现代汽车的制造工艺

现代汽车的制造工艺（精选10篇）

现代汽车的制造工艺 篇1

摘要：叙述了适用于汽车用同步带的材料的种类及其特点,提出了在选用材料时必须注意的问题,总结了汽车用同步带材料的发展前景。

关键词：传送带,汽车用同步带,材料

0 引言

机械传动是工业的基础组成部分,是现代化进程的重要体现。带传动作为机械传动中重要的传动形式之一,具有结构简单、传动平稳、价格低廉、不需润滑、可缓冲吸振等特点,广泛应用于汽车等领域。而同步带作为一种新型的传送带,不仅具有带传动的优点,也结合了链条传动和齿轮传动各自的优点,它是利用带齿工作面与带轮齿槽啮合进行传动,使得带与带轮之间在传动过程中没有滑差而呈现同步传动[1]。随着现代工业的发展,特别是近几十年汽车工业的大力发展,国内外汽车用同步带的制造工艺已日趋稳定,在这种环境和条件下,对同步带的品质要求变得日益苛刻,现代汽车对同步带的基本要求是:使用寿命达25×104 km～30×104 km,几乎接近发动机寿命;使用温度-35℃～150℃,瞬时高温可达175℃;耐油性≥CR;150℃下台架寿命可达3 000 h,而且在提高耐油性能时不牺牲其低温性能,带齿的动态储存模量≥1.4 MPa。为了满足这些要求,需要研制并开发出各种高性能的同步带材料,已满足汽车工业中对同步带在生产中和使用中的应用和推广。

1 同步带的制造工艺

80年代中期,中国引进了多套同步带生产线(包括短纤维并接机、单鼓成型机和万能成型机、成型切割打磨机、测长打磨机、胶套硫化罐)以及包括软件在内的同步带全套技术装备。汽车同步带的制造工艺也趋于稳定化,就其现状来看,以硫化工艺为例,目前国内外同步带的硫化工艺主要有以下几种:a)硫化罐胶套硫化法(硫化介质加压)。其工艺为:将已成型好的带坯吊入硫化胶套内,使其内外隔离,在立式硫化罐内硫化,内外腔通入不同压力的蒸汽,靠内外压差形成致密的同步带齿及带体,并硫化成型;b)颚式平撮硫化机硫化法[1]。硫化时将成型带坯连同磨具一起吊入,启动柱塞合上压瓦,按工艺进行硫化,加热介质一般使用蒸汽;c)水包布加压硫化法(硫化罐)。该法硫化成本低,硫化周期短,特别适宜硫化低传递功率(如MXL型、HTD-3M型等)的同步带。由于水包布收缩力较小,使带齿的致密性较差,易产生海绵孔,不能硫化大传递功率(如XXH型等)及特殊传动用同步带(如ZA型);d)同步带注压硫化法。注压是橡胶工业中的基本工艺之一。它是一种将胶料直接由机筒注入模型,具有效率高、制品致密性好,可成型、硫化形状复杂的制品特点。

2 汽车用同步带材料的分类

在汽车制造业中,要求传送带的传动效率高,传动比准确,齿侧有较好的耐磨性,输送带随季节和使用年限下伸长量小等。在这样的情况下,对同步带的材质选择就显得非常重要。汽车同步带有包布层、强力层及胶层组成,胶层的性能对汽车同步带的性能有直接的影响,常见的同步带材料可分为如下几类。

2.1 橡胶

目前,汽车同步带胶料主要采用氯丁橡胶、HNBR等作为主体材料。氯丁橡胶简称CR,由氯丁二烯聚合制成,具有优异的强伸性能和动态疲劳性能,还具有优良的耐天候老化、耐油、阻燃及突出的粘合性能[2]。但氯丁橡胶的缺点是贮存稳定性差、工艺性能差、易焦烧和粘辊[2]。HNBR是丁二烯和丙烯腈的共聚体,具有良好的耐高温性、耐低温、耐老化性、耐磨性和耐油性优点,并且冲击力更小,噪声更低传动速度更高,维护保养方便,使用寿命更长,具有类似丁腈胶的良好的加工工艺性能,这些性能都是CR汽车同步带所不能达到的。其产品性能对比见表1。目前,同步带用胶料已逐步向HNBR发展。

2.2 线绳

包括聚酯线绳、玻璃纤维线绳、芳纶线绳等。聚酯线绳分为聚酯软线绳和聚酯硬线绳。所用胶乳(L)为丁苯吡胶乳,若将氯丁胶乳部分或全部代替丁苯吡胶乳,粘合强度大大增加。目前国内的汽车同步带基本上采用玻璃纤维线绳。在RFL浸渍液中加入硅烷偶联剂、糊精等物质,将一次浸渍改为二次甚至三次浸渍。芳纶线绳的断裂强力大且密度小,这对提高同步带的承载能力、减轻同步带的重量、减少运行时的离心力和振动特别有利。此外,芳纶线绳耐高温,最高使用温度可达240℃,经160℃×500 h强力几乎不下降。

2.3 齿面包布

汽车同步带的齿面包布有别于普通包布,要求有足够的弹性,以保证硫化时形成完整的带齿。高弹性包布形纱齿包布)是以高弹性合成纤维(如尼龙、聚酯弹性丝,其单丝线密度很低)织成斜纹组织,其经向断裂伸长率很低,而纬向断裂伸长率很高[3]。这样会使纬向可伸缩,以满足同步带的工艺使用要求。

3 汽车用同步带材料的选用

汽车同步带长期密封在高温发动机腔内,环境温度很高,这严重影响同步带的运行寿命,因此,在选择同步带时,既要保证传递设定的功率和精确的传动比,又要考虑到同步带经久耐用、耐高温、耐油及耐磨性的性能特点。通过不断提高材料的性能和改进材料的构成、提高工艺装备和生产技术水平,有利于汽车用同步带在规格多样、质量参差、性能各异的同步带领域中得到长远发展[3]。同时,我们也必须结合实际,多方面考虑,尽可能达到同步带材料性能、制造工艺、实际需求等几者之间的最佳平衡点。

4 结语

目前,汽车同步带的发展趋势已明确:a)材质向高饱和丁腈橡胶、芳纶纤维材料、双层尼龙弹力布发展;b)带齿形向修正曲线齿方向发展;c)带体向增加抵抗高温龟裂的能力、改善承受负荷能力、改进齿的啮合和磨损、减少噪音发展。同时,研究并合成出新型的汽车同步带材料将对汽车业的发展也起到至关重要的作为。

参考文献

[1]方文中.同步带传动—设计.制造.使用[M].上海:上海科学普及出版社,1993:36

[2]吴贻珍.HNBR及其在汽车传动带中的应用[J].橡胶工业,2002(4):23-25.

[3]陈哲.同步带在汽车发动机上的应用现状和发展趋势[J].橡胶工业,1995,42(6):363-366.

现代汽车的制造工艺 篇2

摘 要：汽车制造是一项庞大而复杂的工程，故其工艺的标准化的重要性就不言而喻了。而汽车制造的工艺标准化要求不是一成不变的，需要随着时代的变迁发生应变。所以，本文目的在于明确工艺标准化在汽车制造中的重要意义，以帮助现代汽车企业认识到工艺标准化的意义，促进我国汽车业的发展。

关键词：汽车制造；工艺标准化；重要意义

一、汽车制造中工艺标准化的核心组成部分

工艺标准化指代生产过程中完成产品的流程及工艺设计，是大部分工艺企业的核心。而汽车制造企业相对于一般的企业，其规模庞大，生产周期长，对产品的安全系数要求高。所以，工艺标准化在汽车制造业中具有更重要的意义。具体说来，在汽车制造业中，其工艺标准化最核心的组成部分主要有两部分。一方面是精益规划管理，它对前期的汽车生产做出管理及规划方案，会直接影响整个生产流程以及最终汽车的质量。另一方面，则是对汽车制造过程中最常用技术的标准化，涉及冲压、装焊、涂装等，它们的标准化对汽车制造的效率及企业的经济效益至关重要。如此，企业就应抓住问题的主要矛盾，将精力主要分布于这两方面，才能建立科学完善的标准化工艺流程，助力于企业更好更快地发展。

二、精益规划管理，为汽车标准化制造全程护航

精益规划管理是汽车制造工艺标准化的重要内容，也是现代汽车企业发展保驾护航的大管家。顾名思义，它主要的任务就是对汽车的生产精益求精，做出完美的规划，为接下来的实际生产提供指导。

（一）标准化的精益管理规划是应对市场竞争的法宝

市场瞬息万变，企业要想在在商海中谋求稳定的发展，必须要有自己的应对策略。所谓知己知彼，方能百战百胜，只有将管理规划工作提升到标准化水平，才能在市场竞争中立于不败之地。

在知彼方面，强调的是企业要对整体的外部大环境有足够的调研和分析。作为一家汽车制造企业，首先应时刻保持对竞争企业的产品及其动态的关注，如对手公司的汽车制造量以及销售量、对方产品的性能以及口碑等，都掌握第一手数据。其次，是对客户心理有足够的认知，这可以通过足量的市场调研达到，而且应注意，针对不同的受众，其心理是处于动态变化中的，所以需提高市场分析的频率和范围。总之，标准化的精益管理规划，其背后一定有大量的数据作为支撑，才能针对市场的波动以及对手的应对做出合理的应变。

在知己方面，也不可掉以轻心的。企业的规划中，只有对企业内部员工情况以及生产设备水平有所掌握，才能结合实际做出最优化的生产调配。在汽车企业的生产中，需要耗费的人力物力大，若缺乏标准化的分析与规划，不免会出现人力以及器械的浪费，对企业生产效率的提高极其不利。

（二）标准化的精益管理规划是科学管理的前提

管理企业永恒的主题，对汽车制造企业更是如此。而标准化的精益管理规划就是企业管理人员发号施令的直接来源。首先，只有基于一定的管理规划，企业管理者才能依据这些方案对生产做出科学合理的调度。其次，如果没有标准化的精益管理规划，当遭遇突发状况时，前后无法及时关联，企业决策者又如何能从容面对，正确决策呢？最后，如果没有标准化的精益管理规划，则生产过程中，资金的流动及分配就无法预见，没有合理的预期，无法衡量的生产效率，会危及企业的再生产，动摇企业的生存。

三、标准化的生产过程是汽车制造的命门

整个汽车制造工艺中，包括冲压，装焊，涂装，总装，所以，一个标准化的汽车生产工艺，需严守每个生产流程。

（一）标准化的冲压

汽车冲压的目的在于促使金属塑性定型，车身上的许多构件，诸如各种覆盖件、结构加强件、车内支撑件等，都与冲压技术的应用有所结合，显然，冲压工艺的标准化水平对汽车质量有很大的影响。更进一步说，冲压工艺强调的是对冲压器件的尺寸大小以及工艺的高要求，尤其是随着现代材料学的发展，各种复合型材料层出不穷，所以也使得现代冲压技术不断革新，企业一定要把好冲压的风向标，及时更新自己的冲压技术，才能在起点获得先机。

（二）标准化的装焊

装焊是汽车制造的核心所在，首先在焊接过程中，零件缺乏有序的管理和存放会一定程度上影响焊接的进度。基于此，企业建立电子数据库，对焊接夹具零件的数量、型号等建立完备的数据库，并在仓库中对应存放，以加快焊接工作的完成。其次，实际生产过程中，汽车制造企业所购买的焊接夹具在型号、规格上有所偏差，使得成品汽车在源头上就不标准，出厂的质量差强人意。所以，为了从根源上解决这一症结，企业应致力于从根本上杜绝它，即严格把控焊接夹具的标准，保证整个汽车工艺流程的标准化。同时，企业还应加强对焊接工人的专业培训，对工人的焊接技术，企业应树立一定的规范和标准，如此才能确保焊接工作沿着标准化的轨道前行。

（三）标准化的涂装

汽车涂装直接影响汽车的美观，进而决定汽车后期的销售，所以也是标准化过程中至关重要的一环。一方面，涂装前需要有一定的处理工作，千万不能忽略，如处理不当，会影响车身着色。另一方面，对涂装过程中的，涂装漆料的选取也要按照严格的工艺标准，尽量选一些绿色环保的涂漆和材料，以保证车身良好的外观性能，从长远来看，也会为企业获得更大的经济效益。

（四）标准化的总装

前面的流程中，汽车的各大部件已经齐全，而最后的总装环节，无疑就是临门一脚，正因如此，总装才受到重视。总装看似是个全局的工作，但细想会发现，它也是个及其需要细化的工作。任何一个拼装的不标准或是零件遗漏，都会直接导致车辆质量降低，且极可能会引发售后行车的安全事故，所以，在总装过程中，严谨和责任心是必须要严守的准则，切不可粗心大意。

综上所述，工艺标准化在汽车制造中具有重大而深远的意义，企业如果能洞察其中的奥妙，抓住根本，顺应时势建立严格的标准化工艺流程，必能在激烈的市场竞争中抢占先机。这也警醒众多的汽车制造企业，未来谁能主宰商场，标准化才是唯一准则。

参考文献：

[1]黄守道，吴玉庆，许凤等.汽车制造中环节的关系[J].科技传播，2013（14）：79-79，88.

[2]佟小坡.浅析汽车工业制造设计[J].城市建设理论研究（电子版），2014（22）：3685-3685.

汽车驾驶室制造工艺同步工程 篇3

1 驾驶室研发与冲压、焊接工艺的同步工程及冲压、焊接工艺方案的制定

1.1 驾驶室研发与冲压工艺的同步工程流程 (见图1)

1.2冲压工艺方案的制定流程 (见图2)

1.3驾驶室研发与焊接工艺的同步工程流程 (见图3)

1.4焊接工艺方案的制定流程 (见图4)

2 案例分析

上汽依维柯红岩商用车有限公司某车型发动机罩 (见图5) 冲压工艺和焊接工艺方案不同步, 造成在生产中螺柱焊接位置超差的质量事故。

该零件的冲压工艺为拉延、修边、冲孔、整形和翻边, 拉延深度为350mm, 虽然后工序有整形, 但零件两侧还是存在回弹, 造成开口尺寸超差;

零件在检具上检测时, 以零件中间的两处圆孔约束X和Y方向, 以零件几型底面作型面定位面约束Z方向, 在零件四周用夹钳夹紧后开始测量数据, 零件检查合格;

焊接工艺早期不清楚该零件回弹较大, 对它的定位方式只采用了零件中间的两处圆孔及支撑面定位, 定位焊接螺柱的定位圈 (见图6) 是根据夹具的基准点设计安装的, 因夹具未对发动机罩两侧的回弹量采取校正措施, 最终造成螺栓焊偏5mm的批量质量事故;

发现问题后, 焊接工艺在发动机罩侧面的轮廓处增加了外侧限位, 校正了冲压的回弹量, 同时, 在夹具的压臂上增加内侧限位块, 保证零件定位稳定、可靠。

3 冲压与焊接工艺同步工程

产品工艺同步工程是产品部门与各专业工艺间的同步工程, 该类同步工程可使产品和工艺尽量实现无缝对接, 防止驾驶室研发和实际生产脱节, 保证产品在设计阶段的合理性。但是, 在制造环节及各专业工艺制定阶段, 冲压专业和焊接专业之间的工艺交流具有随意性, 缺乏统一协调, 容易对后期生产阶段造成不必要的质量事故, 严重影响驾驶室的质量和生产效率。

因此, 在汽车白车身驾驶室开发制造过程中, 除了产品工艺同步工程以外, 还必须有制造工艺同步工程。制造工艺同步工程是制造系统中各专业工艺之间的同步工程。而本文主要讨论和分析的就是制造环节中的冲压工艺与焊装工艺之间的同步工程及其必要性。

白车身驾驶室制造环节中冲压工艺与焊接工艺同步工程流程 (见图7)

冲压工艺和焊装工艺初始方案交流内容见图8:

建立驾驶室制造工艺信息交流平台, 去除工艺信息交流的随意性, 制定合适的制造工艺同步工程, 可达到优化驾驶室质量及提高生产效率等的目标。

4结论

冲压工艺和焊装工艺作为白车身驾驶室制造的两大工艺, 互相影响, 不可分割。为了保证这两大工艺之间的交流更加协调及有效, 以降低驾驶室制造成本, 优化驾驶室质量, 提高生产效率, 各汽车公司可针对实际情况, 建立一个有效的工艺信息交流平台及制造工艺同步工程制度。

摘要：上汽依维柯红岩商用车有限公司, 重庆401122摘要近几年来, 汽车制造业的发展迅猛, 行业内的竞争日益激烈, 为使汽车产品能快速地适应市场需求, 汽车工业在生产准备中对产品工艺同步工程的应用越来越深入。本文主要讨论和分析在汽车白车身驾驶室开发制造环节过程中, 冲压工艺与焊装工艺同步工程及其必要性。

现代汽车的制造工艺 篇4

【关键词】现代机械制造工艺；特点；发展趋势

1.现代机械制造工艺的特点

（1）制造过程是个系统工程。机械制造过程各个环节之间并不是都彼此关联，也有的环节之间可以不关联，是因为，机械制造过程是一种离散的生产过程，不需要每个环节都有关联性。从现代制造系统工程学来分析，机械制造过程可以说是一个制造系统的过程，所以机械制造过程是个系统工程。传统机械制造技术与现代的计算机技术、自动化技术、传感技术、现代管理技术以及新材料技术有机结合，传统的制造工艺和现代的制造工艺融为一体，使机械制造工艺成了能控制机械制造生产过程的信息流、能量流和物质流的系统工程。

（2）制造是管理、工艺、人员三者的结合。现代机械制造已不是单纯的管理问题，先进制造工艺的引入和诚聘英才，使机械制造发展为管理、工艺、工作人员为一体的三者结合的系统工程。随着机械制造行业的生产规模的扩大，企业已开始追求最佳技术经济效果，从而推动了经营管理与工程技术的结合。现代机械制造行业意识到制造过程组织和管理体制的合理化和简化的重要性，想出一系列管理、技术与人员相结合的新的生产方式，给制造全过程的优化运行提供有力保障。比如说，一家企业在建立计算机集成制造系统过程中，首先要采用有效的管理模式，然后选择先进的制造工艺，对所有员工进行培训，改变员工传统的思维模式。

（3）现代机械制造工艺是多学科交叉融合。现代机械制造工艺最显著的特点是现代的制造工艺是多学科交叉融合的结果。传统的机械制造工艺的专业和学科单一，不同专业、学科之间界限分明，而现代的制造工艺已经是多学科交叉融合的结果，各专业和学科在不断渗透，各专业之间不断交叉融合，其各专业之间的界限逐渐淡化。

（4）现代机械制造工艺支持可持续发展。资源、人口与环境的问题是当今社会面临的主要问题，现代机械制造工艺将这三个问题放在首位，从而体现出机械制造环保化生产的重要性。现代机械制造工藝强调高校、清洁、低耗、灵活、优质生产，将绿色生产、清洁制造的概念融入到机械制造的全过程，使这些新概念成了可持续发展的有力武器。

2.现代机械制造工艺的发展趋势

（1）环保化。现代机械制造工艺将资源、人口和环境问题放在重要地位，在制造过程提倡绿色生产，在材料、设计、工艺、设备、包装及管理等过程中提倡环保生产，实现全过程的环保生产。产品使用完后要加以处理，通过环保手段处理后进行回收利用，实现生产和使用过程的环保工程。现代机械制造工艺采用环保制造最大限度地减少机械生产对环境的负面影响，从而达到制造原材料和能源的有效利用。

（2）网络化。随着计算机信息的快速发展，网络通讯技术不断融入到了机械制造企业的生产和经营环境。网络通讯技术的引入对企业的生产和经营活动算是革命性的变革，因为从此以后机械制造业的通讯方式向着网络化发展。现代机械制造的产品设计、零件制造、材料选择、产品销售以及市场开拓等环节都可以运用网络化通讯技术，实现异地或跨越国界进行。网络化通讯技术加速了企业信息的交流，加强了经营管理的学习和产品开发的合作，推动了企业全球化发展的迈进。

（3）全球化。机械制造企业的全球化发展趋势的原因可以归纳为两方面，一方面网络化通讯技术的快速发展推动了企业全球化发展，网络化是全球化制造的前提，是全球化制造的动力。另一方面，国内外机械制造企业的市场竞争越来越强烈，有的企业在激烈的竞争中纷纷落败、倒闭，网络化通讯技术的发展，可以促进国内外企业的相互联系，企业正向既合作有竞争的方向发展，体现了企业全球化发展趋势。国内企业想搞好既竞争又合作的关系，必须把握好企业发展趋势，有必要实现企业的全球化发展。

（4）自动化。机械制造工艺的自动化能够提高企业的生产率和产品的质量，因此，机械制造领域一直追求自动化的一个生产目标。机械制造工艺的自动化发展还能降低生产成本，减轻工人的劳动强度。自动化目前的研究主要表现在集成技术和人机一体化制造系统、制造过程、制造单元技术等方面，研究结果有利于提高企业生产率和产品的质量。

（5）虚拟化。机械制造工艺的虚拟化是现代机械制造工艺的发展之一。虚拟化技术是指通过计算机仿真软件来模拟真实系统，防止错误发生，保证机械制造成功的技术。机械制造过程中的计算机仿真能够检验产品的加工方法和可加工性，保证机械制造工艺和产品设计的合理性，可以有效避免设计和生产过程中的缺陷和错误。

3.结语

总之，机械制造工艺是各国间科技竞争的重点，也是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。我国的机械制造工艺是一个薄弱环节，为了适应日趋激烈的市场竞争，必须了解机械制造工艺的特点，把好其发展趋势，用足够的力度予以实施，只有这样才能保持企业在竞争中的主导地位。 [科]

【参考文献】

[1]马轩凯.机械制造技术的特点及发展趋势[J].科技资讯，2010（30）.

汽车制造工艺实践教学改革探索 篇5

汽车制造工艺学是车辆工程专业的主要课程之一, 它阐述材料成形、机械加工和装配方面的知识;其逻辑性、关联性、系统性较差, 理论教学效果不佳, 通过汽车制造工艺实践教学能理顺工艺学内容主线, 帮助学生从工艺观点去分析和评价汽车零、部件 (总成) 的结构, 提高学生工程实践能力和创新能力。

1 传统实践教学存在的问题

传统实践教学包括参观、实习。联系企业利用其生产现场进行实践教学, 存在理论课程体系与生产实践不完全吻合, 学生不知道切入点, 导致兴趣不大;又由于企业存在以生产盈利为最终目的, 师傅带教积极性不高;整个参观、实习如同走马观花, 收获不大。因此, 对实践教学进行改革势在必行。

2 实践教学改革的探索

为了保证学生在实践教学中达到技能培训与素质提高, 在实践教学中应强调动态发展的学习方法, 以学生为中心, 以学习过程为重心, 让学习过程充满反思、顿悟、自省等心理活动。为此对汽车制造工艺实践教学进行试探性的改革, 整个过程节设定为三个环节:布置任务、编制文件、完善提高。

2.1 布置任务

汽车制造工艺学的内容广而杂, 实践教学环节应将整个内容梳理成清晰的两条主线 (如图1) , 由于时间有限, 结合实习基地的条件, 确定主线中的一个模块做为实践内容, 编制后桥桥壳机加工工序及工艺过程 (见图2) 。

布置实践教学任务后, 引领学生分析完成该任务所需相关设备、量具及加工过程, 从中挖掘学生的知识储备。例如:以学生为主体, 分析实现汽车后桥的工艺途径 (见图3) , 使学生了解各工艺过程的关联性和整个工艺体系全貌;针对铸造桥壳的毛胚其内孔和外园面的粗糙度是无法达到装配的要求, 引导学生如何从机加工手段来提高精度, 从而将车、钻、镗等各加工工种紧密联系起来, 进入机加工工艺方案的设计。

2.2 编制文件

编制工序及工艺过程是实践教学环节中最关键和最复杂的一步, 带领学生分析后桥桥壳零件图确定机加工技术要求 (见表1) , 启发学生开动脑筋讨论零件的外圆, 两端面, 内孔可以在车床车切削加工完成, 而加工旋转表面时, 毛坯应装卡在主轴顶尖和尾座顶尖之间, 工件由主轴上的拔盘或拔齿顶尖带动旋转, 夹具才能传递足够大的转矩进行车削, 由此必须先加工两端顶尖孔;为保证达到内孔要求的精度, 粗车、半精车、精车应逐渐递进;而Φ305孔及主减速端面由镗床完成。通过此环节学生自己确定桥壳机加工的工序和工艺过程的编制, 该文件是学生根据所学的理论知识和

对实习基地的初步了解而制定的, 由于大家缺乏实际经验, 指导老师对学生作品进行点评, 指出可取之处以及存在不足的地方。

在这个环节中, 学生将学习融入到实际生产过程中, 更好地理解工艺规程设计的步骤;同时激发学生学习的积极性, 变被动为主动, 学生创造性思维, 创新能力和独立分析问题、解决问题的能力得到了较大的提高。

2.3 完善提高

为了检验学生的作品是否实用于生产实践, 带领学生到现场观摩机床夹具和定位, 记录桥壳加工工艺过程写实, 通过对比自己编制的文件和现场的写实, 从“比”中找差距, 在“看”中促提高, 使学生从“听”、看, “练”三部曲中深化对加工工艺过程的理解, 例如:学生对加工切削深度、刀具的进给量、切削速度的确定掌握不好, 通过现场工程师的指导以及观摩工人师傅的加工过程, 有了进一步的认识。这种形式开展的实践教学, 学生能完成现场实用的后桥桥壳机加工工序及工艺过程的文件, 使他们得到了实实在在能力的提高。

3 结论

汽车制造工艺实践教学的改革, 首先应优化教学内容, 选择与专业理论知识密切相关, 学生具足够的知识储备的项目, 诱发学生的兴趣;在实践过程中以“学生为主体, 以教师为主导”, 针对具体的工程实例分析加工方案, 调动学生的积极性和主动性;对于学生完成的作品, 应融入到生产现场验证, 让学生真切明白自己作品优劣所在, 既能提高学生的自信, 有能明确自己的差距和弱项, 并及时的弥补修正, 使学生在实践环节中有所收获, 提高了实践效率。

参考文献

[1]申晓龙, 张来希, 黎永祥.高校机械制造工艺学教改的探索与实践[J].高教论坛, 2006.8:54-55.

[2]吴国栋.高校实习基地建设模式研究与实践[J].华东交通大学学报, 2007, 12:117-118.

现代汽车的制造工艺 篇6

新能源汽车快速发展

新能源汽车作为当前全社会关注的一个热点正在高速发展。在我国传统汽车生产、销售增幅降低的情况下,2015年1～10月,中国新能源汽车生产181 225辆,销售171 145辆,产销同比分别增长2.7倍和2.9倍,其中纯电动汽车产销分别完成121 099辆和113 810辆,同比分别增长3.3倍和3.9倍,超过美国,成为全球新能源汽车第一大市场。出于环境保护和节能的需要,中央和地方近年来密集出台了支持新能源汽车发展的多项政策和鼓励措施,新能源汽车研发、制造、产业链配套、商业模式等都得到了迅速发展。新能源汽车已被《中国制造2025》规划列为十大重点发展的领域之一。多个城市的节能与新能源汽车示范推广应用工程正在进行(见图1),充电设施建设和各项服务配套也在完善中。

环境污染呼唤着新能源汽车时代的到来,而能源紧张成为新能源汽车发展的动力,技术变革又促进新能源汽车的研发和生产。新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向,新能源汽车研发和制造,既代表了世界汽车产业发展的方向,也是世界各主要国家和汽车制造厂商的共同战略选择。

需要注意的是,目前大家比较关注的是新能源汽车的产品工程技术,因其直接关系到新能源汽车的续驶里程、功率、加速性、电池寿命等主要性能指标。可是要获得高质量、可靠、真正具有市场竞争力的电动汽车,我们不仅需要继续在新能源汽车的产品工程上下功夫,还需要高度重视和发展电动汽车的制造工程技术及其相关的工艺和装备。特别是当新能源电动汽车随着市场需求的增加而投入大批量生产的时候,制造技术是否先进、高效,制造成本是否具有市场竞争力,制造出来的产品的质量稳定性、一致性及其工作的可靠性如何,就将成为新能源汽车发展成功的重要因素之一,而其所反映出来的产品的性价比就必然成为市场的关注点。

与此同时,由于新能源汽车在产品结构、零部件和整车的制造上都与传统汽车有着重大差异,那么这种重大差异对汽车的制造工艺与装备会带来什么重大变化,对相关的行业又会产生哪些重大的影响,需要我们在当前就要开始注意和思考,并在今后高度关注和采取相应的措施。

新能源汽车的种类和主要关键技术

新能源汽车的种类比较多(见图2),现阶段所说的新能源汽车主要是指纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。纯电动汽车能量主要依赖车载可充电蓄电池或其他能量储存装置并由电动机实现驱动。插电式混合动力汽车可在正常使用情况下从非车载装置中获取电能以满足车辆一定的纯电续驶里程。当前发展较好的是纯电动汽车和混合动力汽车,其中纯电动汽车会对传统的汽车制造工艺和装备产生重大影响。

早在“十五”期间,我国就确立了“三纵三横”的新能源汽车的研究开发布局(见图3)。“三横”是指纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的整车。“三纵”是指电池、电动机和控制系统的关键零部件。提出以整车开发为主导,关键零部件和相关材料紧密结合、基础设施协调发展,政策法规、技术标准与评估技术同步展开的基本方针。

一般说来,新能源汽车产品关键技术有以下一些:

(1)整车共性技术。如整车和系统集成、强电安全技术、电磁兼容性技术、整车轻量化技术及热管理技术等。

(2)纯电动汽车关键技术。如动力电池系统集成和控制技术、驱动系统总成及其匹配和控制、能量回收与分配及优化控制技术等。

(3)混合动力汽车关键技术。如机电耦合技术、动力电池系统集成和控制技术、驱动系统总成及其匹配和控制、整车和系统动态协调控制技术、能量回收与分配及优化控制技术等。

(4)燃料电池汽车关键技术。如燃料电池技术、燃料电池系统匹配与优化控制技术和车载高压供氢系统技术等。

(5)车用驱动电动机系统关键技术。如驱动电动机及其控制技术、系统热管理及高性能绝缘材料、高性能永磁材料技术等。

(6)车用动力电池系统关键技术。如动力电池及成组技术、系统集成、电池管理系统、正负极材料及锂离子电池隔膜技术等。

(7)电动辅助系统关键技术。如电动空调系统、电动助力转向系统、电动制动系统技术等。

新能源汽车与传统汽车在制造上的主要差别

新能源汽车的制造一方面与传统汽车的制造在制造工艺与装备上有传承关系,另一方面由于新能源汽车采用了新的动力来源和驱动系统及其相应的控制系统,在制造上又与传统汽车在生产工艺与装备上存在着很大差异。

其中变化最大的是在汽车动力总成的制造上。如果是纯电动新能源汽车,其动力总成的关键制造技术主要表现在以下几个方面:电池系统的制造及其工艺与装备,电动机系统的制造及其工艺与装备,电控系统的制造及其工艺与装备,另外还涉及高效方便的充电设施的制造与安装等。

新能源汽车在整车车身的制造上,与传统汽车的车身差别不大,通常还是需要冲压、焊装、涂装等工艺及相应的设备和输送装置等。

但冲压工艺中需要考虑由于电池、电控装置等在汽车中的安装位置引起的底板、发动机仓、行李箱等冲压件及其总成的变化,需调整或设置相应的工序、模具等。

在焊装工艺中需考虑由于更多轻量化材料的使用,如铝合金、碳纤维复合材料等的应用等,要求相应的连接工艺技术的创新,如新型粘接工艺、新型铆接工艺和新型焊接工艺等,以及相应的焊装夹具和焊装机器人。

在总装配工艺流程中主要的变化是需相应的安排电池、电动机、电控装置、高压线束等新增零部件的装配以及电动空调、电动助力转向系统等电驱动的其他汽车零部件的装配工序和相应的工装。在装配工艺安排中特别强调了操作中的涉电安全性。在生产过程中,要求生产和存储区域应有效识别危险源,对电池的存储、运输、安装、接线和装配线的运行方面,都应制定安全防护措施(包括管理方案和应急措施)。生产线上应明确提出对温度与湿度、用电安全(电线的绝缘与裸露情况的处理)、安全防护方面的要求并具有相应的措施和装备。

在整车检测线上,新能源汽车工艺与装备传统汽车有明显差别。一般说来,整车检测涉及到汽车主要功能、性能检验的各个方面。传统汽车车辆从装配线上下来后都要进行排放、制动、悬挂、侧滑、车轮定位、灯光等多项检测;对于新能源电动汽车而言,新增了电驱动系统及高压电系统的检测等,加强了电性能和电安全性的检测。

新能源汽车动力总成制造对金属切削加工工艺和装备的影响

在传统的汽车制造业中,金属切削加工工艺获得了广泛应用,发动机、变速器以及车桥、传动轴、制动器等零部件的加工制造中都要用到金属切削加工工艺。特别是在传统汽车动力总成的生产制造中,金属切削加工机床和切削加工刀具被大量使用,并对发动机和变速器制造的效率、质量和成本有着重要影响。

机床和刀具制造业与汽车制造业有着极为密切的关系,中国从2009年开始汽车产销量全球第一,相应地也连续多年机床消费量全球第一。同时汽车制造业也是对金属切削加工刀具需求量最大的行业(见图4)。

可是这一切,可能会由于电动汽车的快速发展而发生重大变化。

对于纯电动汽车来说,其动力总成的制造不再需要传统的内燃发动机,相应地不再需要发动机缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴和连杆等零部件了,各类专门针对此类零件的加工研究开发出来的加工中心机床、自动生产线、硬质合金刀具、超硬刀具、复合加工刀具等都失去了英雄用武之地。

而动力总成的这些零部件的加工车间,正是汽车制造业中使用金属切削加工机床和各类切削加工刀具量最大的部门,如果纯电动汽车的发展进入大批大量的生产并逐步替代传统动力总成的生产制造,会出现以下情况:

(1)金属切削加工机床和各类切削加工刀具的应用会逐步减少。

(2)原有的相关制造工艺和制造车间会转型。

(3)相关的制造工程师和生产线工人也会转换岗位,以适应新的生产制造工艺的需要。

(4)相关的机床和刀具制造企业会受到影响。

当然上面主要是针对纯电动汽车说的,对于目前发展势头也很好的混合动力汽车来说,由于其仍然保留着内燃机系统,那么内燃机制造中,缸体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴以及变速器相关零件等金属切削加工量最大的零部件件仍然存在着,其对金属切削加工的需求就基本没有什么变化。

另外即使是纯电动汽车,对金属切削加工需求基本保持不变的也有相当一部分零部件,如对车桥、减速器、差速器、传动轴、制动器等零部件的金属切削加工需求基本保持不变。而且还新增加了一部分需要金属切削加工的工作量,如在新能源汽车驱动电动机的制造中需要对电动机轴、电动机壳体等进行金属切削加工,对新增加的各类模具的金属切削加工等(其中包含各类特种加工)。

新能源汽车制造对上下游产业链的影响

新能源汽车的生产制造工艺及其装备发生了很大变化,其中汽车动力总成的制造变化最大。如果是纯电动新能源汽车,其动力总成的制造会在以下几个方面出现了新的需求:

(1)电池系统的制造及其工艺与装备、电动机驱动系统的制造及其工艺与装备、电控系统的制造及其工艺与装备、高效方便的充电设施的制造与安装及其工艺与装备等。

例如,对于锂电池的生产来说,就需要如图5所示的系统及其装备。

设备需求:真空行星搅拌机,将各种电池材料均匀的搅拌成浆状;电极涂布机,将搅拌后的浆料均匀涂膜在金属箔片上;卷绕机,将制造好的极片卷绕成电池;注液机,保证在流水化生产中高精度地将电解液真空注入电池包装材料内;化成测试设备,将做好的电池充电活化,产生电压,同时测试电池的容量等。

(2)新能源汽车的大规模制造和替代传统汽车将会对汽车制造的产业链发生很大影响,上游和下游都会受到影响(见图6)。一方面是一些原有的需求量很大的原材料或零部件及其相关的工艺及装备不再需要了或减少了用量;另一方面是产生了新的需求。如对上游来说,为了制造电池大量需要新型的电池正、负极材料和隔膜等零部件,需要有相应的制造这些零部件的工艺装备;对下游来说,出现了大量的对充电设施和充电服务的需求(见图7),增加了对电池回收处理的需求,同样需要有相应的工艺装备。

另外还需注意到,新能源汽车的制造从中小批量的生产到大规模的大批量生产,在制造工艺、制造所应用的装备和质量控制方法上都有重大的区别,在这过程中还会出现很多变化和新的需求,同时出于适应市场需求的柔性化生产要求也会对制造工艺与装备带来挑战和新的机遇。

结语

一项重大新技术或新产品的出现和发展总是会带来多方面的效应,需要对这多方面的效应有全面和清醒的认识。

新能源电动汽车如能实现大规模地取代原有的传统内燃机汽车,那就可能使汽车制造工艺和装备发生重大变化,并引起相应的汽车制造的上下游产业链也发生重大变化,例如金属切削加工机床和刀具行业有可能受到大影响,而一些新的行业需求例如动力电池制造和驱动电动机生产等需求又会大量产生。

制造工艺与所采用的装备的改变影响到的不仅仅是在技术方面,而且还会表现在应用这些工艺与装备的人员的方面,如工作岗位的变动、对新技术与工艺装备的学习和培训、企业组织架构的变动等方面。

不过我们还有足够的时间来进行思考和应对,因为新能源汽车目前还只是在发展的初期阶段,要实现大规模地用电动汽车取代传统的内燃机汽车,以获得显著的空气质量改善和总体上能源消耗降低的效果,在新能源汽车的大规模生产和商业化方面还有很长的路要走。

很多技术特别是象动力电池等关键技术有待进一步突破,纯电动汽车的续驶里程还需进一步延长,充电设施和充电装置等配套设施的完善还有很多工作要做,新能源汽车的制造成本还需要花极大的努力来降低。

目前新能源汽车的快速发展很大程度上还是有赖于国家政策的支持,在新能源汽车中,目前插电式混合动力汽车销售量比纯电动汽车稍高,这也降低了对可能出现的金属切削加工机床和刀具等在汽车制造业的需求量下降的担心。

但是加强环境保护和降低能源的消耗是迫切和长期的任务,是政府和全社会关注的热点,这会催生新技术和新产品的诞生;而新技术和新产品的诞生会对原有的制造工艺及其装备产生巨大的冲击,也会改变原有的上下产业链,同时也将创造大量的新机会。

现代汽车的制造工艺 篇7

如同其他机械行业, 几何量在汽车制造业产品生产过程的众多受控质量参数中所占比例最大, 几乎达到70%～80%, 本文以几何测量为例, 阐述检测技术伴随我国汽车制造工艺水平提升的发展轨迹。

第1阶段, 20世纪80年代中期及之前生产线上的检测手段是少量用于工件终检的通用量具和专用量规 (通止规) , 辅以配置在个别工位上的浮标式气动量仪和机械式检具。此外, 一般在企业的计量室中, 所配置的诸如万工显之类的传统仪器承担了一些检验工作量。

第2阶段, 机械式读数检具, 专用量规和单管/多管气、电量仪, 再辅以位于生产线终端的少量电感式综合检验机构成了工序间检测手段的主体。与此同时, 企业开始在计 (测) 量室配备坐标测量机, 提升了测量能力。统计过程控制 (SPC) 作为一个新概念在这时进入了中国业界, 并率先由北京吉普通过成立SPC小组尝试贯彻。但客观地说, 受到经验、硬件和认识上的种种制约, SPC主要还是停留在形式上。

第3阶段, 20世纪90年代中后期, 虽然专用止通量规还稳固地占有一席之地, 但工序间检测手段的主体已是机械式读数检具、单管/多管电子柱量仪和占一定比例的带有数据处理功能控制器的电感式 (气电式) 综合检具, 而多参数半自动和自动检验机的数量也更多, 较之第1阶段的配置更为完善。由于控制电箱还兼备一些统计分析功能, 因此能方便、快捷地获取生产线的各项统计指标, 包括反映过程能力的Cp、Cpk, 以了解各相关工序的运行水平。也有一些企业采用这样的方式:利用控制电箱保存的实测数据, 下载后借助专用统计分析软件求得反映工序运行质量的评定参数。

第4阶段, 21世纪第一个10年的中期, 呈现在人们面前的是与所采用的先进制造技术相匹配的、特点更为鲜明的检测技术, 较好地适应了当今制造业的信息化、柔性化和产品可溯源性的需求。

(1) 工序间检测的智能化模式

除必不可少的专用量规外, 所有专用检测器具包括较简单的手持式电子量规 (卡规、塞规、环规等) 的输出信号都进入了具有统计分析功能的计算机辅助测量仪, 组成了生产现场的实时监控系统, 图1所示是一个实例。测量台上除一些专用量规外, 所有检测结果都输入旁侧的计算机辅助测量仪。后者作为一类通用性很强的产品, 同时具有为适应综合检测而必须具备的数据处理功能和进行实时监控所需具备的统计分析功能。对某一项或几项被测参数, 可通过预置的方式进行统计分析, 给出评价工序运行状态的质量信息。在屏幕上不但能显示实测值, 而且能反映经数据处理后的各种统计量及有关的曲线、图形。通过切换画面可方便、迅速地获取丰富的信息。更有一些企业, 已实现了利用数据网络把信息送至车间, 甚至企业的质量控制中心。为在更大范围内实现选择面宽、功能丰富的质量管理、生产过程控制, 德国Q-DAS公司推出了商品化软件, 它除了具备对生产过程的监控、统计分析能力外, 还拥有对测量系统、制造设备和产品的评价功能。

(2) 机器视觉系统的应用

在自动识别和检测两个方面, 采用工件识别技术和机器视觉系统, 为多品种、柔性化的混线生产模式创造了条件。如为了在一条线上同时生产多种发动机的凸轮轴, 采取在二档轴颈间制作环带标志的方法, 不同的环带数和位置代表了各种类型的凸轮轴, 工件在进入某道工序之前, 线上所设置的光电视觉传感器将通过读取上述标志正确地对工件进行识别, 然后发出相应的控制信号, 用以执行不同的工作程序以进行相应的作业。机器视觉系统对工件的识别见图2。

为有效地实现产品的可追溯性, 企业采取了在重要零部件上打二维码的方式, 所包含的件号、批次和一些重要的质量信息在经过读数头识别、采集送至中央监控室的服务器后, 再结合各总成和整车上的条形码, 一旦有需要, 就可方便地查询, 可以迅速、准确地进行有针对性的质量追溯。而通过读数头对二维码的解读, 正是利用了机器视觉的图像识别功能。此外, 通过读取工件上的二维码, 依据其中的相关信息, 还可以有效地控制生产过程。例如, 轴瓦压入发动机气缸体轴承座是采用了选择装配方式, 即两者都按测量结果进行分组后再一一对应地进行压装。为了提高生产效率和杜绝错装现象, 在成品气缸体上所打的二维码中即包含了组别信息, 设置在装配线上的读数头通过自动读码和信息处理发出控制信号, 工人即可据此首先探测气缸体上缘 (准确到位的标志) 是否已到位, 然后对活塞的有无、活塞位置的正确性、活塞顶部表面的标识和字符与安装的气缸体是否一致作出判断。整个检测过程全部自动完成, 只是在出现装配错误、发出报警时才由人工干预。

利用CCD电荷耦合器件和图像处理系统, 通过采取反射方式进行诸如工件表面缺陷、连杆大头结合面破口缺损等的探测, 这一技术现也已在企业获得了成功的应用, 解决了企业中用人工目检法完全无法处理的工艺标准中的定量评定问题。

(3) 坐标测量机 (CMM) 应用范围和水平不断提高

2000年以来国内汽车发动机业界坐标测量机逐年增加的情况见图3。从图3中可清楚地看出, 除2008至2010年, 增长量有所下降外, 其他大多数年份基本都呈快速增长趋势, 验证了CMM应用范围的不断扩大。

CMM已成为移入现场的生产测量室的主体, 有的还连入生产线成为工艺过程的一部分, 直接用于在线检测。在确保精度指标的同时, 更强调其高速度、很好的柔性、很强的数据处理和适应现场环境的能力。另外, 制造厂商在注意机型和软件开发、改进的同时, 对CMM辅助设施也一样关注。事实证明, 后者对发挥坐标测量机的效能关系极大。著名的德国Leitz公司近年研制的一体化工件输送、装夹、定位系统就是典型的事例。输送小车、滑台、专用夹具成为一体, 能与测量机的工作台实现无缝对接, 在夹具上准确装夹、定位的工件由滑台送入CMM, 即可实现测量。大大节省了辅助时间, 提高了功效。图4中显示的测量机器人Sirio688的效率很高, 通过上、下料系统, 大大缩短了装夹工件的辅助时间, 尤其是减少了变换不同工件时的时间, 进一步体现了Sirio机器人作为动力总成“检测机器人”的高效率。

2 数字化检测技术与光学测量手段的发展

1995年年中, 伴随上海大众新车型“桑塔纳2000”的下线, 国内诞生了第一个装备了先进的大型坐标测量机的车身测量室。由于当时产品型面的表达还未采用CAD数模, 故CMM执行的仍是坐标测量。自上世纪90年代末到本世纪初起, 以覆盖件、车身测量为切入点, 数字化检测技术在国内汽车制造业有了快速的发展, 由此也极大地带动了其他类型工件的测量水平提升和便捷的测量软件的应用。坐标测量机逐渐成为生产测量室的主体, 并越来越多地进入车间现场, 极大地提升了企业的质量监控能力。

数字化检测过程见图5。从图5可见, 由工件的CAD数模能进行脱机编程, 然后经在机的程序调试和优化, 即可传递给位于现场或生产测量室里的坐标测量机, 后者据此对包括车身在内的工件进行检测。形成反映检测结果的报告并不一定需要打印, 完全可以通过网络发送, 任何需要获知这方面信息的人员都可以从自已的网络终端了解上述检测结果。坐标测量机逐渐成为生产测量室的主体, 并越来越多地进入车间现场, 这在本世纪初已成为一种趋势, 并极大地提升了企业的质量监控能力。

汽车产量与行业内坐标测量机销量的对比见图6。从图6中可以清楚地看出, 随着产量的增加, 测量机的销量也同步上升。将图6与图3做个比较即可发现, 在销出的测量机中, 发动机业界虽然占了高端品种中的极大部分, 但总体上进入零部件厂、整车厂的数量也随着汽车产量的增加而上升, 表明坐标测量机的应用已日趋普遍。

另一个发展趋势是采用一种以结构光学三维传感器为基础的高效“检测站”, 其具有突出的、无可替代的优越性, 被国内汽车企业越来越多地接受, 且在多个领域获得实际应用。汽车车身及其覆盖件 (焊接件、冲压件等) 大多数呈自由曲面状, 自20世纪90年代中、后期起, 为了提高测量效率, 尤其是为了强化对生产过程的监控, 利用先进的光学测量系统, 在车间现场实施在线检测的方式已越来越多地进入现代汽车业。被测工件首先由传输装置自动送入生产线上的测量工位, 定位传感器将工件的真实位置送入计算机控制系统中, 后者根据已编制好的测量程序, 自动控制安装在框架上众多光学三维传感器中的每一个, 对工件上的各关键部位进行检测。一般固定的传感器数量为10～30个左右, 完成测量仅需40 s左右, 效率很高。

另一种测量机器人则是激光传感器和机器视觉相结合的产物。测量部分位于机器人的顶端, 包括激光传感器和CCD图像摄取装置。对工件表面的检测采用三角测量法, 由半导体激光器发出的光经过聚焦照射在被测物的表面, 其反射光通过成像透镜, 成像于图像摄取装置的CCD面阵上, 据此对工件表面进行测量。

近几年来, 先进的手持式白光测量装置可以按照汽车厂的质量控制要求为其提供“一站式”的解决方案, 见图7。也就在这几年, 国内汽车行业中部分具有较高制造技术水平的企业开始把非接触光学测量用于机械加工的在线检测。这类仪器由红外光源、CCD感光单元和图像处理装置组成, 特别适合多品种混线生产、一次需检测大量参数及要求工件上的一些细部精确测量等场合。目前, 非接触光学测量较多地用于曲轴、凸轮轴和传动轴等零件, 其效率、精度均不低于传统的接触式电感测量, 而在对某些部位的检测能力上远远超过接触式电感测量。

3 柔性、通用测量模式的发展和强化

激烈的市场竞争和消费模式的转变, 使汽车制造业逐渐从单一品种的大批量生产方式过渡到多品种的中、小批量生产方式, 而伴随着生产工艺与装备的柔性化, 发展和强化更通用、更为柔性的测量技术则成为一种趋势。

(1) 用于在线测量的柔性检具

虽然专用检验夹具的柔性化在多年前国内外都已有厂商尝试实践, 也有过一些相关产品, 但由于种种原因, 真正用于生产实际的并不多, 而这种情况近年来有了较大的改变, 并日趋加快。不久前, 一家由留学归国人员创办的“新百利”公司推出的已获得专利技术的柔性检具得到了行业的关注, 尤其是基于可调工装和接触式、非接触式传感器的半/自动柔性检具。这类器具多数用于批量生产中的带有自由曲面的工件, 如冲压件、玻璃等。从图8传统检具的示意图可以看出, 它相当于一个比较模板, 必须位于同一基准, 这一特点决定了它与产品之间的对立性和设计、制作的复杂性。在品种较多的情况下, 不但投入大、准备周期长, 存放区域也会很大, 事实上已成为现代多品种生产方式下的一个瓶颈。而当采用“新百利”柔性检具时, 参考型面不再是图8中的实体比较模板, 乃是被测型面的CAD理论值。在由可调工装组成的检具本体上, 可以配置接触式或非接触式传感器, 也可以选用关节臂式测量仪 (又称“便携式坐标测量机”) 。图9是带非接触式传感器的柔性检具, 此时安装在固定架上的是非接触式的光学测头。在实际测量时, 检测单元 (不论哪一类) 对被测工件进行测量后获得的数据将与存在计算机内的理论值或CAD数模进行比较, 根据得到的误差作出判断。由于采用这种柔性测量技术时, 检具仅需将被测零件固定在精度要求不高的工装上, 并不需要高精度的型面、定位孔, 不用再对传统检具的精确型面进行校准, 因此在极大地提高适用性、灵活性的同时, 也大大降低了成本, 缩短了新产品的生产准备周期。

(2) 坐标测量技术在机械加工工序检测中的应用

在机械加工工序检测中, 坐标测量技术的应用日益扩大。在这方面, 多家知名测量机生产厂商, 如FARO、Hexagon和Zeiss等, 都发挥了很大的作用。关节臂测量机除了在覆盖件检测中应用外, 还能用于机械加工在线检测领域。众所周知, 如FARO公司生产的便携式坐标测量机, 之前大多用在整车、覆盖件和大型工装夹具的现场检测, 前述配合“新百利”公司的柔性检具即为实例。然而, 柔性检具用于精度较高的机械加工零件, 尤其是复杂的箱体类零件就较少。但也正因为新产品变化的速度不断加快, 而传统的专用检具不仅复杂、制作成本高且周期长, 而且越来越难以适应企业的需要。FARO所开发的小型、高精度、多功能的测量机就较好地满足了这样一种需求。图10a是以FARO关节臂式测量机为主体的柔性检具, 图10b是一台用于箱体类零件检测的专用检具。

汽车自动变速器再制造工艺探析 篇8

关键词：AL4自动变速器,再制造,工艺流程

1 前言

汽车的再制造其实是依靠新技术(先进的制造、表面修复加工技术,信息技术,数控机创新性再设计等技术)来使即将报废或已经报废的车恢复到原来的或者符合于绿色再制造的要求的高可靠性汽车,从而降低制造成本。在《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中将汽车零部件再制造作为资源循环利用产业的重要组成部分。[1,2,3,4]2008年,我国开始汽车零部件再制造试点工作,现今已有42家企业开展汽车零部件再制造。汽车的再制造技术可以促进资源合理配置,提高资源使用效率;带来新的经济增长点的新兴产业,汽车的绿色再制造,要有专门的技术、设备等,但我国的技术几乎为零,尤其是自动变速器行业才刚刚起步,所有的技术都是靠企业自己开发研究;可充分挖掘废旧汽车可利用的价值;充分提取汽车产品的附加值,经济效益显著;满足消费者的绿色需求。[5,6]

2 AL4自动变速器的结构

AL4自动变速器由机械传动、液力传动、电子控制和液压控制单元组成。AL4的液力变矩器为锁止式变矩器,采用结构紧凑的辛普森Ⅱ型行星齿轮系。[7,8]所有运动副及齿轮润滑均为压力润滑。变速器为全密封式,更换传动轴不须放油。

3 AL4自动变速器的再制造工艺流程分析研究

工艺流程如下:

(1)业务流程。

(2)拆解。

(3)清洗。

①外壳的清洗:

A.处理表面的污点、锈渍以及顽渍(在煤油中)。

B.把外壳浸泡在水温为60℃~70℃的清洗池中并震动45分钟。用除尘枪吹净后,再对表面进行复检。(工具:清洗池,清洗剂,水)在震动蒸锅中65度震动8~15分钟。(工具:震动蒸锅,清洗剂,水)。

C.用喷砂机进行喷砂20分钟。

D.喷涂成银白色。

②小件的清洗:

A.在油洗机里完成密封件等一些不喜水的工件的清洗。

B.在65度的清洗池里震动20~30分钟,气枪吹净,复检小件表面,不洁反复。(工具:吊架吊篮吊钩毛刷擦布手套)

(4)变扭器工艺流程。

(5)阀体(车间必须是无尘车间)。

①准备工作:

A.准备必需的工具和资料。

B.对故障现象进行校对,确认维修的要求以及交货的时间。

②拆检:

A.电磁阀位置,线束安装,重要零件位置安装。

B.必要时拍照。

C.零件按资料摆放。

D.为防止小零件丢失,要单独放置。

③清洗:

A.清洗阀板时要小心磕碰。

B.清洗滑阀时要按原位摆放。

C.遇煤油变质变软零件避免接触煤油。

D.电子元件,橡胶类,纸制类避免用超声波清洗。

E.为防止阀板磕碰,要平稳地放入超声波内。

④零件的检查:

A.对电子元件进行目视,用万用表进行动态检查。

B.用2000型砂纸处理滑阀的毛刺。

C.对弹簧的参数进行校对。

⑤阀板的真空测试标准:

A.密封性好的油路泵柱高h≥22英寸

B.可使用的油路泵柱高20≤h≤22英寸

C.有磨损的油路泵柱高17≤h≤19英寸

D.很差的油路泵柱高h≤16英寸

⑥阀板再生:

将不符合以上标准的阀板重新打孔,然后进行真空检查。

⑦电磁阀性能的测试:

A.对电磁阀的外表进行目视检查。

B.用万用表测量电磁阀的阻值,并测试反应的灵敏度。

⑧阀体的组装:

A.吹干净阀板。

B.阀板45度放置,将滑阀置于阀板内。

C.滑阀在安装时要仔细检查,避免卡滞。

D.注意阀板定位,确保螺丝孔对齐。

⑨完工确认检查:

对安装后的线束,电子元件进行测量,并确认阀体是否紧固完整。

⑩阀体总成测试:按标准(FM100阀体检测仪、FM200阀体检测仪)。

11清理:

A.工具、资料归档。

B.清理工作台,检查有无零件遗漏。

12出厂标识:刻印××零件编号。

(6)总成组装。

①准备工作:

A.核对故障现象,维修要求,交货时间。

B.领取需要更换的零件,将台面清理干净。

②检查零件:

A.对零件进行归类,并对零件的质量和数量进行检查。

B.对需要加工的零件移交技术部,对行星齿轮进行沁油45分钟。

③外壳:

A.外壳安装到夹具。

B.检查序列号和工单号是否一致。

C.检查固定螺丝。

D.检查供油系统和壳体轴承。

④油泵的组装:

A.测量油泵定位铜套的磨损量。

B.测量油泵齿轮配合磨损量和间隙。

C.油泵供油测试。

⑤离合器组装:

A.摩擦片沁油(ATF不少于30分钟)。

B.检查工作面并组装。

C.对活塞进行装配。

D.检测离合器的间隙(单片误差±0.25mm)。

E.压力试件。

⑥行星齿轮的组装:

A.对轴颈间隙进行检查,要求<0.2mm。

B.对齿轮面进行检查。

C.检查零件的配合间隙。

D.组装。

⑦V/B(阀体)T/C(变扭器)验收:

A.检查外观、编号的一致性。

B.进行交接。

C.放置在组装工位的下方。

⑧A/T总装:

A.检查自由间隙。

B.测试总离合器供油状况。

C.安装V/B。

⑨附件的安装:

A.安装外部附件。

B.零件标号的刻印。

⑩核实工单:

A.准确安装附件。

B.外观油迹的检查。

C.再次核实故障内容,维修记录及交货时间。

11移交测试。

12清理台面:

A.整理工具、资料。

B.清理工作台。

(7)总装检测。

(8)出厂检验合格证,出库登记,包装。

4 AL4原制造与再制造的性能分析

4.1 使用寿命的不同

原制造自动变速器与再制造自动变速器结构完全一样,不同之处在于机械的使用寿命不一样。原制造自动变速器的零配件是全新的,所以使用寿命比较长,而再制造的自动变速器用的漂流剂一部分是全新的,还有一部分是根据回收的自动变速器分解以后由技术人员对其进行使用寿命评估以后决定是否继续使用这个零配件。[9]

4.2 故障点不同

由于制造工艺流程和制造手法的不同会使原制造自动变速器与再制造自动变速器故障点不同。

(1)AL4原制造自动变速器经常会出现的故障是:①进水;②漏油;③倒挡发冲等故障。而AL4自动变速器倒挡发冲的这个故障是在自动变速器维修行业中所有的维修人员一直无法解决的一个难题。

(2)AL4再制造自动变速器经常出现的问题是:①异响;②挂挡无力等问题。这些故障是由于在进行再制造技术人员的装配技术和对零配件进行使用寿命评估有关。

4.3 相同点

原制造自动变速器与再制造自动变速由于机械结构完全一样;再制造技术是一个高于维修的技术,所以通过再制造以后的自动变速器和原制造自动变速器在使用性能上是一样的。

5 结论

汽车再制造能够降低汽车的制造成本,符合当今社会绿色、环保、节能的目标,具有很大的潜在价值。汽车的再制造技术可以促进资源合理配置,提高资源使用效率;带来新的经济增长点的新兴产业。汽车企业要开发研究新技术、充分挖掘废旧汽车的附加值。

参考文献

[1]汽车可再制造零部件_分类技术规范[Z].

[2]陈森昌,黄志勇,周正兵,等.自动变速器的再制造工艺及特点[J].机电产品开发与创新,2011,24(3):179-181.

[3]江新兵.基于汽车再制造工程的汽车零部件可再制造性的分析与评估[D].西安:长安大学,2011.

[4]易碧峰.工程机械再制造可行性分析及评估系统开发[D].成都:西华大学,2013.

[5]白绪贵,我国汽车制造企业自主创新能力形成机理的研究[D].长春:吉林大学,2010.

[6]李健.汽车再制造工程及其部件再制造技术的研究[D].武汉:武汉理工大学,2009.

[7]张国庆.零件剩余疲劳寿命预测方法与产品可再制造性评估研究[D].上海:上海交通大学,2007.

[8]刘志超.发动机原始制造与再制造全生命周期评价方法[D].大连:大连理工大学,2013.

现代汽车的制造工艺 篇9

【关 键 词】现代机械；技术应用；机械工业；工艺流程

【中图分类号】F407.4【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0253-01

机械给人类带来的便利是不言而喻的，机械的应用越来越普遍，使得机械工业成为国家的基础工业。机械工业的发展历经了一个曲折而漫长的过程，追溯到70年代初，世界工业以传统的手工业及农业为主，社会生产力及科技水平的发展已将传统手工业及农业远远抛在后面，世界传统工业的低效率发展使得社会生产大幅度下滑。但是在不少科学界人士的倡导下，高科技带来的生产力的提高引起了各国政府的高度重视，微电子技术，微机技术开始闯入人们的日常生活。到如今，现代机械的应用使得传统的机械工业在产品结构和生产系统结构等方面发生了质的变化。现代机械在各个发达国家中占据着重要的战略地位。

一、 传统机械与现代机械的区别

我们把由传动结构、操纵控制装置、动力机及执行机构等部分构成的机械称为传统机械。但是对于现代机械，不同学者对其认识各有不同，没有一种清晰而让众人认同的定义。其中能为大家所基本认同的现代机械定义出现在1948年美国机械工程师协会在对美国国家科学基金会报告中的提法中。报告中提出现代机械是“由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力、运动和能量等动力学任务的机械和机电部件相互联系的系统”。由此定义我们可以得出，现代机械即是由机电组成一个整体的机械系统。

现代机械系统借鉴了人类年复一年、日积月累的进化过程中形成的人体功能结构，这种借鉴使得现代机械的出现一方面减轻了人类一部分体力劳动，另外少部分的体力劳动也可以由现代机械代替。现代机械成为了人类改造客观世界的工具。这种借鉴表现在：现代机械系统借鉴人体大脑形成控制及信息处理装置；借鉴感官形成检测传感装置；借鉴肌肉形成执行元件；借鉴手足形成机构；借鉴内脏和骨路形成动力部分。这五个基础部分的借鉴使得机械系统与人体结构形成大致一一对应关系。由此可见机械系统发展之成熟，并将随着科技的发展日益强大。

二、 现代先进机械在加工工艺与制造技术方面的应用

机电一体化是现代机械系统的新特点，这个特点使它区别于传统机械产品又与一般电子产品不同，它是由机械技术与电子技术有机结合的一个全新的系统。机械与电子技术的完美结合，相互借鉴各自特点，一方面为机械系统带来新活力改变传统机械产品面貌，另一方面促进了电子技术的发展，扩大了电子技术的应用领域。

1、柔性提高，功能增多

“软件化”及“柔性化”体现了现代机械系统的方便及多功能化，为人类带来更多的便利，这种区别于传统机械系统的新特点提高了现代机械系统工作效率。现代机械系统中只需要控制系统中预先设定的程序便可以使各机构动作相协调、各工艺次序吻合、各工作节拍合理。要改变机构的动作规律、各工作的次序只需修改预先设定的控制程序，无须改变机械或电子的“硬件”。例如，加工中心机床是现代机械系统的核心部分，通过改变加工中心机床的程序可以改变加工工序，让现代化机械机床一次性完成需要多台普通机床完成的多道工序。并且加工中心还有自动保护、自动诊断等功能，工件、刀具的自动检测、自动显示功能。又如配有机器人操作的大型激光加工中心，通过控制机器人“体内”程序，可以代替人类在危险、有害、恶劣的环境中自动完成划线、切割、钻孔、焊接和热处理等操作，可以为人类减轻工作量自动完成加工金属、塑料、陶瓷、橡胶等各种材料。传统机械加工系统无法比拟现代化机械加工系统这种强大的多功能功能和良好的柔性。机器人的出现，可代替人类完成许多单调的流水线活动，减轻人类劳动强度、提高工作效率，可代替人类完成恶劣、有害条件下的工作，改善人类工作环境、提高其生活质量。

2、结构简化，改善性能

目前，随着传动技术的逐渐发展，电子调速装置的兴起及应用取代了笨重且复杂的齿轮变速箱，电子调速装置中采用的计算机的控制软件，它便利的实现了精准的运动规划，改变了传统机械中依靠传动链实现的各种关联运动。这种改变突破了在传统机械系统中，靠增加机构的办法来实现增加一种功能，或实现某一控制规律。这种改变减小了现代机械产品的体积，简化了现代化机械产品的结构，减轻了现代化机械产品的重量，节省更多的材料。例如，一台微机控制的精密插齿机，其齿轮等传动部件比传统插齿机减少30%；现代新型的缝纫机利用一块单片机控制针脚花样、就代替老式缝纫机内的350个机械部件；大型刨铣床上应用了感应同步器数显装置，可将加工精度从0.06mm / 1000mm 提高到0.01mm / 1000mnl。

3、提高效率，降低成本

电子技术的引用提高了现代机械系统的控制和检测功能。一方面，它减少了人为因素的影响，设定仿造最佳操作工人的技巧程序，使得生产质量得到最佳保证。另一方面，它能减少生产准备和辅助时间，缩短生产周期，提高合格率，降低成本，提高生产力。例如，数控机床相比普通机床而言，在质量方面数控机床质量更加稳定；在生产效率方面数控机床高出普通机床5-6倍；金属消耗方面数控机床消耗比普通机床减少90%。柔性制造系统的优势显而易见：柔性制造系统可使生产周期缩短40%，生产成本降低50%，生产设备利用率可提高2—3倍。机床数量和操作人员都可减少一半以上。整个投资在几年内便可全部收回。

低能耗的驱动机构和优化控制的引用让现代机械系统达到显著的节能效果。例如，电子点火器运用到汽车上，使得它能很好地控制点火时间和运行状态，从而达到节省汽油消耗的目的。

现代先进机械的功能非常强大，可以因不同的加工工艺与制造技术的要求而改变而且其具体功能要求有很大的差异。例如，对主要用作搬运的工业机器人来说，要有较大的持重能力和作业范围、较高的运动速度或加速度、一定的重复定位精度及方便的编程和示教能力，才能完成简单而重复物品的搬运与工件的上下料基本动作。

总而言之，现代化先进机械在加工工艺与制造技术的应用，为人类生产力的提高带来历史性的变革，加速了全球的经济发展，提高了社会生产效率，从而改善了人们的生活。机械技术作为最悠久的应用技术之一，作为现代先进机械系统最重要的基础技术，需要我们不断地探索，不断地改进，不断的研究，让现代化先进机械继续为人类服务，为现代工业的发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 贾锋.机电一体化技术应用及其发展方向[J].科技信息.2011年19期

[2] 刁媛.中国机械工业百强揭晓14家工程机械企业榜上有名[J].工程机械.2011年07期

[3] 本报记者 石峰 通讯员 廖满梅.以调整促转变机械工业谋划“十二五”发展新局[N].中国工业报.2010年

现代汽车的制造工艺 篇10

1 早期键盘乐器的形制特点及演奏技巧

1.1 早期键盘乐器的形制特点

钢琴这件乐器经过几百年的变迁, 才确定为今天的形制状态。钢琴的前身来自于18世纪以前的早期键盘乐器——管风琴、击弦古钢琴及羽管键琴。

1.1.1 管风琴

管风琴是键盘乐器家族中历史最为悠久的乐器。它依靠气流带动音管内的簧片发声, 一般被构建在较大型的建筑物内。公元9世纪被引入教堂作为人声伴奏, 文艺复兴使其时期以后, 管风琴作为宗教音乐乐器被使用, 地位日益显赫起来。

1.1.2 古钢琴

古钢琴分为拨弦古钢 (Harbsichord, 也被称为大键琴或羽管键琴) 和击弦古钢琴 (Clavichord, 也被称为楔槌键琴) 。这2种乐器在文艺复兴和巴洛克式起盛行, 按照发声方式不同固分为拨弦和击弦。

1.1.3 羽管键琴

羽管键琴的制作起源于15世纪末的意大利, 后来传入欧洲, 并于16~18世纪盛行于欧洲各国。它的形制类似于现代的三角钢琴, 琴弦用羽管拨奏发声, 一般配有2层键盘及音栓。与击弦古钢琴相比, 羽管键琴的声音更清晰明亮一些。

1.2 早期键盘乐器的演奏技巧

早期键盘乐器因形制不同所需要的相应技法也各有差别。其中管风琴因结构复杂 (多层手盘及脚键盘、众多的音管和音栓) 、体积大、发声原理复杂, 演奏时需要繁琐的操作技术。这件乐器需要演奏者双手双脚的参与, 手盘的弹奏需要很多的力量外, 双手还要在演奏过程中控制音栓。楔槌古钢琴靠压力发声, 它的琴键不仅重量轻而且宽度窄, 触键灵敏, 演奏技术容易, 只须用中间3个手指弹奏。手指在琴键上反复加压可出现像小提琴揉弦似的颤音和近距离的滑音, 弹奏时通过手指的控制, 声音不仅可以延长而且还能继续增强。这需要与现代钢琴演奏法点式不同的触键法才能或得楔槌古钢琴特有的声音线条。羽管键琴琴家经常借助速度上的微小变化, 即用所谓“缓急法”来表现声音的强弱变化和音乐上的张弛感, 有时也用装饰音来表现重音。

2 现代钢琴的性质结构几演奏法变迁

2.1 早期的钢琴的制作工艺发展

上述3种乐器从形制构造及发声原理都不尽相同, 它们在表现力及演奏特点上各有所长, 在当时的音乐活动中都充当了比较重要的角色。可人的音乐审美和表达需要在不断地发展, 人们期待着更具有更多音量变化和更具有表现空间的乐器的诞生。直至1709年, 意大利人巴尔托洛奥.克里斯托福里 (Bartolomeo Cristofori) 制造出一架外形和大的羽管键琴差不多的乐器, 取名为“graviceembalo col e forte”, 意思是具有强弱区别的羽管键琴, 这架琴的诞生, 标志着钢琴时代的到来, 开创了钢琴发站史的新纪元。1730年, 德国人特福利德·希尔伯曼 (Gottfred Silbermann) 将钢琴音域扩展到5个八度, 并发明了手动的类似于延音踏板功能的装置。1783年英国人布罗德伍德 (Broadwood) 发明了踏板, 这时距第一架钢琴的发明已有83年。1821年, 法国人诶拉尔开始采用附加杠杆和簧条的方法改进了三角钢琴键盘机械的结构。这样的复震机械结构的优点是可以迅速地重复击弦, 所以可能在三角钢琴上弹奏比较复杂的乐曲。1825年, 为了增加弦的张力而开始采用铸铁架。1839年有用毛毡代替皮革制造小槌, 1855年出现了琴弦交叉排列的钢琴。到19世纪上半叶有3种形式的钢琴:翼型卧式钢琴、桌形卧式钢琴和金字塔式竖式钢琴。到了19世纪末, 翼形卧式钢琴变成了现代的三角钢琴, 竖式的变成了立式钢琴, 二桌形钢琴被淘汰了。

在一段时期内古键盘乐器和早期的钢琴平分秋色, 在当时很多作曲家的作品并没有注明是为何种乐器而作, 也就是说在其中任何一种乐器上演奏都可以 (当然有相对更适合的演奏的乐器) 。直到19世纪初, 钢琴取代了其他种类的键盘乐器, 成为了主角。很多作曲家, 如, 海顿、莫扎特、贝多芬都见证了早期键盘乐器的兴衰, 尤其贝多芬更见证了钢琴从早期制作到逐渐成熟的过程。

2.2 现代钢琴的性质结构

现代钢琴由键盘、音板、框架、弦列、踏板运作装置、外壳等16种零部件组成, 因形制和体积的不同, 主要分为立式钢琴和三角钢琴 (也称为卧式钢琴) 2种。音乐会所用的大三角钢琴是个庞然大物, 最长有9英尺长, 重量可达到79 t。立式钢琴占用空间小, 价格相对便宜, 是钢琴爱好者的购买对象。立式钢琴采用了一种琴弦交错的设计方案, 有效地节约了高度和厚度。最初的立式钢琴高达2.4 m。现在标准的立式钢琴高度为1.2~1.6 m。三角钢琴和立式钢琴在部分构造上有很多不同, 尤其是击弦机工作原理上有所差异, 而三角钢琴是作为专业演奏 (独奏音乐会、大型比赛等) 用琴。所以, 该文所介绍的钢琴形制构造及演奏技法都以三角钢琴作为标准来进行阐述和分析。

框架是钢琴的主要构件, 所有琴弦都经由此框架固定并被绷紧。早期钢琴的框架是纯木质材料构成的, 如今是由铸铁材料制造的。

击弦机是钢琴中最为重要的部件, 它是将演奏者的指尖运动转化为美妙音乐的装置。击弦机是一套组件:由若干个零件组合起来的自成一体的组件, 可以作为独立部分安装或者拆卸。键盘是击弦机系统组成部分之一。钢琴键盘由88个相同的杠杆机构组成, 是钢琴的操纵单元, 因此, 可以直观看到的黑白相间的前部分和触动击弦机的“幕后”部分组成。击弦机是一种高度精密复杂的机械装置, 以至于大多数钢琴制造商都不自己生产此装置, 而是委托供应商按照他们给出的具体要求生产制造。

以上3个部件是决定钢琴发声的重要部件, 此外能影响钢琴声音的还有踏板装置部分, 但该文集中分析与演奏者上半身有关的演奏技术, 所以将踏板部分的介绍略去。

2.3 现代钢琴制作工艺改进产生的演奏技巧变化

(1) 击弦机、音板及框架制作工艺及材料的改进给演奏技巧带来的改变。与楔槌古钢琴及羽管键琴的演奏不同, 由于前两者的规模较小键盘较轻, 音量小。所以一般只需要演奏者运用手指来控制琴键。但是随着钢琴制作工艺的发展, 尤其上文提到钢琴框架的铁质材料的运用, 使琴弦的张力增强了很多倍, 而大三角钢琴的总张力可以达20 t以上。钢琴的音板是木质结构, 它起到增强声音及增润音色的作用。如果单靠琴弦的震动发声所产生的声音是很轻微的, 或者根本不像钢琴的声音。琴弦和音板对于决定钢琴的音质有着重大的作用。三角钢琴的制音器系统比较沉重, 弹奏强的的部分时, 仅依靠手掌关节的爆发力已经远远不够, 所以基于以上一些特点, 钢琴演奏者需要练就类似运动员一样的肌肉强度和耐力。

现代钢琴演奏推崇“重量弹奏法”, 是指在手指具有充分弹性、灵活性、独立性及力量的同时, 要加入手臂、后背甚至部分身体的重量来进行演奏。运用重量法的好处是, 在演奏快速跑动段落时, 运动过程减少了肌肉紧绷状态 (尤其是手指运动时小臂的紧张) 造成的酸痛, 以不至于进入越跑动越紧张、越紧张越酸痛、越酸痛越紧张的恶性循环。在演奏浪漫派及以后时期的钢琴作品中的强而有力的和弦或低音时, 利用手腕及肩部的带动把前臂与手布置于相对放松的角度, 能获得更通透、自然、共鸣性更好的声音。

2.4 琴弦的制作工艺及材料的改进给演奏技巧带来的改变

现代钢琴的裸弦是采用高强度的特殊钢丝来制成的。曾加材料的应力对改善音色及音的清晰度是有利的。因此, 钢琴制造家们必须适当地选用那种能够承受集大压力而一点也不变形和没有机械损伤的材料来做弦, 所以钢是最适合制作琴弦的材料。钢琴琴弦对应每一个音 (每一个键) 由1根 (低音区) 、2根 (中音区) 、3根 (高音区) 组成。现代钢琴的低音区, 为了得到低频率的音, 会用软铜丝或者钢丝 (大部分是紫铜丝) 缠绕在钢丝上制作而成。

前文提到过, 音板和琴弦是决定钢琴音色的重要部件。这两个部件的现代化制作工艺的改进再加上灵敏的击弦机系统给了演奏者很大的表现空间。现代钢琴的力度变化可以从PPP做到fff, 如果拥有好的控制能力及踏板的运用可以把这个对比做得更大。关于强奏的演奏技巧前文已叙述过。弱奏的演奏也是通过重量的调配, 根据不同弱奏的音色和音乐内容需运用不同的演奏技巧。

3 结论

现代工业制造工艺的发展影响着钢琴制造业的发展, 钢琴制造工艺的精益求精及成熟给演奏家提供了更丰富的表现力, 也给演奏家带来了更多的演奏技术课题。现在钢琴演奏技术不单单是手指运动, 在对现代钢琴制造工艺了解基础上, 如何充分利用这样一种复杂并表现力丰富的乐器表达出最精确的音乐内容, 是每个具有专业素养及使命感的演奏者和钢琴教学工作者一生探索的目标和责任。

参考文献

[1]周微.西方钢琴艺术史音乐卷[M].上海音乐出版社, 2003.

[2] (美) 科尔比, 著.钢琴音乐简史[M].刘小龙, 孙静, 李霏霏, 译.人民音乐出版社, 2010.