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逆向工程在汽车制造行业中的应用

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  摘要:科学技术日益发展,全球新的成果层出不穷,这些为生产力的发展、社会的进步贡献了很多。在设计制造领域,任何新生产品都将已有的科学技术的应用和借鉴融入到产品之中,并在其原有的基础之上取得更大的提高与发展。我国的机械电子产品设计与制造已经走上了一条“引进、消化、提高和创新”的高速公路,而逆向工程就在信息化制造中体现出来了。文章重点就逆向工程在汽车制造行业中的应用进行研究分析,以供参考和借鉴。
  关键词:逆向工程;汽车制造;应用;研究
  引言
  近年来,在生产制造的过程中,很多企业为了能够使制造的质量达到客户的要求,尝试了各种方式对企业的制造质量进行控制。以汽车发动机制造为例,在质量控制过程中有两种方法,即传统方法和新型逆向工程方法。在传统方法中,汽车发动机制造质量和客户的要求存在着一定的差别,一般情况下其制造流程只是按照公司的规定流程进行的,这就容易造成很多产品达不到客户的要求,最终使得企业受到损失;逆向工程方法是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种方式,敢于“反其道而思之”,从问题的相反面深入地进行探索,树立新思想,创立新形象,使工程向对立面的方向发展。在具体的发动机制造质量控制过程中指多数的汽车发动机制造企业以客户为源头进行制造计划,从而有效地对汽车发动机质量进行控制。
  1逆向工程技术概述
  随着计算机技术的发展,CAD技术已成为产品设计人员进行研究开发的重要工具,其中的三维造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。在实际开发制造过程中,设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型,但很多时候,却是从上游厂家得到产品的实物模型。设计人员需要通过一定的途径,将这些实物信息转化为CAD模型,这就应用到了逆向工程技术。所谓逆向工程(又称反求工程或反求设计)技术,是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程。传统设计是通过工程师创造性劳动,将一个未知的设计理念变成人类需求的产品的过程。工程师首先要根据市场需求,提出技术目标和技术要求,进行功能设计,确定原理方案,进而确定产品结构,再经过一系列的设计活动之后,得到新产品。可见传统的设计是一个“功能→原理→结构”的工作过程。逆向工程是从产品原型出发,进而获取产品的三维数字模型,使得能够进一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先进技术对其进行处理。反求设计是“实物原型→原理、功能→三维重构”的工作过程。一般来说,产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面,在工业领域的实际应用中,主要包括以下几个内容:第一,新零件的设计,主要用于产品的改型或彷型设计;第二,已有零件的复制,再现原产品的设计意图;第三,损坏或磨损零件的还原;第四,数字化模型的检测,例如检验产品的变形分析、焊接质量等,以及进行模型的比较。逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持,它已经成为制造业信息传递的重要而简洁途径之一。
  2逆向工程在汽车制造行业中的应用
  2.1根據客户反馈对发动机质量进行定位
  第一,以产品功能为目标进行质量定位。随着人们对汽车性能,特别是在油耗方面的需求不断升级时,必然派生出具有独特功能VVT发动机。VVT发动机已存在近30年,其品牌具有与其他品牌明显的差异化竞争力;第二,以高性价比为目标进行质量定位。刚开始与普通发动机相比,VVT发动机价格非常高,很难被消费者所接受。近年来在VVT发动机技术不断革新的基础上,其价格也在不断的降低,从性价比的角度出发,已基本能被消费者接受,从而创造了VVT发动机发展的空间;第三,低碳、绿色设计质量定位。低碳、绿色是当今世界产品发展的潮流,VVT发动机在生命周期内对环境非常友好,排碳量非常之低。可以说在发动机行业中,VVT发动机是低碳、绿色产品的典型;第四,人文、艺术设计质量定位。当代产品人文气息浓郁,充满艺术美学,以人为本并充满人性化的产品设计定位极具价值优势。
  2.2根据客户反馈对发动机结构进行改良
  在市场调查中,有的客户提出来厂商的VVT发动机转速太高,超过了一定的范围,可燃混合汽的燃烧就会越发的不充分的问题,发动机的经济性和排放特性都会恶化,尤其如今发达国家的环保法规日益严格,问题就变得更加严重。针对这个问题,很多厂商就采用复杂的废气再循环(EGR)装置来改善发动机的高转速经济性和排放。顾名思义,EGR装置的作用就是吸入部分废气,使其中尚未燃烧的可燃物质有机会继续燃烧,部分有害中间产物得以分解。不难想到,如果此时将进气门和排气门的重叠角度调得高一点,略微超过原来所说的对动力性来讲最合适的角度一些,就会有部分废气和新鲜的可燃混合汽混合,提高了发动机的空燃比,使燃烧更充分,排放更清洁。
  2.3根据客户反馈对发动机使用寿命进行改良
  在我们对客户关于对发动机的质量问题反馈时,客户提出有的发动机启动速度慢,而因发动机的启动速度慢引出的一系列问题是对发动机质量的考验,在分析发动机发动速度慢的原因时,我们发现重要原因是传动要求配气与点火时间不匹配,这时我们厂商就需要保证发动机曲轴与凸轴之间的传动要求配气与点火时间准确,必须保证准确的传动比,从而使得发动机的发动时间得到有效保障。
  2.4根据客户反馈对爆震现象进行改良
  不少客户反映,很多发动机会产生爆震现象,针对客户提出的这个问题,我们厂商首先应该向客户解释清楚什么是爆震现象。指出无论是汽油机还是柴油机,工作原理都是吸入混合燃气——压缩——燃烧做功——排气这四个冲程的作用,实现发动机周而复始的运转。当发动机吸入燃油蒸汽与空气的混合物后,在压缩行程还未到达设计的点火位置、种种控制之外的因素却导致燃气混合物自行点火燃烧,此时燃烧所产生的巨大冲击力与活塞运动的方向相反、引起发动机震动,这种现象称为爆震。爆震对于发动机来说是非常有害的现象,主要的害处是发动机动力下降、油耗增加、噪音加大、汽车舒适性变差、排放恶化(车内车外都能闻到严重的怪味、有时一辆车的污染可以相当于200多辆车正常状态时所产生的污染、严重影响驾驶员本人和乘客的身体健康),最为严重的时候会引起敲缸、发动机熄火以及发动机机械部件破坏,从而造成巨大的经济损失。汽车发动机制造已经针对爆震问题,给出解决方案,如在发动机内部增加一个偏心轴,减少冲击力。我们在没有得到客户反馈意见时,不知道如何对发动机的质量进行有效的控制。而采用逆向工程的办法,能够使我们在第一时间获得客户和市场的反馈信息,从而有针对性地进行质量控制。
  结束语
  综上所述,逆向工程给予了制造业一个高效的、全新的产品开发方案,它是一项综合性、开拓性和实用性很强的技术,逆向工程技术已经广泛地应用到产品的开发、旧零件的还原和产品检测等。在产品造型日益多元化的今天,逆向工程已经成为产品开发中不可或缺的一环,它不仅消化和吸收实物原型,并且能创造出新产品来。
  参考文献
  [1]金雨.逆向工程技术在汽车覆盖件模具制造中的应用[J].内江科技,2011,32(05):124.
  [2]吴忠.并行工程在汽车制造行业设计开发中的应用[J].科学管理研究,2003(03):79-82+85.
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