汽車制造工藝學

1、1. 教學安排* 學時：32學時 學分：學分： 2 考核標準: 考試（閉卷閉卷, ,80）平時成績（20） 考試題型：判斷題、選擇題、問答題、分析題、考試題型：判斷題、選擇題、問答題、分析題、計算題和繪圖題共六大類。計算題和繪圖題共六大類。汽車制造工藝學汽車制造工藝學2 .課程主要內(nèi)容緒論：汽車制造工藝概述緒論：汽車制造工藝概述第2章 工件的定位和機床夾具（*）第3章 機械加工質(zhì)量分析第4章 機械加工工藝規(guī)程的制定（*）*緒論：汽車制造工藝概述緒論：汽車制造工藝概述*(1)1774年，威爾金森發(fā)明了鏜床(3)1887年，美國的湯普森發(fā)明電阻焊(2)18301850年，惠特沃思制造出螺紋差動原理

2、檢具(4)1935年出現(xiàn)液壓壓延工藝例：影響汽車發(fā)展的幾項制造技術汽車發(fā)展與制造技術的關系 汽車的發(fā)展與制造技術水平密切相關，后者對前者既促進又制約。*汽缸* 電阻焊就是將工件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法。電阻焊利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應將其加熱到熔化或塑性狀態(tài).*(3）18301850年，惠特沃思制造出螺紋差動原理檢具由兩個螺旋副組成的使活動的螺母與螺桿產(chǎn)生差動（即不一致）的螺旋傳動稱為差動螺旋傳動。可產(chǎn)生極小的位移，而其螺紋的導程并不需很小，加工較易。所以差動螺旋傳動機構常用于測微器、計算機、分度機及諸多精密切削

3、機床、儀器和工具中。*(4）1935年出現(xiàn)液壓壓延工藝*l * * 汽車的發(fā)展與制造技術水平密切相關，后 者對前者既促進又制約. 制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)；為各個 部門提供先進的手段和裝備。 制造技術的水平標志一個國家的經(jīng)濟實 力、科技水平、生活水準和國防實力。*1.1 1.1 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚠a(chǎn)品的全過程。包括原材料的運輸、產(chǎn)品的技術生產(chǎn)準備、毛坯的制造、零件的機械加工及熱處理、部件及產(chǎn)品的裝配、檢驗、調(diào)試、油漆與包裝，產(chǎn)品的銷售和售后服務等。 生產(chǎn)過程可以分為主要生產(chǎn)過程和輔助生產(chǎn)過程。原材料原材料毛坯毛坯熱處理熱處理機加工機加工裝配裝配試驗試驗調(diào)

4、整調(diào)整汽車汽車產(chǎn)品產(chǎn)品鍛造鍛造鑄造鑄造粉末冶金粉末冶金沖壓沖壓正火正火退火退火淬火淬火回火回火車削車削銑削銑削磨削磨削鏜削鏜削合件合件組件組件部件部件整車整車 1 生產(chǎn)過程與工藝過程注：熱處理是將金屬材料放在一定的介質(zhì)內(nèi)加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內(nèi)部的晶相組織結(jié)構，來控制其性能的一種金屬熱加工工藝。機械加工是指通過一種機械設備對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。 工藝過程的基本概念 工藝過程設計是產(chǎn)品設計和制造過程的中間環(huán)節(jié)，是企業(yè)生產(chǎn)活動的核心，也是進行生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。 工藝過程工藝過程：生產(chǎn)過程中直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、形狀、尺寸、相對位置和力學物理性能相對位置和力學

5、物理性能等，使其成為成品或半成品的過程，稱為工藝過程。該過程可以通過不同的工藝方法來完成，因而工藝過程又可具體分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、特種加工、熱處理、裝配等工藝過程。 1.2 機加工的工藝過程機械加工工藝過程機械加工工藝過程 機械加工工藝過程指主要生產(chǎn)過程中的零件機械加工、產(chǎn)品裝配，是生產(chǎn)過程中的一個局部過程。 其特點是直接改變原材料或毛坯形狀、尺寸、性能。本書主要講解汽車零件機加工工藝。 機械加工工藝過程分為若干工序，既毛坯到零件的轉(zhuǎn)變過程是由一個或若干個工序組成，并按照一定順序依次完成所有加工內(nèi)容。機械加工工藝規(guī)程機械加工工藝規(guī)程 在具體的機械加工條件下，對于某個零件或產(chǎn)品

6、，用文字按規(guī)定的表格形式書寫成的工藝文件，稱為機械加工工藝規(guī)程。 其特點是在理論和實踐基礎上制定，用于規(guī)定產(chǎn)品或部件制造工藝過程與操作方法，是組織生產(chǎn)與進行技術準備的依據(jù)。 1.2 機加工的工藝過程1.3 機加工藝過程的組成 組成工藝過程的基本單元是工序。工序是由工步、走刀、安裝（裝夾）及工位組成的。 12.5其余0.81.6 機械加工工藝過程和裝配工藝過程都是由按一定順序排列的工序組成的。對于機械加工工藝過程，毛坯依次通過各道工序逐漸變成所需要的零件。切端面打中心孔切端面打中心孔外圓加工倒角倒角鍵槽加工工序1工序2工步1工步2工序3工藝過程走刀工序：是指一個（或一組）工人，在一臺機床上（或一

7、個工作地點），對一個（或同時幾個）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 工人、工作地、工件、連續(xù)作業(yè)是構成工序的四個要素，其中任一要素改變即構成新的工序。連續(xù)作業(yè)是指在該工序內(nèi)的全部工作要不間斷地連續(xù)完成。例如：一個工人在車床對傳動軸的加工 夾持大頭，車小頭外端面、倒角、外圓柱面、退刀槽 調(diào)頭夾持小頭，車大頭外端面、倒角、外圓柱面一道工序注意注意：若把1、2的車削工作分成二人，分別在二臺機床去加工，則為二道工序。12思考思考：若二人分別在二臺機床都上做1、2工作，那么，應劃分幾個工序？安裝（裝夾）：安裝是指工件經(jīng)過一次裝夾（即定位與夾緊）后所完成的那一部分工藝過程。在一個工序中，有的工件只需裝夾

8、一次，也有需多次裝夾的。如果從減少裝夾誤差及裝夾工件花費的工時考慮，應盡量減少裝夾次數(shù)。1-2 工藝過程12工件工位：當應用轉(zhuǎn)位（或移位）加工的機床（或夾具）進行加工時，在一次裝夾中，工件（或刀具）相對機床要經(jīng)過幾個位置依次進行加工，在每一個工作位置上所完成那一部分工藝過程，稱為工位。一道工序可以有一個工位，也可以由多個工位。123例如：在旋轉(zhuǎn)工作臺上，1位和2位分別對工件進行不同部位或內(nèi)容的加工，3位為裝卸工件，則工件加工有三個工位。立軸式回轉(zhuǎn)工作臺：立軸式回轉(zhuǎn)工作臺：一個安裝有四個工一個安裝有四個工位。位。工位工位I：裝卸工件，：裝卸工件，工位工位IIIV：分別加：分別加工零件的三個表面。

9、工零件的三個表面。思考思考：采用多工位加工有什么優(yōu)點？工步：在加工表面、切削刀具、切削用量都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程，稱為工步。 三個條件中，只要有一個條件發(fā)生變化，就是另一個工步。有時為了提高生產(chǎn)率，把幾個待加工表面用幾把刀具同時加工，這也可看作一個工步，稱為復合工步 。f n 復合工步一次轉(zhuǎn)位形成一次轉(zhuǎn)位形成一個工步（復一個工步（復合工步）合工步）復合鉆頭復合鉆頭同時銑幾個平面同時銑幾個平面思考思考：采用復合工步有什么優(yōu)點？切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容，稱為一次走刀。一個工步可包括一次或數(shù)次走刀.走刀次數(shù)又稱行程次數(shù)。走刀 2.1 生產(chǎn)綱領生產(chǎn)綱領 生產(chǎn)綱領生產(chǎn)

10、綱領是指企業(yè)在計劃期（通常為一年）內(nèi)應是指企業(yè)在計劃期（通常為一年）內(nèi)應當生產(chǎn)的當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量產(chǎn)品產(chǎn)量和和進度計劃進度計劃。當計劃期為一年時，。當計劃期為一年時，零件的生產(chǎn)綱領零件的生產(chǎn)綱領N可按下式計算：可按下式計算：%)1%)(1 (baQnN式中，式中， Q：產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺：產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）；年）； n：每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件：每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）；臺）； a%：備品的百分率；：備品的百分率； b%：廢品的百分率。：廢品的百分率。 2 生產(chǎn)類型與工藝特征2.2 生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。一般分為生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。

11、一般分為單件小批單件小批量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大批大量生產(chǎn)量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大批大量生產(chǎn)三種類型。三種類型。（1 1）單件小批量生產(chǎn)單件小批量生產(chǎn) 產(chǎn)品的種類多而同一產(chǎn)品的產(chǎn)量很小，加工地點的加工對象完全不重復產(chǎn)品的種類多而同一產(chǎn)品的產(chǎn)量很小，加工地點的加工對象完全不重復 或很少重復。（重型機器、專用設備或新產(chǎn)品試制）或很少重復。（重型機器、專用設備或新產(chǎn)品試制）（2 2）成批生產(chǎn)成批生產(chǎn) 成批生產(chǎn)的主要特征是：工作地點的加工對象周期性地進行輪換。成批生產(chǎn)的主要特征是：工作地點的加工對象周期性地進行輪換。 （普通機床、紡織機械等）（普通機床、紡織機械等）（3 3）大批大量生產(chǎn)大批大量生產(chǎn) 產(chǎn)品的數(shù)

12、量很大，大多數(shù)工作地點長期進行某一零件的某一道工序的產(chǎn)品的數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點長期進行某一零件的某一道工序的 加工。（汽車、軸承、自行車等）加工。（汽車、軸承、自行車等）生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型的關系生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型的關系 表表 1-4 各種生產(chǎn)類型的規(guī)范各種生產(chǎn)類型的規(guī)范零件的年生產(chǎn)綱領零件的年生產(chǎn)綱領（件（件/年）年）生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型重型機械重型機械中型機械中型機械輕型機械輕型機械單件生產(chǎn)單件生產(chǎn)小批生產(chǎn)小批生產(chǎn)中批生產(chǎn)中批生產(chǎn)大批生產(chǎn)大批生產(chǎn)大量生產(chǎn)大量生產(chǎn)551001003003001000100020202020200200200200500500500500500050005000

13、500010010010010050050050050050005000500050005000500050000 從工藝特點上看，小批量生產(chǎn)和單件生產(chǎn)的工藝特點相似，大批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)的工藝特點相似.表 1-5 各種生產(chǎn)類型的工藝特點 特 類型 點項 目單件小批生產(chǎn)中批生產(chǎn)大批生產(chǎn)加工對象經(jīng)常變換周期性變換固定不變毛坯的制造方法及加工余量木 摸 手 工 造型；自由段。毛坯精度低，加工余量大部分鑄件用金屬模；部分鑄件用模鍛，毛坯精度中等。加工中等廣泛采用金屬模機器造型、壓鑄、精鑄、模鍛，毛坯精度高，加工余量小機床設備及其布置形式通用機床，按類別和規(guī)格大小，采用機群式排列布置部分采用通用機床，部

14、分采用專用機床，按零件分類，部分布置成流水線，布置成機群式廣泛采用專用機床，按流水線或自動線布置夾具通用夾具或組織夾具，必要時采用專用夾具廣泛使用專用夾具，可調(diào)夾具廣泛使用高效的專用夾具生產(chǎn)類型不同，其工藝特點有很大差異生產(chǎn)類型不同，其工藝特點有很大差異刀具和量具通用刀具和量具按零件產(chǎn)量和精度部分采用通用刀具和量具，部分采用專用刀具和量具廣泛使用高效專用刀具和量具工件的裝夾方法劃線找正裝夾，必耍時采用通用夾具或?qū)Ｓ脢A具裝夾部分采用劃線找正、廣泛采用通用或?qū)Ｓ脢A具裝夾具廣泛使用高效率專用刀具和量具裝配方法廣泛采用配刮少量采用配利，多采用互換裝配法采用互換裝配法操作工人平均技術水平高一般高生產(chǎn)率低

15、一般低成本高一般低工藝文件用簡單的工藝過程卡管理生產(chǎn)有較詳細的工藝規(guī)程，用工藝卡管理生產(chǎn)詳細制訂工藝規(guī)程，用工序卡、操作卡及調(diào)整卡管理生產(chǎn)各種生產(chǎn)類型都朝柔性化方向發(fā)展生產(chǎn)過程發(fā)展趨勢：智能化 柔性化3.1 工件尺寸的獲得方法工件尺寸的獲得方法1). .試切法試切法 先試切出很小一部分加工表面，測量試切所得的先試切出很小一部分加工表面，測量試切所得的尺寸，按照加工要求作適當調(diào)整，再試切、測量，如此尺寸，按照加工要求作適當調(diào)整，再試切、測量，如此經(jīng)過兩、三次試切和測量，當被加工尺寸達到要求后，經(jīng)過兩、三次試切和測量，當被加工尺寸達到要求后，再切削整個待加工表面。再切削整個待加工表面。 3 加工精

16、度的獲得方法2). .定尺寸刀具法定尺寸刀具法 用具有一定尺寸精度的刀具（如鉸刀、擴孔刀、用具有一定尺寸精度的刀具（如鉸刀、擴孔刀、鉆頭等）來保證工件被加工部位（如孔）的尺寸精度。鉆頭等）來保證工件被加工部位（如孔）的尺寸精度。 n n3). 調(diào)整法調(diào)整法 利用機床上的定程裝置或?qū)Φ堆b置或預先調(diào)整好的利用機床上的定程裝置或?qū)Φ堆b置或預先調(diào)整好的刀架，使刀具相對于機床或夾具達到一定的位置精度，刀架，使刀具相對于機床或夾具達到一定的位置精度，然后加工一批工件。然后加工一批工件。 在大批量生產(chǎn)中，多用定程擋塊、樣件、樣板等對在大批量生產(chǎn)中，多用定程擋塊、樣件、樣板等對刀裝置進行調(diào)整。刀裝置進行調(diào)整。

17、f n4). 自動控制法自動控制法 使用一定的裝置，在工件達到要求的尺寸時，自動使用一定的裝置，在工件達到要求的尺寸時，自動停止加工。停止加工。（1）自動測量：機床上有自動測量工件尺寸的裝置，）自動測量：機床上有自動測量工件尺寸的裝置，在工件達到要求的尺寸時，自動測量裝置即時發(fā)出指令在工件達到要求的尺寸時，自動測量裝置即時發(fā)出指令使機床自動退刀并停止工作。使機床自動退刀并停止工作。（2）數(shù)字控制：機床中有控制刀架或工作臺精確移動）數(shù)字控制：機床中有控制刀架或工作臺精確移動的步進馬達、滾珠絲杠螺母副及整套數(shù)字控制裝置，尺的步進馬達、滾珠絲杠螺母副及整套數(shù)字控制裝置，尺寸的獲得（刀架的移動或工作臺

18、移動）由預先編制好的寸的獲得（刀架的移動或工作臺移動）由預先編制好的程序通過計算機數(shù)字控制裝置自動控制。程序通過計算機數(shù)字控制裝置自動控制。3.2 工件形狀的獲得方法工件形狀的獲得方法1). .軌跡法軌跡法 nf 利用切削運動中刀利用切削運動中刀尖的運動軌跡形成被加尖的運動軌跡形成被加工表面的形狀。工表面的形狀。 n2). .成形法成形法 利用成形刀具刀刃的幾何利用成形刀具刀刃的幾何形狀切削出工件的形狀。形狀切削出工件的形狀。工件齒輪工件齒輪滾滾刀刀包絡線包絡線3). 展成法（包絡法）展成法（包絡法） 利用刀具和工件作展成切削運動時，刀刃利用刀具和工件作展成切削運動時，刀刃在被加工表面上的包絡

19、面形成成形表面。在被加工表面上的包絡面形成成形表面。 節(jié)圓處的相對速度為節(jié)圓處的相對速度為0，即為瞬時轉(zhuǎn)動中心，故，即為瞬時轉(zhuǎn)動中心，故稱此方法為有瞬心包絡法。稱此方法為有瞬心包絡法。3.3 工件位置公差的保證工件位置公差的保證1). .找正法找正法 利用測量工具及輔助工具，確定工件相對于刀具利用測量工具及輔助工具，確定工件相對于刀具的位置，從而保證被加工工件的位置公差。的位置，從而保證被加工工件的位置公差。2). .夾具裝夾法夾具裝夾法 利用專用的夾具，確定工件相對于夾具的位置，利用專用的夾具，確定工件相對于夾具的位置，而夾具與機床的相對位置易于保證，從而保證被加工而夾具與機床的相對位置易于

20、保證，從而保證被加工工件的位置公差。工件的位置公差。3.3 加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度 工件經(jīng)機械加工后獲得的表面，其尺寸、形狀、相工件經(jīng)機械加工后獲得的表面，其尺寸、形狀、相對位置總會存在一定的加工誤差。對位置總會存在一定的加工誤差。 在正常的生產(chǎn)條件下，不同的加工方法所能達到的在正常的生產(chǎn)條件下，不同的加工方法所能達到的尺寸、形狀、位置精度是一定的。尺寸、形狀、位置精度是一定的。 1). 加工經(jīng)濟精度加工經(jīng)濟精度是指在是指在正常的生產(chǎn)條件（采用正常的生產(chǎn)條件（采用符符合質(zhì)量標準的設備、工裝合質(zhì)量標準的設備、工裝和標準技術等級的工人，和標準技術等級的工人，不延長加工時間不延長加

21、工時間）下所能）下所能保證的公差等級。保證的公差等級。加工誤差加工誤差加工成本加工成本 12341c2c3c4c加工經(jīng)濟精度范圍2). 表面粗糙度表面粗糙度工件表面的幾何微觀不平程度。 一般情況下，每種加工方法的加工經(jīng)濟精度，具有相對應的表面粗糙度范圍，即尺寸公差等級和表面粗糙度等級是相對應的。 在特殊情況下，加工經(jīng)濟精度與表面粗糙度范圍不相對應。nP往復平動磨條工件外圓表面加工方案及其經(jīng)濟精度加工方案經(jīng)濟精度公差等級 (IT)表面粗糙度Ra(m)適用范圍粗車 半精車 精車 滾壓（或拋光）1113208089510671.252.5670.040.32粗車半精車磨削 粗磨精磨 超精磨 670.

22、631.25570.160.6350.020.16粗車半精車精車金剛石車560.040.63粗車半精車粗磨精磨鏡面磨 精車精磨研磨 粗研拋光 適用于除淬火鋼以外的金屬材料 除不宜用于有色金屬外，主要適用于淬火鋼件的加工 主要用于有色金屬 主要用于高精度要求的鋼件加工5級以上5級以上5級以上0.010.040.010.040.010.16浮動鏜精鏜（或鉸）粗鏜（或擴）粗鉸精鉸鉆擴 鉸粗鉸精鉸鉸精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可達6級以上，Ra可降低到0.160.010.040.32670.040.32670.040.32670.321.2578粗鏜（或擴）半精鏜磨削 粗磨精磨大批大量生產(chǎn)

23、（精度可因拉刀而定）1.252.5782.55半精鏜（或精擴）加工方案經(jīng)濟精度公差等級 (IT)表面粗糙度Ra(m)適用范圍內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟精度1113201011102071.252.5892.55鉆（擴）粗鉸精鉸珩磨 拉珩磨粗鏜半精鏜精鏜珩磨0.631.2579鉆（擴）拉0.080.63 加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬主要用于有色金屬0.160.322.5589781.252.51113102089670.631.25粗鏜半精鏜精鏜金剛鏜主要用于淬火鋼，不宜用于有色金屬67主要用于精度要求高的有色金屬67 值得注意的是，表中的數(shù)據(jù)都是生產(chǎn)實際中的統(tǒng)計資料，這是在一般情況下可能達到的精