汽車生產(chǎn)用工程材料ppt課件

1、2.1汽車消費用工程資料汽車消費用工程資料2.1.12.1.1鋼鋼1 1鋼是以鐵和碳為根本元素的鐵碳合金鋼是以鐵和碳為根本元素的鐵碳合金2 2以鐵為主要元素、含碳量普通在以鐵為主要元素、含碳量普通在2%2%以下，并以下，并含有其他元素的資料含有其他元素的資料 * * *構(gòu)造鋼運用場所：制造汽車構(gòu)造件車身、底盤構(gòu)造鋼運用場所：制造汽車構(gòu)造件車身、底盤和汽車零件齒輪、連桿和汽車零件齒輪、連桿* * *按化學(xué)成分、力學(xué)性能分類：碳素構(gòu)造鋼、低合按化學(xué)成分、力學(xué)性能分類：碳素構(gòu)造鋼、低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼、優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼、合金構(gòu)造鋼金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼、優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼、合金構(gòu)造鋼v1碳素構(gòu)造鋼碳素構(gòu)造鋼v價錢廉

2、價、具有一定力學(xué)性能、大量用于制造各種金屬構(gòu)件價錢廉價、具有一定力學(xué)性能、大量用于制造各種金屬構(gòu)件和要求不高的汽車零件和要求不高的汽車零件v2低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼v參與少量合金元素參與少量合金元素Mn、Si等構(gòu)成強(qiáng)度較高、加工性能等構(gòu)成強(qiáng)度較高、加工性能良好的低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼。良好的低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼。v運用時不能進(jìn)展熱處置運用時不能進(jìn)展熱處置v制成板材、型材、無縫鋼管等，被廣泛用于橋梁、船舶、鍋制成板材、型材、無縫鋼管等，被廣泛用于橋梁、船舶、鍋爐、車輛及重要建筑構(gòu)造中爐、車輛及重要建筑構(gòu)造中 v3優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼v含有有害雜質(zhì)硫、磷v塑性及韌性較高，可經(jīng)過熱處置強(qiáng)化。用于重

3、要零件v按含碳量不同：v低碳鋼：含碳量普通小于0.25%，如10、20鋼等； v塑性、韌性好，但強(qiáng)度硬度低。沖壓件、焊接件v中碳鋼-含碳量普通在0.250.60%之間，如35、45鋼等；v較高的強(qiáng)度、硬度和較好的塑性、韌性。齒輪、軸類及套筒 v高碳鋼-含碳量普通大于0.60%。此類鋼普通不用于制造鋼管。v較高的硬度及耐磨性。彈性好。耐磨零件及彈簧。 v4 4合金構(gòu)造鋼合金構(gòu)造鋼v這類鋼這類鋼, ,由于具有適宜的淬透性，經(jīng)適宜的金屬熱處置后，由于具有適宜的淬透性，經(jīng)適宜的金屬熱處置后，顯微組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細(xì)的珠光體，因此具顯微組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細(xì)的珠光體，因此具有較高的

4、抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比有較高的抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比 v按熱處置特點分：合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼按熱處置特點分：合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼v合金滲碳鋼：合金滲碳鋼：C%=0.15%0.25%;C%=0.15%0.25%;滲碳淬火后，心部韌性，外滲碳淬火后，心部韌性，外表高硬度，良好的耐磨性表高硬度，良好的耐磨性v合金調(diào)質(zhì)鋼：合金調(diào)質(zhì)鋼：C%=0.25%0.5.%C%=0.25%0.5.%；高強(qiáng)度、高韌性、像齒輪、；高強(qiáng)度、高韌性、像齒輪、各種軸類各種軸類v合金彈簧鋼：合金彈簧鋼：C%=0.45%0.75%C%=0.45%0.75%；參與微量；參與微量B B，制造截面尺寸，制造截面尺寸大的

5、彈簧大的彈簧v1、概念：裝配模具時,將與某項精度目的有關(guān)的各個零件尺寸依次排序，構(gòu)成一個封鎖的鏈形尺寸組合,稱為裝配尺寸鏈。尺寸鏈具有如下兩個特性：v 1封鎖性 組成尺寸鏈的各個尺寸按一定順序構(gòu)成一個封鎖系統(tǒng)。v 用A0表示。v2相關(guān)性 其中一個尺寸變動將影響其他尺寸變動。用Ai表示。v2、環(huán)及其分類：構(gòu)成尺寸鏈的各個尺寸稱為環(huán)。尺寸鏈的環(huán)分為封鎖環(huán)和組成環(huán)。v 1封鎖環(huán) 加工或裝配過程中最后自然構(gòu)成的那個尺寸。如圖1中的A0。v 2組成環(huán) 尺寸鏈中除封鎖環(huán)以外的其他環(huán)。根據(jù)它們對封鎖環(huán)影響的不同，又分為增環(huán)和減環(huán)。v與封鎖環(huán)同向變動的組成環(huán)稱為增環(huán)，即當(dāng)該組成環(huán)尺寸增大或減小而其它組成環(huán)不變

6、時，封鎖環(huán)也隨之增大或減小，v與封鎖環(huán)反向變動的組成環(huán)稱為減環(huán)，即當(dāng)該組成環(huán)尺寸增大或減小而其他組成環(huán)不變時，封鎖環(huán)的尺寸卻隨之減小或增大。v留意：為了快速確定組成環(huán)的性質(zhì)，可先在尺寸鏈圖上平行于封鎖環(huán)，沿恣意方向劃一箭頭，然后沿此箭頭方向環(huán)繞尺寸鏈一周，平行于每一個組成環(huán)尺寸依次畫出箭頭，箭頭指向與封鎖環(huán)方向相反的組成環(huán)為增環(huán)，反之箭頭指向與封鎖環(huán)方向一樣的組成環(huán)為減環(huán)。 二、二、 尺寸鏈的建立與分析尺寸鏈的建立與分析v 1、建立尺寸鏈v 正確建立和描畫尺寸鏈?zhǔn)沁M(jìn)展尺寸鏈綜合精度分析計算的根底。應(yīng)根據(jù)實踐運用情況查明和建立尺寸鏈關(guān)系。建立裝配尺寸時，應(yīng)了解產(chǎn)品的裝配關(guān)系、產(chǎn)品裝配方法及產(chǎn)品裝

7、配性能要求；建立裝配尺寸鏈時應(yīng)了解零部件的設(shè)計要求及其制造工藝過程，同一零件的不同工藝過程所構(gòu)成的尺寸鏈?zhǔn)遣煌?。v 正確建立和分析尺寸鏈的首要條件是要正確地確定封鎖環(huán)。v 在裝配尺寸鏈中，封鎖環(huán)就是產(chǎn)品上有裝配精度要求的尺寸。好像一部件中各零件之間相互位置要求的尺寸或保證相互配合零件配合性能要求的間隙或過盈量。v 零件尺寸鏈的封鎖環(huán)應(yīng)為公差等級要求最低的環(huán)，普通在零件圖上不進(jìn)展標(biāo)注，以免引起加工中的混亂。v 工藝尺寸鏈的封鎖環(huán)是在加工中最后自然構(gòu)成的環(huán)，普通為被加工零件要求到達(dá)的設(shè)計尺寸或工藝過程中需求的余量尺寸。加工順序不同，封鎖環(huán)也不同。所以工藝尺寸鏈的封鎖環(huán)必需在加工順序確定之后才干判

8、別。v 在確定封鎖環(huán)之后，應(yīng)確定對封鎖環(huán)有影響的各個組成環(huán)，使之與封鎖環(huán)構(gòu)成一個封鎖的尺寸回路。v 在建立尺寸鏈時，形位公差也可以是尺寸鏈的組成環(huán)。在普通情況下，形位公差可以了解為根本尺寸為零的線性尺寸。形位公差參與尺寸鏈分析計算的情況較為復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)形位公差工程及運用情況分析確定。v 必需指出，在建立尺寸鏈時應(yīng)遵守“最短尺寸鏈原那么，即對于某一封鎖環(huán)，假設(shè)存在多個尺寸鏈時，應(yīng)選擇組成環(huán)數(shù)最少的尺寸鏈進(jìn)展分析計算。v 一個尺寸鏈中只需一個封鎖環(huán)。v2、查找組成環(huán)、查找組成環(huán)v 組成環(huán)是對封鎖環(huán)有直接影響的那些尺寸，與此無關(guān)的尺寸要排除在組成環(huán)是對封鎖環(huán)有直接影響的那些尺寸，與此無關(guān)的尺寸要排除

9、在外。一個尺寸鏈的環(huán)數(shù)應(yīng)盡量少。外。一個尺寸鏈的環(huán)數(shù)應(yīng)盡量少。v 查找裝配尺寸鏈的組成環(huán)時，先從封鎖環(huán)的恣意一端開場，找相鄰零查找裝配尺寸鏈的組成環(huán)時，先從封鎖環(huán)的恣意一端開場，找相鄰零件的尺寸，然后再找與第一個零件相鄰的第二個零件的尺寸，這樣一環(huán)件的尺寸，然后再找與第一個零件相鄰的第二個零件的尺寸，這樣一環(huán)接一環(huán)，直到封鎖環(huán)的另一端為止，從而構(gòu)成封鎖的尺寸組。接一環(huán)，直到封鎖環(huán)的另一端為止，從而構(gòu)成封鎖的尺寸組。v 如圖如圖a所示的車床主軸軸線與尾架軸線高度差的允許值所示的車床主軸軸線與尾架軸線高度差的允許值A(chǔ)0是裝配技術(shù)是裝配技術(shù)要求，為封鎖環(huán)。組成環(huán)可從尾架頂尖開場查找，尾架頂尖軸線究竟

10、面要求，為封鎖環(huán)。組成環(huán)可從尾架頂尖開場查找，尾架頂尖軸線究竟面的高度的高度A1、與床面相連的底板的厚度、與床面相連的底板的厚度A2、床面到主軸軸線的間隔、床面到主軸軸線的間隔A3，最后回到封鎖環(huán)。最后回到封鎖環(huán)。A1、A2和和A3均為組成環(huán)。均為組成環(huán)。v v v v a bv 車床頂尖高度尺寸鏈車床頂尖高度尺寸鏈v3、特點：、特點：v 一個尺寸鏈中最少要有兩個組成環(huán)。組成環(huán)中，能夠只需增環(huán)沒有減一個尺寸鏈中最少要有兩個組成環(huán)。組成環(huán)中，能夠只需增環(huán)沒有減環(huán)，但不能夠只需減環(huán)沒有增環(huán)。環(huán)，但不能夠只需減環(huán)沒有增環(huán)。v 在封鎖環(huán)有較高技術(shù)要求或形位誤差較大的情況下，建立尺寸鏈時，還在封鎖環(huán)有較

11、高技術(shù)要求或形位誤差較大的情況下，建立尺寸鏈時，還要思索形位誤差對封鎖環(huán)的影響。要思索形位誤差對封鎖環(huán)的影響。三、分析計算尺寸鏈的義務(wù)和方法三、分析計算尺寸鏈的義務(wù)和方法v1義務(wù)義務(wù)v 分析和計算尺寸鏈?zhǔn)菫榱苏_合理地確定尺寸鏈中各環(huán)的尺寸和精度，主分析和計算尺寸鏈?zhǔn)菫榱苏_合理地確定尺寸鏈中各環(huán)的尺寸和精度，主要處理以下三類義務(wù)：要處理以下三類義務(wù)：v 1正計算正計算 知各組成環(huán)的極限尺寸，求封鎖環(huán)的極限尺寸。這類計算主知各組成環(huán)的極限尺寸，求封鎖環(huán)的極限尺寸。這類計算主要用來驗算設(shè)計的正確性，故又叫校核計算。要用來驗算設(shè)計的正確性，故又叫校核計算。v 2反計算反計算 知封鎖環(huán)的極限尺寸和各

12、組成環(huán)的根本尺寸，求各組成環(huán)的知封鎖環(huán)的極限尺寸和各組成環(huán)的根本尺寸，求各組成環(huán)的極限偏向。這類計算主要用在設(shè)計上，即根據(jù)機(jī)器的運用要求來分配各零件極限偏向。這類計算主要用在設(shè)計上，即根據(jù)機(jī)器的運用要求來分配各零件的公差。的公差。v 3中間計算中間計算 知封鎖環(huán)和部分組成環(huán)的極限尺寸，求某一組成環(huán)的極限知封鎖環(huán)和部分組成環(huán)的極限尺寸，求某一組成環(huán)的極限尺寸、這類計算常用在工藝上。尺寸、這類計算常用在工藝上。v 反計算和中間計算通常稱為設(shè)計計算。反計算和中間計算通常稱為設(shè)計計算。 v 2方法方法v 1完全互換法極值法完全互換法極值法v 從尺寸鏈各環(huán)的最大與最小極限尺寸出發(fā)進(jìn)展尺寸鏈計算，不思索各

13、環(huán)實從尺寸鏈各環(huán)的最大與最小極限尺寸出發(fā)進(jìn)展尺寸鏈計算，不思索各環(huán)實踐尺寸的分布情況。按此法計算出來的尺寸加工各組成環(huán)，裝配時各組成環(huán)不踐尺寸的分布情況。按此法計算出來的尺寸加工各組成環(huán)，裝配時各組成環(huán)不需挑選或輔助加工，裝配后即能滿足封鎖環(huán)的公差要求，即可實現(xiàn)完全互換。需挑選或輔助加工，裝配后即能滿足封鎖環(huán)的公差要求，即可實現(xiàn)完全互換。v 完全互換法是尺寸鏈計算中最根本的方法。完全互換法是尺寸鏈計算中最根本的方法。v 2大數(shù)互換法概率法大數(shù)互換法概率法v 該法是以保證大數(shù)互換為出發(fā)點的。該法是以保證大數(shù)互換為出發(fā)點的。v 消費實際和大量統(tǒng)計資料闡明，在大量消費且工藝過程穩(wěn)定的情況下，各消費實

14、際和大量統(tǒng)計資料闡明，在大量消費且工藝過程穩(wěn)定的情況下，各組成環(huán)的實踐尺寸趨近公差帶中間的概率大，出如今極限值的概率小，增環(huán)與組成環(huán)的實踐尺寸趨近公差帶中間的概率大，出如今極限值的概率小，增環(huán)與減環(huán)以相反極限值構(gòu)成封鎖環(huán)的概率就更小。所以，用極值法解尺寸鏈，雖然減環(huán)以相反極限值構(gòu)成封鎖環(huán)的概率就更小。所以，用極值法解尺寸鏈，雖然能實現(xiàn)完全互換，但往往是不經(jīng)濟(jì)的。能實現(xiàn)完全互換，但往往是不經(jīng)濟(jì)的。v 采用概率法，不是在全部產(chǎn)品中，而是在絕大多數(shù)產(chǎn)品中，裝配時不需求采用概率法，不是在全部產(chǎn)品中，而是在絕大多數(shù)產(chǎn)品中，裝配時不需求挑選或修配，就能滿足封鎖環(huán)的公差要求，即保證大數(shù)互換。挑選或修配，就能

15、滿足封鎖環(huán)的公差要求，即保證大數(shù)互換。v 按大數(shù)互換法，在一樣封鎖環(huán)公差條件下，可使組成環(huán)的公差擴(kuò)展，從而按大數(shù)互換法，在一樣封鎖環(huán)公差條件下，可使組成環(huán)的公差擴(kuò)展，從而獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，也比較科學(xué)合理，常用在大批量消費的情況。獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，也比較科學(xué)合理，常用在大批量消費的情況。v 3其他方法其他方法v 在某些場所，為了獲得更高的裝配精度，而消費條件又不允許提高組成環(huán)在某些場所，為了獲得更高的裝配精度，而消費條件又不允許提高組成環(huán)的制造精度時，可采用分組互換法、修配法和調(diào)整法等來完成這一義務(wù)。的制造精度時，可采用分組互換法、修配法和調(diào)整法等來完成這一義務(wù)。四、四、 用完全互換

16、法解尺寸鏈用完全互換法解尺寸鏈v1、根本公式v設(shè)尺寸鏈的組成環(huán)數(shù)為m，其中n個增環(huán)，mn個減環(huán)，AO為封鎖環(huán)的根本尺寸，A為組成環(huán)的根本尺寸，那么對于直線尺寸鏈有如下公式：v 1封鎖環(huán)的根本尺寸v A0 = v即封鎖環(huán)的根本尺寸等于一切增環(huán)的根本尺寸之和減去一切減環(huán)的根本尺寸之和。v 11mniiniiAA+=v2封鎖環(huán)的極限尺寸封鎖環(huán)的極限尺寸v A0max = v A0min = v v即封鎖環(huán)的最大極限尺寸等于一切增環(huán)的最大極限尺寸之和減去一切減環(huán)最即封鎖環(huán)的最大極限尺寸等于一切增環(huán)的最大極限尺寸之和減去一切減環(huán)最小極限尺寸之和；封鎖環(huán)的最小極限尺寸等于一切增環(huán)的最小極限尺寸之和小極限尺

17、寸之和；封鎖環(huán)的最小極限尺寸等于一切增環(huán)的最小極限尺寸之和減去一切減環(huán)的最大極限尺才之和。減去一切減環(huán)的最大極限尺才之和。 1min1maxmniiniiAA+=1max1minmniiniiAA+=v 3封鎖環(huán)的極限偏向v ES0 = v EI0 = v v即封鎖環(huán)的上偏向等于一切增環(huán)上偏向之和減去一切減環(huán)下偏向之和；封鎖環(huán)的下偏向等于一切增環(huán)下偏向之和減去一切減環(huán)上偏向之和。v4封鎖環(huán)的公差v T0= v 即封鎖環(huán)的公差等于一切組成環(huán)公差之和。 11mniiniiEIES+=11mniiniiESEI+=1miiT=v例例4-1 如圖如圖2a所示的構(gòu)造，知各零件的尺寸：所示的構(gòu)造，知各零件

18、的尺寸：A1= mm，A2=A5= mm，A3= mm，A4= mm設(shè)計要求間隙設(shè)計要求間隙A。為。為0.10.45mm，試做校核計算。，試做校核計算。v v 圖圖2 齒輪部件尺寸鏈齒輪部件尺寸鏈v v解解:l確定封鎖環(huán)為要求的間隙確定封鎖環(huán)為要求的間隙A0；尋覓組成環(huán)并畫尺寸鏈線圖圖；尋覓組成環(huán)并畫尺寸鏈線圖圖2b；判別；判別A3為增環(huán)，為增環(huán)，A1、A2、A4和和A5為減環(huán)。為減環(huán)。v 2按公式計算封鎖環(huán)的根本尺寸按公式計算封鎖環(huán)的根本尺寸v A0A3一一A1+A2+A4+A5=43mm-30+5+3+5mm=0v 即要求封鎖環(huán)的尺寸為即要求封鎖環(huán)的尺寸為0+0.45 +0.10mm。v 3按公式計算封鎖環(huán)的極限偏向按公式計算封鎖環(huán)的極限偏向v ES。=ES3一一EI1+EI2+EI4+EI5v=0.1