汽車制造裝配工藝

1、汽車制造裝配工藝汽車制造裝配工藝1.工件定位原理（1）定位基準的概念定位基準是指工件在機床上或夾具中進行加工時，用 作定位的基準，稱為定位基準。嚴格地說，定位基準與定 位基面有時并不是一回事，但可以替代，這中間存在一個 誤差問題。定位基準有粗基準和精基準之分。零件開始加工時，所 有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基準，這種以毛坯 面為定位基準的，稱為粗基準，以后的加工，必須以加工 過的表面做定位基準，以加工過表面為定位基準的稱 精基 準。（2）工件位置公差的保證方法機械加工中，被加工表面對其他表面位置精度，主要 取決工件的裝夾。工件位置公差的保證方法有下述兩種：（一）一次夾裝獲得法一一即零件有

2、關表面間位置是 直接在工件的同一次裝夾中，由各有關刀具相對工件的成 形運動之間的位置關系保證的（二）多次夾裝獲得法一一即零件有關表面間的位置 精度是由刀具相對工件的成形運動與工件定位基準面（亦 是工件在前幾次裝夾時的加工面）之間的位置關系保證的。 多次夾裝獲得法中，又可根據工件的不同裝夾方式劃分為 直接找正法、劃線找正法、用夾具裝夾即是三種。a. 直接找正裝夾此法是用百分表、劃線盤或目測直接在機床上找正工件 位置的裝夾方法。b劃線找正裝夾此法是先在毛坯上按照零件圖劃出中心線、對稱線和各 待加工表面的加工線，然后將工件裝上機床，按照劃好的 線找正工件在機床上的裝夾位置。這種裝夾方法生產率低，精度

3、低，且對工人技術水平要 求高，一般用于單件小批生產中加工復雜而笨重的零件， 或毛坯尺寸公差大而無法直接用夾具裝夾的場合。c.用夾具裝夾夾具是按照被加工工序要求專門設計的，夾具上的定位 元件能使工件相對于機床與刀具迅速占有正確位置，不需 找正就能保證工件的裝夾定位精度，用夾具裝夾生產率高， 定位精度高，但需要設計、制造專用夾具，廣泛用于成批 及大量生產。(3) 工件定位的基本原理一六點定則工件在機床或夾具中的定位問題，可以采用類似于確 定剛體在空間直角坐標系中位置的方法加以分析。任一工 件在夾具中未定位前，可以看成空間直角坐標系中的自由 物體，它可以沿三個坐標軸平行方向放在任意位置，即具 有沿三

4、個坐標軸移動的自由度 X，Y，Z;同樣，工件沿三 個坐標軸轉角方向的位置也是可以任意放置的，即具有繞三個坐標軸轉動的自由度 X , Y, Z。因此，要使工件在夾 具中占有一致的正確位置，就必須限制工件的 X, Y, Z; X，Y，Z六個自由度。為了限制工件的自由度，在夾具中 通常用一個支承點限制工件一個自由度，這樣用合理布置 的六個支承點限制工件的六個自由度，使工件的位置完全 確定，稱為六點定位規(guī)則”簡稱六點定則”使用六點定則時，六個支承點的分布必須合理，否則 不能有效地限制工件的六個自由度。在具體的夾具結構中， 所謂定位支承是以定位元件來體現的。二對定位的兩種錯誤理解一種認為：工件在夾具中被

5、夾緊了，也就沒有自由度 而言，因此，工件也就定了位。這種把定位和夾緊混為一 談，是概念上的錯誤。我們所說的工件的定位是指所有加 工工件在夾緊前要在夾具中按加工要求占有一致的正確位 置，（不考慮定位誤差的影響）而夾緊是在任何位置均可夾 緊，不能保證各個工件在夾具中處于同一位置。因為工件 的定位是以工件的定位基準面與定位元件相接觸為前提條 件，如果工件離開了定位元件也就不成為其定位，也就談 不上限制其自由度了。至于工件在外力的作用下，有可能 離開定位元件，那是由夾緊來解決的問題。另一種錯誤的理解認為工件定位后，仍具有沿定位支 承相反的方向移動的自由度，這種理解顯然也是錯誤的。 因為工件的定位是以工

6、件的定位基準面與定位元件相接觸 為前提條件，如果工件離開了定位元件也就不成為其定位， 也就談不上限制其自由度了。至于工件在外力的作用下， 有可能離開定位元件，那是由夾緊來解決的問題。三.定位的幾種通常情況a. 完全定位：工件在機床或夾具中定位，若6個不定 度都被限制時，稱為完全定位。b. 部分定位：工件在機床或夾具中定位，若6個不定 度沒有完全被限制，稱為部分定位。c. 欠定位：工件在機床或夾具中定位時，若定位支撐 點數少與工序加工要求應予以限制的不定度數，則工件定 位不足，稱為欠定位。d. 重復定位（過定位）：工件在機床或夾具中定位， 若幾個定位支撐點重復限制同一個或幾個不定度，稱為重 復定

7、位。過定位在一般情況下，由于定位不穩(wěn)定，在夾緊 力的作用下會使工件或定位元件產生變形，影響加工精度 和工件的裝卸，應盡量避免；但在有些情況下，只要重復 限制自由度的支承點不使工件的裝夾發(fā)生干涉及沖突，這 種形式上的過定位，不僅是可取的，而且有利于提高工件 加工時的剛性，在生產實際中也有較多的應用。（4）定位誤差分析： 一定位誤差的概念：定位誤差：是指由于定位不準而造成某一工序在工序 尺寸（通常指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要 求方面的加工誤差。用二表示。定位誤差只產生在采用調 整法加工一批工件的條件下，若按試切法加工則不考慮定位誤差。對某一定位方案經分析計算可能產生的定位誤差，只 要小

8、于工件有關尺寸或位置公差的 1/3或滿足夾具裝夾中 加工加工誤差不等式，即認為此方案能滿足工序加工精度 要求。二定位誤差的產生原因及組成：定位誤差是由于工件定位不準而產生的加工誤差。它 的表現形式為工序基準相對加工表面可能產生的最大尺寸 或位置的變動范圍。它的產生原因是工件的制造誤差、定 位元件的制造誤差、兩者的配合間隙及基準不重合。定位誤差由基準位置誤差和基準不重合誤差兩部分組 成，但并不是在任何情況下兩部分都存在。當定位基準無 位置變動，則3位置=0;當定位基準與工序基準重合，則3不 重=0。三定位誤差的計算：定位誤差的計算了按定位誤差的定義，根據所畫的一 批工件定位可能產生的定位誤差兩種

9、極端位置，再通過幾 何關系直接求得。也可按定位誤差的組成，由公式 3定位=3 位置土 3不置計算得到。但計算時應特別注意，一批工件的定 位由一種可能的極端位置變?yōu)榱硪环N可能的極端位置時3位置和3不置的方向的同異，以確定公式中的加減號。(5) 加工誤差的合成及影響因素工件的加工誤差是多種原始誤差影響的綜合結果。影 響加工精度的因素往往是錯綜復雜的，需要用數理統(tǒng)計的方法來找出主要影響因素，尋求解決問題的途徑 一. 根據統(tǒng)計性質的不同，加工誤差可以分為系統(tǒng)性誤差和 隨機性誤差a. 系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)性誤差又分為常值系統(tǒng)性誤差和變 值系統(tǒng)性誤差兩大類：常值系統(tǒng)性誤差在一批工件的加工過程中誤差的大 小、方向

10、不變。例如原理誤差、機床或夾具的制造誤差、工藝系統(tǒng)靜態(tài)變形、機床一次調整 情況下的調整誤差等都屬于常值系統(tǒng)誤差。變值系統(tǒng)性誤差在一批工件的加工過程中誤差的大 小、方向按一定規(guī)律變化。例如，一般刀具的磨損誤差、 熱平衡之前的熱變形誤差等都屬于變值系統(tǒng)性誤差。b. 隨機性誤差：隨機性誤差也稱為偶然性誤差。它是 指在一批工件的加工過程中，誤差的大小、方向不同，且 呈現不規(guī)則變化。二. 加工誤差的影響因素a. 工藝系統(tǒng)的原有誤差：主要有加工原理誤差、機床 誤差、夾具和刀具誤差、工件誤差、測量誤差、以及定位 和安裝調整誤差等；b. 加工過程中的其它因素：主要有工藝系統(tǒng)的受力變 形、工藝系統(tǒng)的熱變形、工藝

11、系統(tǒng)的磨損和工藝系統(tǒng)的殘 余應力等。(1) 尺寸鏈的基本概念一. 尺寸鏈的定義 在機器裝配或零件的加工過程中， 由相互聯接的尺寸構成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。其基 本特征如下： 封閉性一一即必須由一系列相互有關的尺寸連接成 一個封閉的尺寸圖形 制約性即尺寸鏈中某一尺寸的變化，將引起其 他尺寸發(fā)生變化，這些尺寸彼此關聯，相互制約。二. 尺寸鏈的組成尺寸鏈中的各個尺寸都稱為環(huán)，按環(huán)的性質分為 封閉環(huán)最后被間接獲得的那個尺寸 組成環(huán)一一封閉環(huán)以外的各個環(huán)。分為增環(huán)和減環(huán)(2) 尺寸鏈計算的基本公式尺寸鏈計算的基本公式 極值法和概率法。兩種計算方法的優(yōu)缺點：極值法的優(yōu)點是簡單可靠，但由于它是根據極大極

12、小的極端情況下推導出來的封閉環(huán) 與組成環(huán)的關系式，所以在封閉環(huán)為既定值的情況下，計 算得到組成環(huán)公差過于嚴格。特別是當封閉環(huán)精度要求高, 組成環(huán)數目多時，計算出的組成環(huán)公差甚至無法用機械加 工來保證。在大批量生產且組成環(huán)數目較多時可用概率法 來計算尺寸鏈，這樣可擴大零件的制造公差，降低制造成 本。一極值法解直線尺寸鏈的基本公式：基本尺寸之間的關系：即封閉環(huán)基本尺寸等于所有增 環(huán)基本尺寸之和減去所有減環(huán)基本尺寸之和極限尺寸之間的關系：即封閉環(huán)最大極限尺寸等于所 有增環(huán)最大極限尺寸之和減去所有減環(huán)最小極限尺寸之 和，封閉環(huán)最小極限尺寸等于所有增環(huán)最小極限尺寸之和 減去所有減環(huán)最大極限尺寸之和極限偏

13、差之間的關系：即封閉環(huán)上偏差等于所有增環(huán) 上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和，封閉環(huán)下偏差等于 所有增環(huán)下偏差之和減去所有減環(huán)上偏差之和公差之間的關系：即圭寸閉環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之 和平均尺寸之間的關系：即封閉環(huán)平均尺寸等于所有增 環(huán)平均尺寸之和減去所有減環(huán)平均尺寸之和解平面尺寸鏈的基本公式基本尺寸之間的關系：即封閉環(huán)的基本尺寸等于各組 成環(huán)的傳遞系數與其基本尺寸的乘積之和公差之間的關系：即封閉環(huán)的公差等于各個組成環(huán)的傳 遞系數與其公差的乘機之和二.概率法:概率法解尺寸鏈，基本尺寸的計算與極值法相 同，所不同的是公差和極限偏差的計算。(3) 裝配尺寸的建立 一裝配尺寸鏈的種類：裝配尺寸鏈可以

14、按各環(huán)的幾何特征和所處空間位置分 為、角度尺寸鏈、平面尺寸鏈及空間尺寸鏈長度尺寸鏈：全部環(huán)為長度尺寸鏈就是長度尺寸鏈角度尺寸鏈：全部環(huán)為角度的為角度尺寸鏈平面尺寸鏈：是由成角度關系布置的長度尺寸構成，且 處于同一或彼此平行的平面內空間尺寸鏈：是由成角度關系布置的長度尺寸構成，且 不處于同一或彼此平行的平面內二建立尺寸鏈的步驟： 確定圭寸閉環(huán)：裝配尺寸鏈的圭寸閉環(huán)是裝配精度要求 查找組成環(huán)：裝配尺寸鏈的組成環(huán)是相關零件的相關 尺寸。所謂相關尺寸就是指相關零件上的相關設計尺寸， 它的變化會引起封閉環(huán)的變化 畫尺寸連尺寸鏈圖（4）保證裝配精度的方法在生產中常用的保證裝配精度方法有：完全互換裝配法、選

15、擇裝配法、修配法和調節(jié)法。一、完全互換裝配法這種方法，就是在裝配時，對參加裝配的零件，直接按其 加工所得的尺寸進行裝配。不經過任何選擇、修配或調節(jié) 都能達到裝配精度的要求。按互換程度不同，互換裝配法 分為完全互換裝配法與大數互換裝配法。 完全互換裝配法（極值法）：在全部產品中裝配時各 組成環(huán)零件不需挑選或改變其大小或位置，裝入后即能達到封閉環(huán)的公差要求，這種裝配方法稱為完全互換裝配法。 大數互換裝配法（概率法）：大數互換裝配法是指在 絕大多數產品中，裝配時的各組成環(huán)零件不需要挑選或改 變其大小或位置，裝入后即能達到封閉環(huán)的公差要求，這 種裝配方法稱為完全互換裝配法。二、選擇裝配法選擇裝配法是將

16、尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經濟可 行程度，然后選擇合適的零件進行裝配，以保證規(guī)定的裝 配精度要求。實際生產中還可分成各種不同情況。 直接選配 從配對的零件群中，選擇二個符合規(guī)定 要求的零件進行裝配。這種方法勞動量大，與工人的技術水平和測量方法有關。 分組互換 將裝配的零件按公差預先進行分組，同 一組號的零件便可按互換的原則裝配。這是生產中常用的 方法，分組愈多，則所獲得的裝配質量愈高。 分組選配 分組后再成對選配零件，它可比分組互 換法獲得更高的質量。 分組選配后研配 對特別精密的裝配（如圓柱面或 圓錐面的配合要求密封性），在進行分組選配后，往往還采 用裝配接觸表面相互研磨的方法，以保證密合。

17、三、修配法修配法是用鉗工或機械加工的方法修整產品某個有關 零件的尺寸以獲得規(guī)定裝配精度的方法。這種方法常用于 產品結構比較復雜（或尺寸鏈環(huán)數較多）、產品精度要求高、 以及單件和小批生產等情況。修配法的主要優(yōu)點是既可放 寬組成環(huán)的制造公差，又能保證裝配精度。其缺點是增加了一道修配工序，對工人技術要求較高修配法有三種方式：即獨件修配法、合并加工修配法 和就地加工修配法。 獨件修配法就是選定某一固定零件為修配件，在裝 配時進行修配以保證裝配精度。 合并加工修配法是將數個零件預先裝配在一起進行 加工修配，此組成尺寸為一個組成環(huán)。用這種方法可以減少組成環(huán)數，并相應地減少了修配 勞動量。3.就地加工修配法

18、是在機床總裝時常用的自己加工自 己以達到總裝精度的方法。對于某些裝配精度要求很高的產品或部件，由于嚴格 控制各組成零件的公差較難，且不易選擇一個適當的修配 件，為此，在裝配時采用專門的加工工序，可直接抵消裝 配后產生的累積誤差以保證裝配精度，這種方法又稱綜合 抵消法。四、調節(jié)法（調整法）:調節(jié)法的特點也是按經濟加工精度確 定零件的公差，由于每一個組成環(huán)的公差取得較大，就必 然會使裝配部件超差。為了保證裝配精度，可改變一個零 件的位置（動調節(jié)法），或選定一個（或幾個）適當尺寸的調 節(jié)件（也稱補償件）加入尺寸鏈（固定調節(jié)法），來補償這種 影響。動調節(jié)法是通過移動或旋轉來改變零件的位置，可較方便地達到裝配精度。固定調節(jié)法是在尺寸鏈中選定一個或加入一個零件作 為調節(jié)環(huán)。作為調節(jié)環(huán)的零件是按一定尺寸間隙級別制成 的一組專門零件，根據裝配時的需要，選用其中的某一級 別的零件來作補償，從而保證所需要的裝配精度。通常使 用的調節(jié)件有墊圈、墊片、軸套等。3.汽車裝配工具(1) 裝配工具的種類：一、裝配工具的概念：裝配工具就是裝配中用于零部件定位找正測量及輔助工作的工具的統(tǒng)稱。二、裝配工具的分類：按驅動方式分：手動裝配工具、風動裝配工具、電動裝配工具常用的手動裝配工具有： 棘輪套筒扳子和組套工具、 改錐、扳子、扭矩改錐和扭矩