国产装备：打造轿车动力总成关键零件加工集成和示范线

众所周知，汽车发动机、变速箱等动力总成是汽车的心脏，也是是整个汽车中最为重要、最为复杂的部分，其关键零部件加工解决方案对于保证动力总成乃至整车的品质和性能至关重要，因此，轿车动力总成也是各类高档数控机床大规模集中应用的代表性产品。

由上海交通大学牵头，联合上海交大智邦科技有限公司、上汽通用汽车有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、四川普什宁江机床有限公司、纽威数控装备（苏州）股份有限公司、武汉华中数控股份有限公司、山东博特精工股份有限公司和西安交通大学等单位，针对轿车发动机缸体、缸盖和变速箱阀体等关键零部件的加工特点，开展了零件加工工艺适用性、加工装备综合性能和产线可靠性的测试验证，建设了一条由国产加工装备为核心的集成验证线。

同时，还根据上汽通用汽车有限公司和上汽通用五菱汽车股份有限公司动力总成产品的规划需求，针对发动机缸体和缸盖零件的加工，采取了从毛坯到成品的全流程加工工序优化排布方式，采用柔性自动化上下料、工位间机器人传输、加工机床与专用工位设备集成、冷却与切削液集中供给等技术手段，建设了2条用户示范验证线。

发动机缸盖和变速箱阀体的共线柔性加工验证线

其中，集成加工验证线包括5台CNC卧式加工中心、去毛刺及高压清洗单元、导管座圈压装单元、泄漏测试单元、瓦盖安装单元、闷堵装配单元和桁架机器人、自动立库与AGV小车等物流系统，覆盖了全铝材料发动机缸盖和变速箱阀体的完整加工工序，可以实现发动机缸盖和变速箱阀体的共线柔性加工。

针对验证线，设计研制了不间断实时换产系统，特别是基于AGV的夹具全自动柔性换产系统为国内外首创。

验证线在生产管控系统的统一指挥下，可以完成包括工件识别、物料更换、工艺切换和夹具/抓手更换在内的全自动快速换产，为不同规格的机床和不同品种的动力总成零件在验证线上进行生产验证提供了条件。

在集成验证线及用户示范验证线上得到组线应用的系列化高端卧式加工中心均为国内设计和制造，包括四轴、五轴和双主轴等六大类数控机床产品，其中，SH523双主轴卧式加工中心是国内动力总成加工领域首台国产的双主轴高效机床。这些机床的各项技术指标均达到汽车动力总成加工领域国外主流产品的技术水平，具有高可靠性、高速性、高精度、多品种柔性加工和智能化的特点。

目前，研发的系列化卧式加工中心已推向市场，应用于新能源汽车电驱动零部件加工生产线上。

自主研制的SH503五轴卧式加工中心

自主研制的SH523双主轴卧式加工中心

此外，国产电主轴、滚动导轨、滚珠丝杆、力矩电机转台和数控系统在研发机床上得到了应用：

★ 国产电主轴具备高速高精度特点，实现了对刀具夹紧状态、振动及粘屑、异物等的实时监控；

★ 通过对滚动体、返向器结构、运动噪声、强制冷却结构、加工精度稳定性及表面质量控制的攻关，优化了导轨和丝杆的设计与制造，满足了动力总成的加工要求；

★ 国产机床采用了华中8型数控系统，进行了包括EtherCAT、AS-i和Profinet的多总线控制系统的二次开发和优化、双驱同步轴控制和高精伺服控制的优化，根据动力总成加工工艺需求，解决了系统适配及技术难点600余项，目前国产数控系统在验证线上运行良好，达到了动力总成加工的技术要求；

★ 轿车动力总成验证线上国产刀具的使用率达95%，包括适用于高效精密加工的高精度平面铣刀、高性能钻孔刀具、高精度微调铰刀和镗刀、高性能螺纹铣刀和内冷丝锥等专用刀具。

本项目以汽车动力总成加工集成验证线和2条用户示范验证线为基础，打造了轿车动力总成关键零件国产加工装备与工艺集成验证平台。该平台面向国内加工装备企业开放，通过提供装备及工艺的组线验证平台和技术手段，为国产装备进入汽车动力总成主机厂提供核心技术的工程化验证条件，搭建汽车行业与装备行业的沟通桥梁。