汽車制造工藝-2

1、汽車制造工藝-2高級技師、經(jīng)濟師、工程師高級技能專業(yè)教師汽車維修高級考評員1第四章汽車零件的典型加工方法一、拉削1.拉刀與拉床：1)拉刀的結(jié)構(gòu)及組成：組成有；前柄，頸部，過度錐，前導部，切削齒，校準齒，后導齒，后柄構(gòu)成2) 拉刀和拉床結(jié)構(gòu)如圖41、43所示。2.拉削的特點：生產(chǎn)率高，加工質(zhì)量高，加工范圍廣，刀具耐用度高，機床結(jié)構(gòu)簡單，刀具成本高，主要用于大批量生產(chǎn)。二、鏜削1.鏜孔的特點：IT9IT7 ，Ra 6.30.8um加工范圍大，能糾正位置公差，但刀桿剛性差，冷卻排屑困難，效率低等。22.鏜床運動及加工范圍： 1）運動形式：主運動、進給運動、輔助運動。 2）分類：臥式鏜床，精鏜鏜床，坐

2、標鏜床。 3）常用鏜刀分類、特點： 分類：按結(jié)構(gòu)分：整體式、裝配式、可調(diào)鏜刀。 按刀刃數(shù)量分：單刃、雙刃和多刃鏜刀。 特點：單刃刀：調(diào)整麻煩，效率低，小批生產(chǎn)。雙刃刀：精度由鏜刀保證，無法糾正形位誤差。 多刃刀：效率高，刃磨和制造麻煩用大批生產(chǎn)。3.細鏜的含義、切削用量及用途 1）含義：用金剛石或硬質(zhì)合金刀具，高速鏜削。 2）切削用量的選擇： 3）特點：IT7IT6、Ra 0.40.05um，用于有色金屬和鑄鐵孔的精加工。3磨 削加工常識磨削加工：是在磨床上用磨具（砂輪）以較高的線速度對工件表面進行的精細加工。磨床：外圓磨床、內(nèi)圓、萬能、平面、無心、螺紋、工具磨床等普通，還有曲軸、花鍵等專用磨

3、床。砂輪：是磨削加工中使用的切削刀具，由許多磨粒用粘結(jié)材料粘結(jié)在一起，又經(jīng)燒結(jié)而成的多孔體切削工具一、砂輪的特性與選擇1.磨料的性能：有高的硬度，適當?shù)膹姸群晚g性，良好耐熱性等。2. 砂輪硬度： 指磨粒受力后從砂輪表層脫落的難易程度。 選擇原則：加工軟料選硬砂輪，反之選軟砂輪。4磨削加工特點能經(jīng)濟地獲得高的加工精度（IT8-IT5）和表面粗糙度Ra1.25-0.32微米。砂輪磨料具有很高的硬度和耐磨性，可磨削一些硬度很高的金屬和非金屬。但不宜磨削軟質(zhì)材料（純銅、純鋁等）。磨削書牘高，溫度大1000度左右，引起零件變形和組織變化，需進行充分冷卻。砂輪在磨削時具有“自銳”作用，部分磨料在一定條件下

4、崩碎脫落，形成新的鋒利刀口。542磨 削二、外圓磨削：1.縱磨：橫向進給小，精度高，效率低，散熱好。2.橫磨：散熱差，效率高，磨削力大，精度低等。三、內(nèi)圓磨削：1.普通內(nèi)圓磨：見圖415所示。2.特點：砂輪直徑小，易振動，散熱性差，易變形，加工精度低等。6四、平面磨削 常見的有四種磨削方式，詳見圖413所示。 1.圓周磨的特點：效率低，排屑及冷卻條件好，精度高，接觸面積小，磨削力小，剛性差等。 2.端磨：特點：與周磨相反。五、無心外圓磨： 1. 無心外圓磨削的工作原理如圖416所示。 2. 磨削方式：貫穿法和切入法。 3. 特點：磨削質(zhì)量高，易于實現(xiàn)自動化，機床調(diào)整費時，適用于大批量生產(chǎn)。六、

5、影響磨削表面質(zhì)量的因素 磨粒劃痕、材料的變形、熱效應(yīng)和振動等。七、高效磨削的方法 有高速、超高速、緩進給和高效深切磨削等。743光 整 加 工有高精度、研、珩、超精加工、滾壓和拋光等。一、珩磨：1.含義：用油石在一定的壓力下，低速磨削加工。2.特點：IT7IT6、Ra=0.20.05m、設(shè)備簡單、壽命長、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定，不能糾正形位誤差，不適用錐面及帶肩軸的加工，用于鑄鐵、鋼件、青銅等。二、研磨1.含義：采用較軟的研具和研磨劑在工作表面上相對運動切削微量的金屬的一種加工方法。2.研磨劑的作用：機械切削、物理、化學作用。8 3.特點：小、變形小、Q小、運動復雜、Ra 0.160.07m應(yīng)用范圍

6、廣、能提高形狀和尺寸精度、但不能提高位置精度、方法簡單等。 4.分類：有手工研磨和機械研磨。三、超精加工 1.原理：如圖4-31 2.加工階段：強烈切削階段；正常切削階段；微弱切削階段；自動停止階段。 3.特點：只降低粗糙度，一般Ra 0.010.08um，速度低，磨條壓力小，余量小，無燒傷等。主要用于加工曲軸、凸輪。944齒面的加工一、圓柱齒輪的加工方法1.無屑加工有熱、冷扎、壓鑄、注塑、粉末冶金。 特點：效率高、耗材小、成本低、加工質(zhì)量差。2.切削加工方法：成形法和展成法。 1)成形法：利用與被加工齒輪齒槽法面截形相一致的刀具齒形，在齒坯上加工出齒面。（一般是拉齒、銑削和磨削加工）。 2)

7、展成法：切齒時刀具與工件模擬一對齒輪作嚙合運動，在運動過程中，刀具齒形的運動軌跡逐步包絡(luò)出工件的齒形，如圖443所示。 展成法的特點：效率高、一把刀具可加工同一模數(shù)，不同齒數(shù)的齒輪，專用齒輪機床，刀具制造和刃磨復雜，用于大批生產(chǎn)（滾齒、插齒）等。10二、滾齒加工1.滾齒原理： 1）加工直齒圓柱齒輪的傳動原理 用滾刀加工直齒圓柱齒輪必須具備以下運動： 形成漸開線齒廓的展成運動， 形成直線齒形（導線）的運動。如圖435所示。 2）斜齒輪加工原理圖：如435所示。2.滾齒的加工特點及應(yīng)用 1）滾齒的特點：適應(yīng)性好、生產(chǎn)效率高、多齒參加切削、但表面質(zhì)量低等。 2）應(yīng)用范圍：主要用直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸

8、輪的加工，但不能用于內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪的加工。11三、插齒（展成法）是應(yīng)用廣泛的齒輪加工方法。它一次完成齒槽的粗、半精加工，其精度為87級，Ra1.6m 。1.插齒原理 是模擬一對直齒圓柱齒輪的嚙合過（圖438）。 1）主運動：插齒刀作上、下往復運動。 2）展成運動：工件和刀具保持齒輪的嚙合關(guān)系。 3）圓周進給運動：是插齒刀的回轉(zhuǎn)運動。 4）徑向進給運動：是插齒刀徑向移動的距離。 5）讓刀運動：加工中刀具讓開和恢復的運動。2.插齒的特點：齒形精度比滾齒高；齒面的Ra值小；運動精度低于滾齒；齒向偏差比滾齒大；插齒的效率比滾齒低。3.插齒的應(yīng)用：內(nèi)齒輪、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪、齒條、扇形齒輪。 12四、剃齒

9、（齒面精加工）1.剃齒原理：剃齒刀帶動工件自由轉(zhuǎn)動，并模擬一對螺旋齒輪作雙面無側(cè)隙嚙合的過程。刀具與工件的軸線成一定角度，如442所示。2.剃齒的運動形式： 1)剃齒刀的正反旋轉(zhuǎn)運動（工件由刀具帶動）。 2)工件沿軸線往復直線運動： 3)刀具的徑向進給運動：工件往復一次徑向進給3.剃齒的特點：效率高、成本低、切向誤差修正能力差、對齒形、基節(jié)誤差修正能力較強、利于提高齒形精度、精度取決刀具精度，一般為76級，Ra 1.250.32m。4.用途：未淬火圓柱齒輪的精加工。隨著技術(shù)的發(fā)展可加工HRC60以上的硬齒面。13五、珩齒1.原理：用于加工淬硬齒面的齒輪精加工方法。運動關(guān)系與剃齒相同，但刀具是一

10、種塑料齒輪，2.珩齒的特點及應(yīng)用：切速低、質(zhì)量好、齒面無燒傷；余量小、磨料粒度號大、修正誤差能力差；珩輪結(jié)構(gòu)簡單、效率高、刀具耐用度等。用于7級精度的淬火齒輪。六、磨齒（采用展成法加工）1.常見磨齒機的類型：大平面、碟形、錐面磨齒機和蝸桿砂輪磨齒機。2.磨點原理（略）。3. 磨齒加工特點及應(yīng)用：加工精度高，Ra 0.80.2m，修正誤差能力強。但效率低，機床結(jié)構(gòu)復雜、調(diào)整困難、加工成本高等。主要用于精加工。141516171819202122第五章 機械加工工藝規(guī)程制定 51概 述一、機械加工工藝規(guī)程及作用1. 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件制造工藝和操作方法的工藝文件。 有工藝過程卡 、工序卡

11、、調(diào)整卡、檢驗卡。2. 工藝規(guī)程作用 是新產(chǎn)品生產(chǎn)準備和技術(shù)準備的依據(jù)；是組織生產(chǎn)和計劃的重要文件；是新建和擴建廠房（車間）的依據(jù)。二、工藝規(guī)程制定原則、步驟及原始資料：1.制定工藝規(guī)程的原則：高質(zhì)、高效、經(jīng)濟、先進性。232.制定工藝規(guī)程的原始資料1）產(chǎn)品裝配圖，零件圖；2）生產(chǎn)綱領(lǐng)及檢驗標準；3）毛坯生產(chǎn)及供應(yīng)條件；4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件；5）相關(guān)標準及技術(shù)先進性。3.制定工藝規(guī)程的步驟：1）分析零件圖及裝配圖；2）選擇毛坯形式及制造方法；3）選擇定位基準。4）確定工藝路線；5）確定加工余量、工序尺寸、公差；6）確定工藝裝備及時間定額；7）確定關(guān)鍵工序檢驗方法；8）對方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析；9）填

12、寫工藝文件24三、零件工藝分析1.分析審查產(chǎn)品的裝配圖1)審查零件的視圖、尺寸、分差和技術(shù)條件是否齊全。2)審查各項技術(shù)要求是否合理。3)審查零件材料及熱處理選用是否合適。2.零件結(jié)構(gòu)工藝性分析:1)含義:指所設(shè)計的零件在滿足使用要求前提下，其制造的可行性和經(jīng)濟性。2)常見量件結(jié)構(gòu)工藝對比見259頁7.127.18所示2526272829303132333435四、毛坯選擇1.毛坯種類：鑄、鍛件、型材、沖壓、焊件等。2.選擇毛坯考慮的因素 1）零件材料的工藝性:鑄、鍛性、焊接性等。 2）生產(chǎn)綱領(lǐng)： 單件小批生產(chǎn)時，選設(shè)備投資小的制造方法。 生產(chǎn)批量大選精度和生產(chǎn)效率高的制造方法 。 3）零件形

13、狀和尺寸：應(yīng)接近零件的形狀。 4）生產(chǎn)條件：本廠現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)條件。3.毛坯形狀的尺寸 1）要求毛坯盡量與零體形狀接近。 2）安裝困難的零件,毛坯制造時，可做某些工藝凸臺、工藝孔和凸耳等，便于保證加工精度。365-2工藝路線的擬定 一、定位基準的選擇1.粗基準的選擇原則1)工件中有不加工面應(yīng)選擇不加工面為粗基準；若不加工面較多，應(yīng)選其中與加工面相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。2)工件上有多個加工面時：保證加工面的余量足夠時，應(yīng)選余量小的加工面為粗基準；保證重要加工面余量均勻時，應(yīng)選重要加工面為粗基準。3)粗基準應(yīng)選平滑光整的面。4)粗基準盡量避免重復使用。2.精基準的選擇原則 基準重合

14、原則；基準統(tǒng)一原則；自為基準原則；互為基準原則；準應(yīng)保證穩(wěn)定、裝夾方便可靠。37二、加工方法的選擇：1.各種加工方法應(yīng)達到的精度和表面粗糙度Rx。 2.工件材料的性質(zhì)：加工方法受材料性質(zhì)的限制。3.工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸：4.生產(chǎn)率和經(jīng)濟性要求。三、加工階段劃分：1.一般分粗加工半精加工精加工光整加工。 1)粗加工的主要任務(wù)是切除毛坯的大部分加工余量，目的是提高生產(chǎn)效率。 2)半精加工的主要任務(wù)是減少粗加工后留下的誤差和表面缺陷層，為精加工做好準備。 3)精加工的主要任務(wù)是達到圖樣的全部技術(shù)要。 4)光整加工的主要任務(wù)是減少粗糙度或進一步提高尺寸精度。38 2.劃分加工階段原因：保證加工質(zhì)量；合

15、理利用設(shè)備；合理安排熱處理 ；便于發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷。四、工序集中與分散 1.集中特點：工序數(shù)、設(shè)備、人員少；設(shè)備功能全等。 2.分散特點：工序數(shù)、夾具、設(shè)備、人員多；選用專用機床、便于維修調(diào)試，生產(chǎn)周期長等。五、工序順序的安排 1.機械加工順序安排：基面先行；先主后次；先粗后精；先面后孔；配套加工。 2.熱處理安排 1)預備熱處理：退火、正火、調(diào)質(zhì)等一般安排在粗加工前后，為最終熱處理作準備。 2)最終熱處理：一般安排再精加工前后，主要有淬火、表面淬火、化學熱處理等。395-3工序具體內(nèi)容的確定一、加工余量的確定1.加工余量的概念： 1）加工總余量：毛坯與零件圖的設(shè)計尺寸之差稱為加工總余量。 2）工

16、序余量：相鄰兩工序的工序尺寸之差。 由于工序尺寸有公差，故實際切削的余量是一個變值，使加工余量有基本余量（又稱公余量、名義余量）、最大余量和最小余量之分。此外，工序加工余量還有單邊余量和雙邊余量之分。單邊余量：指非對稱加工面的余量。雙邊余量：指對稱（回轉(zhuǎn)體）加工面的余量。402.影響加工余量的因素1）上道工序留下的表面粗糙度Ha及表面缺陷層Da。 2）上道工序的尺寸公差Ta 。 3）工件各表面相互位置的空間偏差a 。指不包括尺寸公差范圍內(nèi)的形狀誤差及位置誤差。4）本道工序安裝誤差b 。3.確定加工余量的方法：1）計算法：計算精度高，難獲得齊全可靠的資料，用的較少。2）查表法：使用方便，精度較合

17、理，應(yīng)用廣泛。3）經(jīng)驗估算法：確定的余量值大，用小批生產(chǎn)。 41二、機床及工藝裝備選擇1.機床的選擇：選擇機床時應(yīng)遵循下列原則： 1）機床的規(guī)格應(yīng)與零件尺寸相適應(yīng)。 2）機床精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)。 3）機床效率與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 4）盡量利用現(xiàn)有設(shè)備。2.工藝設(shè)備選擇：包括夾、刀、量具和輔助工具。 1）夾具的選擇：小批生產(chǎn)選通用夾具，大批生產(chǎn)選專用夾具。 2）刀具的選擇：優(yōu)選標準刀具，必要時選用專用刀具。 3）量具的選擇：小批選通用，大批生產(chǎn)選專用。三、切削用量的確定（見表5-8）42四、時間定額的確定1.時間定額的含義：指在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件合格產(chǎn)品或完成某一工序所需時間

18、，TP表示。2.時間定額的組成 1)基本時間(Tb):直接用于改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過程所消耗時間。 2)輔助時間(Ta)：為實現(xiàn)上述工藝過程必須進行的各種輔助動作所消耗的時間。 3)布置工作的時間(Ts)：為使加工正常進行，工人造管工作地點所消耗的時間。 4)生理和休息時間(Tr)：工人在工作班內(nèi)為恢復體力和滿足生理上的需要所消耗的時間。43五、工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟分析：1.工藝成本：即制造一個零件或產(chǎn)品所需一切費用總和為生產(chǎn)成本，其中與工藝有直接關(guān)系的費用為工藝成本。 1)可變費用（V）表示：毛坯的材料制造費用，工人的工資，通機床折舊費和維修費，通用工藝

19、裝備折舊費和維修費等。 2）不變費用（C）表示：專用機床折舊費和維修費，專用工裝折舊、維修費及工人調(diào)整的工資。2.工藝成本與年生產(chǎn)量關(guān)系如圖513、14所示。3.工藝成本評比（略）六、提高生產(chǎn)率的途徑：1.縮短單件時間：即減少Tb Ta Ts 時間。2.采用先進工藝方法：3.進行自動化加工：即采用數(shù)控加工中心等。44第六章尺寸鏈及應(yīng)用 一、尺寸鏈的含義及術(shù)語1.尺寸鏈的定義：在裝配和加工中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組，稱為尺寸鏈。如圖所示2.環(huán)：尺寸鏈中每個尺寸稱為環(huán)。3.閉環(huán)：裝配或加工中最后（自然）形成的環(huán)，稱為閉環(huán)，用A。表示。4.組成環(huán)：尺寸鏈中對閉環(huán)有影響的全部環(huán)都稱組成環(huán)。組

20、成環(huán)包括增環(huán)和減環(huán)。增環(huán)：與閉環(huán)變化方向相同的環(huán)。減環(huán)：與閉環(huán)變化方向相反的環(huán)。45二、尺寸鏈分類1.按特征分有長度尺寸鏈和角度尺寸鏈。2.按應(yīng)用分有裝配尺寸鏈、工藝尺寸鏈和零件尺寸鏈。3.按環(huán)在空間位置分有直線尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。三、尺寸鏈的計算1.反計算：求解各組成環(huán)2.中間計算：求解某一組成環(huán)3.正計算：求解封閉環(huán)466-2尺寸鏈計算的基本公式一、直線尺寸鏈計算1.極值法計算公式1)閉環(huán)基本尺寸計算公式：2)閉環(huán)極限尺寸計算公式：3)閉環(huán)偏差計算公式：4)閉環(huán)公差計算公式： 5)組成環(huán)平均公差計算公式：2.概率法計算公式1)閉環(huán)公差計算公式：2)組成環(huán)平均公差計算公式：3)閉

21、環(huán)中間差計算公式：4)各環(huán)偏差計算公式：（其它環(huán)參照本公式推論即可）47二、幾種尺寸鏈的計算例1：下圖工件，如先以A面定位加工C面，得尺寸A1；然后再以A面定位用調(diào)整法加工臺階面B，得尺寸A2，要求保證B面與C面間尺寸A0。試求工序尺寸A2。48例2：一批如圖示軸套零件，在車床上已加工好外圓、內(nèi)孔及端面，現(xiàn)須在銑床上銑右端缺口，并保證尺寸5-00.06及260.2，求采用調(diào)整法加工時控制尺寸H、A及其偏差并畫出尺寸鏈圖。 49例3： 如下圖所示軸套零件的軸向尺寸，其外圓、內(nèi)孔及端面均已加工。試求：當以A面定位鉆直徑為10mm孔時的工序尺寸A1及其偏差（要求畫出尺寸鏈圖）；當以B面定位鉆直徑為1

22、0mm孔時的工序尺寸B1及其偏差。5063 裝配尺寸鏈的建立一、裝配精度:指零件的相互距離精度；相互位置精度；相對運動精度。二、裝配尺寸鏈的建立 1)裝配尺寸鏈要根據(jù)裝配圖確定。 2)熟悉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，首先確定封閉環(huán)。 3)查找組成環(huán)。 4)尺寸鏈最短路線(環(huán)數(shù)最少)原則。 5)畫出尺寸鏈圖，用回路法判別增、減環(huán)。 6)列出尺寸鏈方程式， 7)每一部件或總成中有許多裝配精度要求，必須逐個找出所有的裝配尺寸鏈及其聯(lián)系形式。整個汽車、拖拉機是由許多裝配尺寸鏈組成的裝配尺寸鏈系統(tǒng)，應(yīng)一一查出它們彼此間的關(guān)系。5164 保證裝配精度的方法常用裝配方法：有完全互換裝配法、大數(shù)互換裝配法、選擇裝配法、調(diào)整裝配

23、法和修配裝配法。一、完全互換裝配法1.含義：機械產(chǎn)品中的每個零件按零件圖規(guī)定的公差要求進行加工。裝配時，各零件不需挑選、修配和調(diào)整，就能保證獲得規(guī)定的裝配精度，這種裝配方法，稱為完全互換裝配法。完全互換裝配法是靠零件的制造精度保證裝配精度的。完全互換法采用極值法解裝配尺寸鏈。必須滿是尺寸鏈各組成環(huán)公差之和不得大于封閉環(huán)要求的公差 522.協(xié)調(diào)環(huán)：是某組成環(huán)公差不是標準公差值，它與各組成環(huán)公差協(xié)調(diào)，使組成環(huán)公差之和等于或小于封閉環(huán)公差。3.協(xié)調(diào)環(huán)的選擇原則：易于用通用量具測量的尺寸，非公共環(huán)的尺寸。4.組成環(huán)的極限偏差可按下述原則確定：1)標準件的極限偏差按其標準規(guī)定確定；2) 的組成環(huán)極限偏差

24、按偏差入體原則標注， 3)協(xié)調(diào)環(huán)的極限偏差，按計算公式計算。5.特點：對工人的技術(shù)要求低；裝配簡單，生產(chǎn)率高，便于組織流水式裝配；零件精度要求高，封閉環(huán)公差小，用于大批生產(chǎn)中高精度少環(huán)尺寸鏈或低精度的多成環(huán)尺寸鏈。 53二、大數(shù)互換裝配法1.大數(shù)互換裝配法又稱不完全互換裝配法： 是將裝配尺寸鏈中各組成環(huán)的公差放大，使各零件容易加工，以降低制造成本，將廢品率控制在一個較小的百分數(shù)內(nèi)。2.大數(shù)互換裝配法的特點： 與完全互換裝配法相同54三、選擇裝配法1.直接選擇法： 工人憑經(jīng)驗直接從待裝配的一批零件中，挑選合適零件進行裝配的方法。裝配精度取決工人的技術(shù)水平，裝配的時間較長，不穩(wěn)定，應(yīng)用少。2.分組互換裝配法，將相配合的零件公差放大到經(jīng)濟的公差大小，零件加工后按其實際尺寸分成若干組，分別標以不同顏色或號碼，裝配時，相同組別的零件進行裝配，保證同組零件具有互換性的一種裝配方法。3.復合選擇裝配法：是上述兩種方法的復合。零件按加工后的實際尺寸預先進行分組。裝配時，在同組零件中挑選合適的零件進行裝配。55四、調(diào)整裝配法調(diào)整法：是擴大組成環(huán)的公差，使各組成環(huán)按經(jīng)濟加工公差制造。由于每一組成環(huán)的公差較大，就必然會使裝配精度超差。為