一旦準(zhǔn)備好,就可以在沒有幫助的情況下執(zhí)行其指令。這意味著可以連續(xù)加工多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體,而不會(huì)顯著增加勞動(dòng)力。
氣缸蓋是包圍氣缸體上方氣缸的汽車零部件,通常也采用CNC加工技術(shù)生產(chǎn)。
燈光
鋁加工是CNC加工在汽車行業(yè)中最重要的應(yīng)用之一,但丙烯酸玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材料也可用于制造其他重要部件。
通過(guò)加工PMMA,制造商可以生產(chǎn)車輛照明,包括車頭燈和車內(nèi)照明。盡管這些亞克力部件在數(shù)控加工后需要打磨和拋光,但整個(gè)過(guò)程仍然相對(duì)較快,使汽車制造商能夠?yàn)樗麄兊钠囍谱餍碌臒艟咴汀?/p>
PMMA通常用作玻璃的防碎替代品,可制成窗戶、透明防護(hù)罩、魚缸和其他物體。
其他部分
汽車加工可以制造其他幾種汽車零件,包括但不限于懸架部件、排氣部件、化油器外殼、流體系統(tǒng)部件、襯套和閥門固定器。該制造技術(shù)對(duì)于車輛及其特定汽車零件的定制也特別有用,因?yàn)镃AD允許快速更改零件設(shè)計(jì)和定制零件的制造。
在汽車行業(yè)使用數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)
速度
與傳統(tǒng)加工方式相比,數(shù)控加工汽車零件的最顯著優(yōu)勢(shì)之一是速度,在小批量生產(chǎn)期間交貨時(shí)間尤其短。由于加工是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行的,因此加工過(guò)程中無(wú)需考慮疲勞等人為限制。當(dāng)生產(chǎn)大量零件時(shí),CNC的速度優(yōu)勢(shì)變得尤為明顯,因?yàn)橛?jì)算機(jī)指令可以根據(jù)需要重復(fù)多次。
然而,在某些情況下,例如當(dāng)只需要生產(chǎn)單個(gè)物體單元時(shí),傳統(tǒng)加工可能會(huì)更快。在這些情況下,創(chuàng)建計(jì)算機(jī)指令所需的時(shí)間可能超過(guò)手動(dòng)加工單個(gè)零件所需的時(shí)間。
準(zhǔn)確度和精度
汽車制造商青睞CNC加工的另一個(gè)原因是工藝的準(zhǔn)確性和高精度。該過(guò)程的數(shù)字化和自主性使得出錯(cuò)的可能性很小,而最精密的CNC設(shè)置可以提供±0.001英寸的加工公差。可以理解的是,汽車行業(yè)通常要求如此精細(xì)的公差,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)或其他關(guān)鍵部件的故障可能會(huì)給最終用戶帶來(lái)嚴(yán)重的后果。生產(chǎn)最終用途金屬零件通常需要對(duì)汽車零件進(jìn)行精密加工,但原型CNC零件可以采用更寬松的公差。
重復(fù)性
由于相同的CNC加工作業(yè)可以重復(fù)多次,而零件之間不會(huì)出現(xiàn)差異,因此當(dāng)制造商需要生產(chǎn)大量單個(gè)部件時(shí),該技術(shù)特別有用。在這個(gè)每年生產(chǎn)和銷售8150萬(wàn)輛汽車的行業(yè)中,大批量的需求(全程嚴(yán)格的質(zhì)量控制)是司空見慣的。
幸運(yùn)的是,在處理較大批量時(shí),CNC加工更具成本效益,因?yàn)楫a(chǎn)品的實(shí)際加工比準(zhǔn)備階段(涉及數(shù)字化設(shè)計(jì)組件、準(zhǔn)備G代碼和選擇材料)的勞動(dòng)密集度要低。