汽車制造工藝（高等職業(yè)）全套教學課件

汽車制造工藝全套可編輯PPT課件汽車制造概述汽車零部件毛坯制造工藝基礎(chǔ)知識、機床夾具與工件的定位汽車零部件機械加工工藝基礎(chǔ)知識汽車裝配工藝基礎(chǔ)知識汽車典型零件制造工藝汽車車身制造工藝汽車產(chǎn)品設(shè)計的結(jié)構(gòu)工藝性汽車先進制造技術(shù)與工藝第1章汽車制造概述1.1汽車的生產(chǎn)過程及工藝過程1.2汽車及其零部件的生產(chǎn)類型及工藝特征1.1本課程的性質(zhì)、任務及學習目標1.1汽車的生產(chǎn)過程和工藝過程

汽車的生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚠a(chǎn)品的全過程。

1.1.1汽車生產(chǎn)過程載貨汽車主要生產(chǎn)過程的方框圖轎車主要生產(chǎn)過程的方框圖1.汽車生產(chǎn)過程的組成

汽車的生產(chǎn)過程包括毛坯（鑄件、鍛件等）的制造、零件的機械加工、毛坯和零件的熱處理、總成（或部件）的裝配和汽車產(chǎn)品的總裝配等基本生產(chǎn)過程。除上述基本生產(chǎn)過程外，汽車生產(chǎn)過程還包括保證生產(chǎn)過程能正常進行所必需的其他過程，如動能（壓縮空氣、蒸汽、煤氣等）的生產(chǎn)、非標準設(shè)備及工藝裝備的生產(chǎn)等，它們統(tǒng)稱為輔助生產(chǎn)過程。此外，為保證生產(chǎn)的正常進行和產(chǎn)品質(zhì)量，汽車生產(chǎn)過程還包括各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的運輸、保管、產(chǎn)品的銷售及售后服務等服務過程和生產(chǎn)及技術(shù)準備過程。1.1汽車的生產(chǎn)過程和工藝過程1.1.1汽車生產(chǎn)過程2.汽車生產(chǎn)的分工

汽車是一種復雜的機電產(chǎn)品，它的生產(chǎn)涉及多個行業(yè)，如機械制造行業(yè)、玻璃制造行業(yè)及橡膠輪胎制品制造行業(yè)、電子電器裝置制造行業(yè)、化工制品制造行業(yè)等。一家汽車制造企業(yè)（或公司）是不可能承擔汽車全部零件及總成的生產(chǎn)的，它通常只完成生產(chǎn)過程中的主要零部件及總成的生產(chǎn)，如發(fā)動機、變速器、驅(qū)動橋、車架、駕駛室等總成中主要零件的制造和裝配，其他零部件，如橡膠輪胎制品、玻璃制品、電子電器裝置等，則由專業(yè)化企業(yè)（或公司）進行生產(chǎn)。

在汽車制造企業(yè)（或公司）內(nèi)部，一般按產(chǎn)品專業(yè)化和工藝專業(yè)化原則，設(shè)置鑄造、鍛造、熱處理、發(fā)動機、變速器或傳動器、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向器等子公司或車間。它們可以制造不同車型的多種零件或總成，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和降低制造成本?？傊?，汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)過程較為復雜，它需要由社會大協(xié)作生產(chǎn)共同完成。1.1汽車的生產(chǎn)過程和工藝過程1.1.2汽車制造的工藝過程1.汽車制造工藝過程的概念

汽車制造工藝過程是指在汽車生產(chǎn)過程中，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程，主要包括毛坯制造、零件機械加工、熱處理、總成及整車產(chǎn)品裝配等工藝過程。

將原材料通過鑄造、鍛造或沖壓等方法制造成具有一定形狀和尺寸的鑄件、鍛件或沖壓件的工藝過程統(tǒng)稱為毛坯制造工藝過程。

鑄造：是將熔融金屬澆注、壓射或吸入鑄型型腔中，待其凝固后得到一定形狀、尺寸和性能鑄件的方法。

鍛造或沖壓：是在壓力設(shè)備及工模具的作用下，使金屬坯料產(chǎn)生局部或全部的塑性變形以獲得一定形狀、尺寸和質(zhì)量的鍛件或沖壓件的方法。

例如，汽車中發(fā)動機氣缸體、變速器箱體、后橋殼體等零件多采用鑄件毛坯；連桿、萬向節(jié)等零件多采用鍛件毛坯；車身組件、車架縱橫梁等零部件多采用沖壓件毛坯。（1）毛坯制造工藝過程1.1汽車的生產(chǎn)過程和工藝過程1.1.2汽車制造的工藝過程1.汽車制造工藝過程的概念

在機床設(shè)備上利用切削刀具或其他工具，借助機械力將毛坯或工件加工成零件的過程，稱為機械加工工藝過程。它是進一步改變毛坯形狀和尺寸的過程。根據(jù)加工過程中有無切屑，機械加工過程可分為切削加工和無屑加工兩類。其中，汽車零件制造中常用的車、鉆、鉸、銑、拉、鏜、磨、超精加工及齒輪輪齒加工中的滾齒、插齒、剃齒、拉齒等屬于切削加工；汽車零件制造中采用的熱軋齒輪輪齒、冷扎和冷擠齒輪輪齒、拉拔等屬于無屑加工。

采用各種熱處理方法（如退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)、表面熱處理等），改變毛坯或零部件的使用性能和工藝性能，以改善材料性能，提高零部件使用壽命的工藝過程統(tǒng)稱為熱處理工藝過程。汽車零部件制造中鑄、鍛件毛坯及曲軸、齒輪等重要零部件都應根據(jù)需要進行各種熱處理。（2）零件機械加工工藝過程（3）熱處理工藝過程1.1汽車的生產(chǎn)過程和工藝過程1.1.2汽車制造的工藝過程1.汽車制造工藝過程的概念

按規(guī)定的裝配技術(shù)要求，將零件或總成（部件）進行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過程，稱為裝配工藝過程。它是改變零件、裝配單元（總成或部件）間的相對位置的過程，包括部件或總成的裝配（如車架、發(fā)動機、變速器等）和汽車整車的裝配。（4）總成及整車產(chǎn)品裝配工藝過程1.1汽車的生產(chǎn)過程和工藝過程1.1.2汽車制造的工藝過程2.工藝過程的組成

工序是組成工藝過程的基本單元，它是指一個（或一組）工人，在一臺機床上（或一個工作地點），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。其中，工人、工作地點、工件、連續(xù)作業(yè)是構(gòu)成工序的四個要素，任何一個要素發(fā)生改變即構(gòu)成新的工序。

通常情況下，劃分工序的主要依據(jù)是工作地點是否改變和加工是否連續(xù)。例如，銑削汽車變速器輸入軸的兩端面時，可在一臺專用銑床上用兩把銑刀同時銑削大、小頭端面，即在一道工序一次安裝中同時完成，如圖1-3（a）所示；也可在兩臺臥式銑床上分別銑削大、小頭端面，即在兩道工序中各進行一次安裝先后完成，如圖（b）所示。（1）工序的定義及劃分依據(jù)（a）在一道工序中同時完成兩端面的銑削（b）在兩道工序中分別完成兩端面的銑削圖1-3汽車變速器輸入軸兩端面的銑削方法1.1汽車的生產(chǎn)過程和工藝過程1.1.2汽車制造的工藝過程2.工藝過程的組成

一個完整的工序由安裝、工位、工步及走刀等組成：

安裝：工件每次裝夾所完成的那一部分工序內(nèi)容。例如，圖（a）所示為一道工序中一次安裝同時完成兩端面的加工；如圖（b）所示的兩道工序中各有一次安裝。

工位：在一次安裝后，工件在機床上所占據(jù)的每一個位置上。例如，在圖1-4所示的旋轉(zhuǎn)工作臺上有四個工位，分別進行裝卸、鉆孔、擴孔、鉸孔等操作。

工步：在加工表面、刀具、切削用量等要素都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。例如，在圖1-5所示的汽車變速器輸入軸階梯外圓車削工序中，共包括5個工步。

走刀：切削刀具在加工表面切削一次所完成的工步內(nèi)容。根據(jù)被切削材料厚度的不同，一個工步可包括一次或多次走刀。（2）工序的內(nèi)容圖1-4在回轉(zhuǎn)工作臺上加工孔圖1-5車削變速器輸入軸的階梯外圓1.2汽車及其零部件的生產(chǎn)類型及工藝特征1.2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)

為保持高效生產(chǎn)，提高企業(yè)競爭力，現(xiàn)代汽車制造業(yè)中均以專業(yè)化分工與協(xié)作的方式來組織生產(chǎn)。汽車及零部件制造企業(yè)需要根據(jù)市場需求及產(chǎn)品特征制定生產(chǎn)綱領(lǐng)，并據(jù)此確定汽車產(chǎn)品和零部件的生產(chǎn)類型。

生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)（通常為一年）應當生產(chǎn)的產(chǎn)品或零部件的數(shù)量和進度計劃。當計劃期為一年時，汽車零部件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算：式中，Q——產(chǎn)品年計劃產(chǎn)量，單位為輛/年；

n——每輛車中該零件的數(shù)量，單位為件/輛；

a%，b%——備品、廢品的百分率。1.2汽車及其零部件的生產(chǎn)類型及工藝特征1.2.2生產(chǎn)類型及其工藝特征

生產(chǎn)類型是對企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)程度的分類。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)中產(chǎn)品年產(chǎn)量的不同，汽車產(chǎn)品和零件的生產(chǎn)類型一般可分為單件小批生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)等三種類型。

單件生產(chǎn)的特征為產(chǎn)品的種類多而同一種產(chǎn)品的產(chǎn)量很少且不確定，每臺設(shè)備或加工地點的加工對象不重復或很少重復。例如，汽車制造廠中新款汽車的試制等屬于單件小批生產(chǎn)。1.生產(chǎn)類型的概念（1）單件生產(chǎn)（2）成批生產(chǎn)

成批生產(chǎn)的特征為產(chǎn)品的產(chǎn)量較大，產(chǎn)品或零件周期性地成批投入生產(chǎn)。根據(jù)產(chǎn)量的大小，成批生產(chǎn)可細分為小批量、中批量、大批量生產(chǎn)。例如，在汽車制造廠中，普通轎車多屬于大批量生產(chǎn)，重型車、特種車多屬于中批量生產(chǎn)。（3）大量生產(chǎn)

大量生產(chǎn)的特征為產(chǎn)品的產(chǎn)量很大，一臺設(shè)備可長期固定地進行某一零件中某一道工序的加工。例如，汽車變速器、驅(qū)動橋、軸承等零部件多屬于大量生產(chǎn)。1.2汽車及其零部件的生產(chǎn)類型及工藝特征1.2.2生產(chǎn)類型及其工藝特征

生產(chǎn)類型的劃分主要取決于生產(chǎn)綱領(lǐng)，但同時要考慮產(chǎn)品本身的大小及結(jié)構(gòu)的復雜程度。2.生產(chǎn)類型的劃分生產(chǎn)類型

轎車或1.5t以下商用車的年產(chǎn)量/輛商用車或特種車年產(chǎn)量/輛2～6t8～15t單件小批生產(chǎn)新型汽車的試制，一般為幾輛至幾十輛不等成批

生產(chǎn)小批量≤2000≤1000≤500中批量2000～100001000～10000500～5000大批量10000～5000010000～300005000～10000大量生產(chǎn)≥50000≥30000≥10000汽車制造企業(yè)中機械加工車間生產(chǎn)類型的劃分1.2汽車及其零部件的生產(chǎn)類型及工藝特征1.2.2生產(chǎn)類型及其工藝特征

不同生產(chǎn)類型中，零件加工工藝、工藝裝備、毛坯制造方法及對工人的技術(shù)要求等都有很大的不同，如下表所示。在制定零件機械加工工藝時，首先確定生產(chǎn)類型，則工藝過程的總體輪廓就勾畫出來了。3.各生產(chǎn)類型中工藝過程的特點工藝特點單件小批量生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)品種類多，數(shù)量少，改型對生產(chǎn)影響小產(chǎn)品種類較多，數(shù)量較大，改型對生產(chǎn)影響較大產(chǎn)品種類單一，數(shù)量大，改型對生產(chǎn)影響大零件互換性廣泛采用鉗工修配大部分零件具有互換性，同時保留某些鉗工修配工作零件具有廣泛的互換性，高精度配合件可用分組選擇法裝配毛坯制造廣泛采用木模手工造型、自由鍛造，毛坯精度低，加工余量大部分采用金屬模造型、模鍛等，毛坯精度中等廣泛采用金屬模機器造型、模鍛等，毛坯精度高，加工余量小生產(chǎn)組織無流水線作業(yè)成批輪流生產(chǎn)流水線或自動生產(chǎn)線生產(chǎn)設(shè)備萬能機床、自動換刀數(shù)控機床萬能機床、數(shù)控機床等專用機床、組合機床或自動機床工藝裝備標準刀具、萬能量具、萬能夾具等標準刀具、萬能量具和夾具等，也用專用刀、量、夾具專用復合刀具、成形刀具、自動化量具、專用夾具等對工人要求要求技術(shù)熟練的工人需要一定熟練程度的工人和編程技術(shù)人員對操作工人的技術(shù)要求較低，對生產(chǎn)線維護人員要求較高工藝文件比較簡單，只有工藝過程卡片工藝過程卡片，重點工序有工序調(diào)整卡片詳細工藝文件，重點工序有工序調(diào)整卡片各種生產(chǎn)類型中工藝過程的主要特點1.3本課程的性質(zhì)、任務及學習目標1.3.1本課程的性質(zhì)與任務

本課程是汽車制造與裝配技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的一門核心專業(yè)課，其主要任務是：學習本課程，可使學生掌握現(xiàn)代汽車制造中各種工藝過程的基本理論知識，了解現(xiàn)代汽車制造技術(shù)的發(fā)展趨勢；培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，使學生具備繼續(xù)學習專業(yè)技術(shù)的能力；為學生畢業(yè)后從事汽車制造與裝配等工作打下基礎(chǔ)，以適應現(xiàn)代汽車工業(yè)高速發(fā)展對高技能應用型人才的需要。1.3本課程的性質(zhì)、任務及學習目標1.3.2本課程的學習目標①了解汽車的生產(chǎn)過程和工藝過程。②掌握鑄造、鍛造、焊接、沖壓等汽車零部件毛坯制造工藝的基礎(chǔ)知識。③掌握車、銑、鉆、磨、光整加工等汽車零部件機械加工工藝的基礎(chǔ)知識。④掌握汽車裝配工藝的基礎(chǔ)知識，熟悉汽車沖壓、車身焊接、車身涂裝等汽車車身制造技術(shù)。⑤掌握汽車零部件加工及裝配結(jié)構(gòu)工藝性的一般原則，能進行汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性的分析。⑥了解國內(nèi)外汽車先進制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。1.知識目標1.3本課程的性質(zhì)、任務及學習目標1.3.2本課程的學習目標①能根據(jù)零部件的特征選擇合適的毛坯制造工藝方法。②能根據(jù)零部件的加工要求，制定合理的機械加工工藝。③能借助相關(guān)資料，制定齒輪、曲軸、連桿、簡單箱體類零件等汽車零部件的機械加工工藝。④熟悉汽車沖壓、車身裝焊、車身涂裝等汽車車身制造的工藝過程，初步具備參與汽車車身生產(chǎn)實踐的能力。⑤掌握保證裝配精度的裝配方法，初步具備參與汽車一般總成裝配的能力。2.能力目標3.素質(zhì)目標

學生在學習本課程后，應具備一定的分析、解決問題的能力以及較強的學習和創(chuàng)新能力。學生應掌握從零部件毛坯制造、機械加工及整車裝配等一系列汽車制造工藝的基本理論和知識，具備設(shè)計加工路線和制定詳細工藝規(guī)程的初步能力，為參與汽車制造、裝配及維修等實踐工作打下較強的理論基礎(chǔ)。此外，通過對國內(nèi)外汽車先進制造技術(shù)的了解，為后續(xù)課程的學習奠定必要基礎(chǔ)。ThankYou!第2章汽車零部件毛坯制造工藝基礎(chǔ)知識2.1鑄造工藝基礎(chǔ)2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.4焊接基本工藝2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)

多數(shù)鑄件需經(jīng)機械加工后才能使用，這類鑄件稱為鑄造毛坯；少數(shù)鑄件不經(jīng)過機械加工即可裝配到機器上直接使用。

鑄造：是將熔融的金屬液澆入鑄型型腔內(nèi)，待其冷卻、凝固后獲得所需形狀和性能的毛坯或零件的工藝方法，其實質(zhì)是利用熔融金屬的流動性來實現(xiàn)成形的。

鑄件：用鑄造方法獲得的毛坯或零件。

鑄造具有成本低、適應性強、經(jīng)濟性好等優(yōu)點，在生產(chǎn)中得到廣泛應用，在機械制造中占有重要的地位。鑄造工藝過程包括熔煉、造型（芯）、澆注等許多環(huán)節(jié)，影響因素較多，容易產(chǎn)生鑄造缺陷（如縮孔、氣泡、裂紋等）而響鑄件的力學性能。此外，鑄件多為合金，結(jié)晶時易產(chǎn)生偏析，且高溫時間較長，晶粒粗大，力學性能較差。2.1.1鑄造的特點及分類1.鑄造的特點2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)2.1.1鑄造的特點及分類1.鑄造的特點

鑄造是比較經(jīng)濟的毛坯成形方法，對于形狀復雜的零件更能凸顯它的經(jīng)濟性。汽車的各種零部件中，鑄造常用于各類箱體、殼體、支架類零件毛坯的制造，如變速箱殼體、后橋殼、剎車盤、發(fā)動機氣缸體、剎車支架等。

汽車用鑄件的主要特點是壁薄、形狀復雜、尺寸精度高、質(zhì)量輕、可靠性好、生產(chǎn)批量大等。鑄件一般占汽車自重的20%左右，僅次于鋼材的用量，居第二位。鑄件的材料很廣，包括鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅等。其中，鑄鐵又細分為灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵及合金鑄鐵等。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)

根據(jù)造型材料及工藝方法的不同，鑄造可分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。

液態(tài)金屬完全靠重力充滿整個鑄型型腔，且直接形成鑄型的原材料主要為型砂，這種鑄造方法稱為砂型鑄造。在汽車鑄件生產(chǎn)中，砂型鑄造所生產(chǎn)的鑄件占整個汽車鑄件的90%以上。凡不同于砂型鑄造的鑄造方法統(tǒng)稱為特種鑄造，包括金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、熔模鑄造等。一般特種鑄造多用于尺寸及質(zhì)量較小，結(jié)構(gòu)復雜、生產(chǎn)批量較大的場合，如照相機殼體、儀器儀表殼體、輕型減速器殼體等。2.1.1鑄造的特點及分類2.鑄造的分類鑄造砂型鑄造特種鑄造以型砂為主要造型材料的鑄造方法，鑄型只能使用一次。金屬型鑄造壓力鑄造離心鑄造溶模鑄造鑄型由金屬材料加工而成，可多次使用。金屬液以高壓、高速壓入鑄型中，并在高壓下結(jié)晶。

將金屬液注入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使其在離心力作用下結(jié)晶。用易熔材料制造模樣，再用模樣制造殼型。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)

合金的鑄造性能是指熔融的合金金屬液在鑄造過程中獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的能力，主要包括流動性、收縮性、偏析及吸氣性等。

液態(tài)合金的流動性表示液態(tài)合金的流動能力，即充滿型腔的能力。流動性的好壞，直接影響合金的成形質(zhì)量，流動性不好，鑄件容易產(chǎn)生冷隔、澆不足等缺陷。影響液態(tài)合金流動性的因素主要由合金的成分、澆注的溫度及壓力、鑄型的結(jié)構(gòu)等。2.1.2合金的鑄造性能1.流動性

為了獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件，尤其是形狀復雜的薄壁類鑄件，除注意選擇流動性較好的金屬材料，如選擇共晶合金或接近共晶成分的合金進行澆注外，在工藝上應注意改善鑄造條件，適當提高澆注溫度和澆注速度等來改善液態(tài)合金的流動性，并限制鑄件的最小壁厚。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)

鑄件在冷凝過程中會產(chǎn)生體積和尺寸縮小的現(xiàn)象。合金的液態(tài)收縮和凝固收縮引起的體積縮小，是導致鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的重要原因。金屬的固態(tài)收縮引起鑄件尺寸的縮小，是產(chǎn)生鑄造應力、變形和裂紋的主要原因。

工藝上控制縮孔的方法是使鑄件實現(xiàn)自上而下的順序凝固，在鑄件上部最后凝固的部位進行補縮或放置冒口，使縮孔移到冒口中去；工藝上控制鑄造應力的主要方法是使鑄件實現(xiàn)同時凝固。此外改善型砂、芯砂的退讓性，掌握好落砂的時間，并合理設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)等都能減少鑄造應力。對于鑄件內(nèi)的殘余應力，可通過去應力退火加以消除。2.1.2合金的鑄造性能2.收縮性3.偏析及吸氣性

鑄件中出現(xiàn)化學成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析，它將導致鑄件性能不均勻。吸氣性是指合金在熔煉、澆注時吸收氣體的性能。若氣體在液態(tài)合金冷凝過程中無法逸出，鑄件內(nèi)部將產(chǎn)生氣孔或夾雜物等缺陷。

工藝上降低吸氣性的方法是縮短合金熔煉時間，對爐料進行烘干，在制造鑄型及型芯時提高其透氣性等。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)

砂型鑄造是指以砂型作為主要造型材料制備鑄型的鑄造方法。它是最基本同時也是應用最為廣泛的一種鑄造方法。目前，使用砂型鑄造方法生產(chǎn)的鑄件約占鑄件總產(chǎn)量的80%以上。砂型鑄造的工藝過程主要包括造型、造芯、砂型及型芯烘干、合型、熔煉金屬、澆注、落砂和清理、檢驗等環(huán)節(jié)，如下圖所示。2.1.3砂型鑄造砂型鑄造的工藝過程2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)

制造鑄型用的材料稱為造型材料。砂型鑄造中使用的造型材料主要有型砂和芯砂。二者都由砂、黏結(jié)劑和附加物等組成。為保證鑄造的順利進行并獲得優(yōu)質(zhì)的鑄件，造型材料應具備良好的可塑性、足夠的強度、較高的耐火度、良好的透氣性和退讓性等。2.1.3砂型鑄造1.造型材料2.造型方法

砂型鑄造的造型方法很多，按操作特點不同可分為手工造型和機器造型兩大類。

手工造型：指填砂、緊實和起模等操作主要采用手工進行的造型方法。其優(yōu)點是操作靈活、適應性強、造型成本低、生產(chǎn)準備時間短；但存在鑄件質(zhì)量較差、生產(chǎn)效率低、勞動強度大等不足。因此，手工造型多用于單件及小批量生產(chǎn)。手工造型的方法主要有：整體模造型、挖砂造型、假箱造型、分模造型、活塊造型、三箱造型、刮板造型等。

機器造型：指用機器完成全部或至少完成緊砂操作的造型方法。它可顯著提高勞動生產(chǎn)效率，提高鑄件的質(zhì)量，減少機械加工余量，同時大大改善工人的勞動條件。因此，現(xiàn)代化鑄造車間中大多采用機器造型。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)

型芯主要用于形成鑄件的內(nèi)腔和尺寸較大的孔，有時也用作鑄件上難以起模部分（凸臺和凹檔處）的局部砂型。制造型芯的過程稱為造芯，或叫制芯。其方法也可分為手工制芯和機器制芯兩類。單件小批量生產(chǎn)時多采用手工制芯，大量生產(chǎn)時采用機器制芯。手工制芯有用型芯盒造芯及刮板造芯兩種方法，其中以用型芯盒造芯最為常用。下圖為簡單芯盒手工制芯示意圖。2.1.3砂型鑄造3.造芯（a）整體式芯盒造芯（b）對開式芯盒造芯（c）可拆芯盒造芯

芯盒造芯示意圖2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)

澆注時，液體合金流入鑄型時所經(jīng)過的通道稱為澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)一般包括澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道，如下圖所示。2.1.3砂型鑄造3.造芯無論采用何種方法制芯，都要在型芯中放置芯骨，并將型芯烘干以保證其強度，同時還應在型芯上扎出通氣孔或在型芯內(nèi)埋入蠟線、麻線來形成通氣孔，以保證其透氣性。對于尺寸較大的型芯，可在內(nèi)部放入焦炭以增強其透氣性。對形狀復雜和批量大的型芯，宜采用機器制芯。4.澆注系統(tǒng)（a）澆注系統(tǒng)一

（b）澆注系統(tǒng)二澆注系統(tǒng)示意圖

合理地設(shè)計澆注系統(tǒng)，可使液體合金平穩(wěn)地充滿鑄型型腔；控制金屬液的流動方向和速度；調(diào)節(jié)鑄件中各部分的溫度，控制冷卻凝固順序；阻擋夾雜物進入鑄型型腔等。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)

澆注后，經(jīng)過一段時間待鑄件完全凝固后，將鑄型打散，取出鑄件，此過程稱為落砂。落砂后將鑄件上的澆冒口及表面粘砂、砂芯清除掉，這一過程稱為清理。清理后的鑄件為成品鑄件，清理掉的澆冒口可作為回爐料重新投入熔煉。2.1.3砂型鑄造5.落砂、清理2.1.4特種鑄造

特種鑄造是指與砂型鑄造不同的其他鑄造方法的統(tǒng)稱。汽車中鋁合金鑄件多采用特種鑄造方式獲得。常用的特種鑄造方法有以下幾種。1.金屬型鑄造

鑄造時金屬液靠重力澆入用金屬制成的鑄型中，以獲得鑄件的方法，稱為金屬型鑄造。金屬型可重復使用，故又稱永久型鑄造。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)2.1.4特種鑄造1.金屬型鑄造

根據(jù)分型面位置的不同，金屬型可分為整體式、垂直分型式、水平分型式和復合分型式等。其中，垂直分型式金屬型（參見下圖）便于設(shè)置內(nèi)澆道和取出鑄件，也易于實現(xiàn)機械化，所以應用較廣。它由定型和動型兩個半型組成，分型面位于垂直位置，澆注時先使兩個半型合緊，待熔融金屬凝固、鑄件定型后，再利用簡單機構(gòu)使兩個半型分離，取出鑄件。垂直分型式金屬型金屬型鑄造實現(xiàn)了“一型多鑄”（幾十次至幾萬次），節(jié)約了大量造型材料、工時和占地面積，提高了生產(chǎn)效率，改善了勞動條件。由于金屬型的制造成本高、周期長，且不宜鑄造形狀復雜的大型薄壁件，此外，必須采用機械化、自動化裝置進行生產(chǎn)，才能改善勞動條件，因此，金屬型鑄造主要適用于大批量生產(chǎn)形狀簡單的有色合金鑄件和灰鑄鐵件，如汽車發(fā)動機中的活塞、氣缸體、缸蓋、油泵殼體、水泵葉輪、銅合金軸瓦和軸套等。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)2.1.4特種鑄造2.壓力鑄造

在高壓下，將液態(tài)或半液態(tài)金屬高速壓入金屬鑄型，并在高壓下凝固成型的鑄造方法稱為壓力鑄造（簡稱壓鑄）。壓力鑄造所使用壓鑄機的結(jié)構(gòu)如下圖（a）所示，主要部件包括活塞、壓室、定型、動型等。鑄造時，首先使動型與定型合緊，用活塞將壓室中的熔融金屬壓射到型腔，如下圖（b）所示；待凝固后打開鑄型并頂出鑄件，如下圖（c）所示。壓力鑄造2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)2.1.4特種鑄造2.壓力鑄造2

可鑄出結(jié)構(gòu)復雜，輪廓清晰的薄壁、深腔、精密鑄件，可直接鑄出各種孔眼、螺紋、齒形、花紋和圖案等，也可壓鑄鑲嵌件。鑄孔的最小直徑可達0.7mm，鋁合金鑄件的最小壁厚可到0.5mm。1生產(chǎn)效率比其他鑄造方法都高，并易于實現(xiàn)半自動化。4

鑄件強度和表面硬度高，組織細密，其抗拉強度比砂型鑄件提高約25%～40%。3

鑄件的尺寸公差等級為IT13～IT11、表面粗糙度Ra值為6.3～1.6mm，可實現(xiàn)少甚至無切屑加工。對于精度要求不高的零件，壓力鑄造得到的鑄件不需切削加工即可直接使用，所以能省工、省料，且成本低廉。壓力鑄造的特點

壓力鑄造主要應用于非鐵合金（如鋁、鎂、鋅、銅等）的中小型鑄件的大批量生產(chǎn)。汽車中采用壓力鑄造生產(chǎn)毛坯的零部件很多，包括鋁壓鑄件缸體、缸蓋等。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)2.1.4特種鑄造3.低壓鑄造

低壓鑄造是一種利用低壓（0.01～0.08MPa）干燥空氣將合金液壓入鑄型，并在加壓條件下凝固，以獲得鑄件的鑄造方法。

低壓鑄造的工藝原理如下圖所示。鑄造過程中，貯氣罐向保溫室內(nèi)通入壓力為0.01～0.08MPa的干燥空氣或惰性氣體，金屬液在壓力作用下沿升液管從坩堝中以10m/s左右的速度進入鑄型型腔中。金屬液充滿型腔后，仍保持一定壓力至完全凝固。之后撤去壓力，使沒有凝固的金屬液在重力作用下流回坩堝。打開鑄型即可取出鑄件。低壓鑄造工藝原理圖

低壓鑄造的特點是充型平穩(wěn)，鑄件內(nèi)的氣孔、夾渣等缺陷較少，金屬的利用率高達95%以上，鑄件的尺寸精度為IT14～IT12，最小壁厚為2mm。因此，低壓鑄造不僅可以生產(chǎn)銅、鋁、鎂等合金鑄件，還能制造薄壁殼體類鋼制鑄件，如汽車發(fā)動機活塞、帶輪、變速箱殼體等。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)2.1.4特種鑄造4.離心鑄造

離心鑄造是指將金屬液澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使其在離心力作用下充滿鑄型并凝固成形的鑄造方法。根據(jù)轉(zhuǎn)軸位置的不同，離心鑄造機可分為立式、臥式和傾斜式三種。

立式離心鑄造機（參見下圖（a））的鑄型在垂直軸上旋轉(zhuǎn)，因重力作用鑄件內(nèi)表面呈拋物線形，上薄下厚。鑄型轉(zhuǎn)速越慢，鑄件高度越大，其壁厚差越大。因此只適用于鑄造高度不大的環(huán)類、套類及成型鑄件，如青銅齒輪、巴氏合金及青銅軸套等。在這種鑄造機上固定鑄型和澆注都比較方便。

臥式離心鑄造機（參見下圖（b））的鑄型繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，當其轉(zhuǎn)速足夠大時，鑄件的壁厚沿長度和圓周方向都很均勻，因此應用較廣。它主要用于鑄造較長的管類、缸套等中空類鑄件。（a）立式離心鑄造機

（b）臥式離心鑄造機2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)2.1.4特種鑄造4.離心鑄造

鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的鑄件結(jié)構(gòu)不僅能滿足零件使用性能的要求，而且還能適應鑄造工藝和合金鑄造性能的要求。結(jié)構(gòu)工藝性良好的鑄件，可以達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低耗的目的。

離心鑄造過程中，金屬液在離心力作用下由外向內(nèi)結(jié)晶，故鑄件組織細密，無縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷，力學性能好；但鑄件內(nèi)表面尺寸通常不夠精確，且由于金屬液中的氣體、熔渣等夾雜物，因密度小而集中在內(nèi)表面，導致表面質(zhì)量較差，一般需通過機械加工予以切除。離心鑄造常用于制造鑄鋼、鑄鐵、有色金屬等材質(zhì)的各類管狀零件的毛坯，尤其適用于鑄造要求壁厚均勻的中空鑄件。2.1.5鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)1.鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求

模樣（芯盒）的制造、造型和造芯等是鑄造中重要的工藝環(huán)節(jié)，鑄件的結(jié)構(gòu)對于這些工藝過程的可操作性和工作難度以及所完成鑄型的質(zhì)量有很大影響。因此，在設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)時，從鑄造工藝的角度出發(fā)，應注意以下幾個方面：2.1.5鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性

①鑄件外形應盡量簡單。在滿足使用要求的前提下，鑄件外形設(shè)計應盡量簡化，以方便生產(chǎn)；盡量避免鑄件外側(cè)面下凹；設(shè)計鑄件上的凸臺和肋條時，應考慮方便造型起模；盡量避免使用活塊或外型芯。

②鑄件結(jié)構(gòu)應合理分割與組合，對于某些復雜的大型鑄件，在生產(chǎn)條件不允許整體鑄造時，可采用組合鑄件，即將一個鑄件分成幾部分鑄造，然后用焊接或螺釘將它們連成一個整體。

③設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)時應在垂直于分型面的不加工立壁上設(shè)計出斜度，以方便起模。2.1鑄造的工藝基礎(chǔ)2.金屬的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求

在設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)時，還要考慮到金屬鑄造性能的優(yōu)劣，否則鑄件就會出現(xiàn)澆不足、縮孔、縮松、冷隔、鑄造應力、變形和裂紋等缺陷。往往在采用更合理的鑄件結(jié)構(gòu)后，便可以消除這些缺陷。因此，鑄件結(jié)構(gòu)應有利于合金液的充型，并能減輕或避免因合金液收縮帶來的鑄件缺陷。在設(shè)計鑄件時，從金屬鑄造性能出發(fā)，應注意以下幾個方面：2.1.5鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性

①鑄件的壁厚應適當。每一種鑄造合金都有其適宜的鑄件壁厚范圍，過大或過小都會對鑄件質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

②鑄件壁厚應均勻。壁厚不均的鑄件易在厚壁處產(chǎn)生縮孔和縮松，并且壁厚不同的部位的冷卻速度不同，由此產(chǎn)生的鑄造應力會使鑄件變形和開裂。

③鑄件壁的連接方式要合理。如右上角圖所示，鑄件壁之間的連接應有鑄造圓角；鑄件壁要避免交叉和銳角連接；鑄件壁厚不同的部分進行連接時，應力求平緩過渡，避免截面突變。

④避免大平面。大平面受高溫金屬液燒烤時間長，易產(chǎn)生夾砂；金屬液中氣孔、夾渣上浮滯留在上表面，會產(chǎn)生氣孔、渣孔；而且大平面不利于金屬液充填，易產(chǎn)生澆不足和冷隔。鑄件壁的連接方式2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.2.1概述

鍛壓包括各類金屬塑性成形加工方法，如鍛造、沖壓、拉拔、軋制等，其原理是利用金屬的塑性，對坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形，以獲得所需形狀、尺寸和性能的型材、棒材、板材、線材或鍛壓件。各類鋼材和大多數(shù)有色金屬及其合金都有一定的塑性，故它們均可在冷態(tài)或熱態(tài)下進行鍛壓加工。1.鍛壓的生產(chǎn)方法、特點及應用（1）鍛壓的生產(chǎn)方法

鍛壓的生產(chǎn)方法很多，主要分為鍛造和沖壓兩大類。其中，鍛造是利用手錘、鍛錘或壓力設(shè)備上的模具對加熱的金屬坯料施力，使金屬材料在不分離條件下產(chǎn)生塑性變形，以獲得形狀、尺寸和性能符合要求的鍛件。鍛造可分為自由鍛、胎模鍛、模鍛等；沖壓依靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）。鍛壓的其他生產(chǎn)方法包括軋制、擠壓、拉拔等。2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.2.1概述1.鍛壓的生產(chǎn)方法、特點及應用（1）鍛壓的生產(chǎn)方法

自由鍛、胎膜鍛、模鍛：利用加熱后的金屬坯料發(fā)生體積轉(zhuǎn)移和分配來獲得毛坯，如圖2-9所示。

沖壓：主要用于加工板料，又稱板料沖壓，如圖2-10（a）所示。

軋制：多為熱軋，利用金屬坯料與軋輥接觸表面的作用力，使金屬坯料截面減小、長度增加的加工方法，如圖2-10（b）所示。

拉拔：金屬坯料在拉力作用下通過拉拔?？?，使截面縮小、長度增加的加工方法，如圖2-10（c）所示。

擠壓：在擠壓模內(nèi)，使金屬坯料受壓并被擠出?？?，產(chǎn)生所需變形的加工方法，如圖2-10（d）所示。（a）自由鍛

（b）胎模鍛

（c）模鍛圖2-9鍛造的生產(chǎn)方法（a）沖壓

（b）軋制

（c）拉拔

（d）擠壓圖2-10其他鍛壓生產(chǎn)方法2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.2.1概述1.鍛壓的生產(chǎn)方法、特點及應用（2）鍛壓的特點及應用鍛壓獲得的毛坯和零件在工業(yè)生產(chǎn)中應用十分廣泛，其主要特點為：2

鍛壓時金屬材料在塑性狀態(tài)下發(fā)生體積轉(zhuǎn)移，無需切除材料，故鍛壓時材料利用率高，能節(jié)約大量金屬材料。1

金屬材料經(jīng)過鍛壓后，內(nèi)部組織得到改善，力學性能得以提高。3

除自由鍛外，其他鍛壓方法均容易實現(xiàn)機械化、自動化，具有較高的生產(chǎn)效率，其中，尤其以軋制、拉拔、擠壓等工藝最為明顯。4

由于鍛壓過程中金屬在固態(tài)時流動，故變形量不能太大，工件的形狀不能太復雜；而且鍛壓設(shè)備和模具等投資較大。自由鍛等方式獲得的鍛件表面質(zhì)量較差，生產(chǎn)效率也比較低。

鍛壓廣泛應用于制造強度高、可靠性好的汽車零件毛坯。例如，發(fā)動機（如曲軸、連桿、凸輪軸等）、前懸架（如上、下懸臂架等）、前橋（如轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向節(jié)臂等）、后橋（如后車軸、外殼末端等）、差速器（如主動小齒輪、環(huán)齒輪等）等零部件均采用鍛壓件作為毛坯。2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.2.1概述2.金屬的鍛造性能

金屬的鍛造性能，又稱可鍛性，是金屬材料的重要工藝性能之一。它能反映材料經(jīng)受塑性成形加工，獲得優(yōu)質(zhì)鍛件的難易程度。金屬鍛造性能的好壞常用金屬的塑性變形能力和變形抗力作為衡量指標。金屬塑性高，變形抗力低，則鍛造性能好；反之，則鍛造性能差。影響金屬塑性變形能力和變形抗力的因素主要有化學成分、金屬組織、變形溫度和變形速度等幾個方面。2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.2.2鍛造方法1.自由鍛

自由鍛是一種利用鍛壓設(shè)備的上、下砧塊和一些簡單的工具，使坯料在壓力作用下發(fā)生自由塑性變形，從而獲得所需形狀、尺寸和一定力學性能的鍛件的加工方法。（1）自由鍛的特點及應用

自由鍛所用的工具、設(shè)備簡單，通用性大；工藝靈活，鍛件鍛造的范圍大，鍛件質(zhì)量可以從幾百克到幾百噸不等。但自由鍛依靠人工來控制鍛件的形狀和尺寸，故鍛件的形狀和尺寸精度低，加工余量大，且勞動生產(chǎn)效率低，勞動強度大，對工人操作技術(shù)要求高。

因此，自由鍛適用于結(jié)構(gòu)形狀簡單鍛件的單件小批量生產(chǎn)。對于大型鍛件，如大型發(fā)電機的葉輪主軸、多拐曲軸、水輪機葉片、火車輪軸等，自由鍛是仍是唯一的鍛造方法。自由鍛分為手工鍛和機器鍛兩種。其中，手工鍛只能生產(chǎn)小型鍛件，生產(chǎn)效率較低；機器鍛生產(chǎn)效率相對較高，是自由鍛的主要生產(chǎn)方法。2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.2.2鍛造方法1.自由鍛自由鍛的工序包括基本工序、輔助工序和精整工序三類。

基本工序：使坯料完成主要變形的工序。常用的基本工序包括鐓粗、拔長、沖孔、擴孔、彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯移和鍛接等。

輔助工序：為方便基本工序的操作，先對坯料進行少量的變形。常用的輔助工序包括壓肩、壓鉗口、倒棱等。

精整工序：在基本工序后進行，以使鍛件尺寸、表面質(zhì)量達到要求。常用的精整工序包括校正、滾圓、表面平整等。（2）自由鍛的工序（3）自由鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性①鍛件盡量設(shè)計成方形、圓柱形結(jié)構(gòu)，避免楔形、曲線形、錐形等結(jié)構(gòu)，以減少專用工具的使用。②鍛件表面交接處盡量設(shè)計成平面與圓柱體交接或平面與平面交接，以保證平滑過渡。③鍛件上不得帶有加強筋或表面凸臺，通常采用增加壁厚的方式來提高強度。④鍛件橫截面變化應平緩，當形狀較為復雜時，可分解成幾個簡單形狀的鍛件，再通過焊接等方式組合為一個整體。2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.2.2鍛造方法2.模鍛

在高強度金屬鍛模上預先制出與鍛件形狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形的鍛造方法稱為模鍛。在變形過程中，模膛通過對坯料的限制來得到與模膛形狀一致的鍛件。（1）模鍛的特點及應用與自由鍛相比，模鍛的生產(chǎn)效率較高，操作簡單，容易實現(xiàn)機械化；鍛件表面粗糙度值小，尺寸精確，加工余量小，材料利用率高；能鍛造形狀較為復雜的鍛件。但模鍛設(shè)備投資大，鍛模的制造成本高，且每種鍛模僅能加工一種鍛件；受鍛模設(shè)備噸位限制，模鍛件質(zhì)量一般不超過150kg。因此，模鍛適用于中小型鍛件的成批和大量生產(chǎn)，廣泛應用于汽車、拖拉機、飛機、機床和動力機械等行業(yè)。（2）模鍛的分類

模鍛按照所使用的設(shè)備不同，可分為錘上模鍛、摩擦壓力機模鍛、熱模鍛壓力機模鍛和平鍛機模鍛等。其中，錘上模鍛是常用的模鍛方法，常用設(shè)備為蒸汽—空氣模鍛錘。2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.2.2鍛造方法2.模鍛（3）鍛模

鍛模是熱模鍛的重要工具，它的模腔制成與所需鍛件凹凸相反的形狀，并進行合理的分型。加熱到合適溫度的金屬坯料放入鍛模后，利用鍛造設(shè)備的壓力將其鍛造為帶有飛邊或極小飛邊的鍛件。典型的鍛模結(jié)構(gòu)組成如圖2-11所示，它主要由帶燕尾的活動上模2和固定下模4兩部分組成，并分別用楔鐵10，7緊固在錘頭1和模座5上。上下合模后，中部形成完整的模膛、分模面和飛邊槽。1—錘頭；2—上模；3—坯料；4—下模；5—模座；6，7，10—楔鐵；8—分模面；9—飛邊槽圖2-11鍛模的組成示意圖2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.2.2鍛造方法2.模鍛（4）錘上模鍛的工藝過程

錘上模鍛的一般工藝過程為：切斷毛坯→加熱坯料→模鍛→切除飛邊→校正鍛件→鍛件熱處理→表面清理→檢驗→成堆存放。模鍛生產(chǎn)的工藝規(guī)程包括：繪制鍛件圖、坯料尺寸計算、確定模鍛工步（選擇模膛）、選擇模鍛設(shè)備、安排修整及輔助工序等。（5）模鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性要求2鍛件的幾何形狀應有利于金屬坯料的成形。1

鍛件應設(shè)置合理的分模面、模鍛斜度和圓角半徑。3鍛件上應避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。4形狀復雜的鍛件可采用鍛—焊組合工藝加工。2.2鍛壓工藝基礎(chǔ)2.2.2鍛造方法3.胎模鍛

胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上用可移動的簡單鍛模（簡稱胎模）生產(chǎn)鍛件的工藝方法。它結(jié)合了自由鍛與模鍛各自的優(yōu)點，因此在生產(chǎn)中得到較廣泛的應用。與自由鍛相比，胎模鍛的優(yōu)點為：2胎模鍛件的形狀較準確，尺寸精度高，加工余量小，故既能節(jié)約原材料，又可減少后續(xù)的切削加工時間。1胎模鍛件的形狀和尺寸可由模具來保證，所以對工人的技術(shù)要求不高，操作簡便。3胎模鍛件在胎模內(nèi)成形，鍛件內(nèi)部組織致密，纖維分布合理，故鍛件具有較好的力學性能。與模鍛相比，胎模鍛的優(yōu)點為：2胎膜鍛工藝操作靈活，能夠用較小的設(shè)備成形較大的鍛件。1胎膜鍛造不需要昂貴的模鍛設(shè)備，用自由鍛設(shè)備即可，從而擴大了自由鍛設(shè)備的應用范圍。3胎模是一種不固定在鍛造設(shè)備上的鍛模，其結(jié)構(gòu)較簡單，通過組合多個模具可完成不同的鍛造工序。但胎模鍛件的尺寸精度比模鍛件低，工人勞動強度較大。

胎模鍛適用于中小型鍛件的中、小批量生產(chǎn)，在沒有模鍛設(shè)備的中、小企業(yè)中應用較為廣泛。2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.3.1沖壓的特點及應用

沖壓主要用于加工板料，故又稱板料沖壓。其原理是利用沖壓設(shè)備（壓力機）和模具使板料經(jīng)分離或成形而得到具有一定形狀、尺寸和性能的零件。沖壓一般在室溫下進行，故又稱冷沖壓。只有當板料厚度超過8～10mm時，才采用熱沖壓。

板料沖壓的缺點是：沖模制造復雜，成本高。板料沖壓廣泛應用于汽車、航空航天、電器儀表、國防以及日用品等工業(yè)部門，尤其適用于大批量生產(chǎn)。沖壓的特點：2可生產(chǎn)形狀復雜的零件，廢料較少。1沖壓件有較高的尺寸精度和表面質(zhì)量，互換性好，一般不需要進行切削加工，而且質(zhì)量穩(wěn)定。3沖壓件的質(zhì)量輕，強度和剛度好，有利于減輕結(jié)構(gòu)重量。5可生產(chǎn)各種大小的零件，質(zhì)量從幾克到幾十千克不等，尺寸從幾毫米到幾米不等。4操作簡單，工藝過程便于實現(xiàn)機械化和自動化，生產(chǎn)效率高，成本低。6適應范圍廣，金屬與非金屬件均可采用沖壓加工。但因冷沖模的制造較復雜，故只在成批大量生產(chǎn)的條件下，冷沖壓的優(yōu)越性才能充分發(fā)揮。汽車車身是由覆蓋件、結(jié)構(gòu)件等焊接而成的金屬薄殼結(jié)構(gòu)，車身的組件基本都是由沖壓工藝生產(chǎn)出來的，沖壓件的尺寸精度和表面質(zhì)量直接關(guān)系到汽車車身的制造質(zhì)量。因此，沖壓技術(shù)是汽車車身制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.3.2沖壓設(shè)備剪床（即剪板機）用于在沖壓生產(chǎn)中剪切直線邊緣的板料、條料和帶料，為下一步?jīng)_壓工序提供毛坯。厚度小于10mm的板料用機械式剪床剪切，厚度超過10mm的用油壓式剪床剪切。

板料沖壓所用設(shè)備的類型很多，最基本的是下料用的各種剪床和沖壓成形用的各種沖床，如圖2-12和圖2-13所示。圖2-12剪床圖2-13沖床沖床是沖壓加工的基本設(shè)備，一般分為開式?jīng)_床和閉式?jīng)_床。其中，閉式?jīng)_床用于加工大、重型沖壓件，中小沖壓件使用開式?jīng)_床加工。2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.3.3沖壓工藝

分離工藝是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工藝方法，主要有剪切、落料、沖孔、切邊、修正等，其中以沖孔和落料（統(tǒng)稱為沖裁）應用最廣。

剪切：將板料沿不封閉的曲線分離的沖壓工藝稱為剪切。剪切通常在剪板機上進行，剪切后將材料分為兩部分，其切口為一條直線。

沖裁：利用沖模將板料沿封閉曲線輪廓與坯料分離的沖壓工藝稱為沖裁。落料和沖孔都屬于沖裁，但二者有區(qū)別。落料時，落下的是工件，余下的是廢料，如圖2-14（a）所示；沖孔時，落下的是廢料，余下的是工件（帶孔工件），如圖2-14（b）所示。（a）落料

（b）沖孔圖2-14落料與沖孔

沖壓工藝在汽車工業(yè)中有著廣泛的應用，是汽車車身制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。沖壓工藝按材料變形的性質(zhì)不同可分為分離工藝和成形工藝兩大類。1.分離工藝2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.3.3沖壓工藝2.成形工藝

成形工藝是使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不分離的工藝，主要有彎曲、拉深、成形等。

彎曲：將毛坯的一部分相對于另一部分彎成一定角度或形狀的成形方法，如圖2-15所示。設(shè)計彎曲模時，應使模具的角度比工件的角度略小一些（10°左右），以抵消彎曲后彈性變形的恢復。

拉深：使板料或者半成品在拉深模具內(nèi)成形變成中空零件的成形方法，如圖2-16所示。由于板料邊緣受到壓應力的作用，容易產(chǎn)生波浪狀變形裂紋。因此拉伸時，必須采用壓邊圈將板料壓住。圖2-15彎曲圖2-16拉深2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.3.4沖模1.簡單沖模

所有沖壓產(chǎn)品都是利用安裝在沖床上的冷沖模具沖制而成的。模具的外形及尺寸直接影響著沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量。沖模按工序組成和結(jié)構(gòu)特點不同，可分成簡單沖模、連續(xù)沖模及復合沖模三類。

沖床滑塊在一次行程內(nèi)只能完成一個工序的沖模稱為簡單沖模，如圖2-17所示。凹模用下壓板固定在下模板上，而下模板又用螺栓固定在沖床的工作臺上。凸模則用上壓板固定于上模板上，再用沖頭把下模板與沖床滑塊相連，故凸?？呻S滑塊作上、下運動而實現(xiàn)沖裁動作。為了保證沖裁時凸模和凹模孔對準，模具上裝有導套和導柱。每沖一件料的送進距離用定位銷控制。卸料板用于防止板沖材料卡在凸模上。1—凸模；2—凹模；3—上模板；4—下模板；5—模柄；6—固定板；7—壓板；8—卸料板；9—導板；10—定位銷；11—導套；12—導柱圖2-17簡單沖模的結(jié)構(gòu)組成

簡單沖模雖然結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，但精度不高，生產(chǎn)效率較低，只用于產(chǎn)量不大和精度要求不高的沖壓件的生產(chǎn)。2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.3.4沖模2.連續(xù)沖模

把兩個簡單沖模安裝在一塊模板上，以便在沖床滑塊的一次行程內(nèi)完成兩個以上沖壓工序的沖模稱為連續(xù)沖模，如圖2-18所示。工作時，導頭對正板料上的定位孔，當凸模下行時，落料凸模進行落料，同時沖孔凸模則進行沖孔；當凸?；厣龝r，卸料板使凸模上的坯料退下。之后使坯料向前送進（其送進距離可通過一定的方法來控制），即可繼續(xù)進行沖壓。1—落料凸模；2—定位銷；3—落料凹模；4—沖孔凸模；5—沖孔凹模；6—卸料板；7—坯料；8—工件；9—廢料圖2-18連續(xù)落料沖孔模

這種沖模的生產(chǎn)效率高，但結(jié)構(gòu)比較復雜且制造過程繁瑣，其沖壓件的精度也比復合模低，故只適用于沖壓精度要求不高的中、小型沖壓件的大量生產(chǎn)。2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.3.4沖模3.復合沖模

在沖模內(nèi)的同一位置上，沖床滑塊在一次沖程中同時完成兩個以上沖壓工序的沖模稱為復合沖模。

這種冷沖模的生產(chǎn)效率較高，且沖壓件精度也較高，但沖模制造復雜，故適用于大批量或精度要求較高的沖壓件生產(chǎn)。

2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.3.5沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性

在編制沖壓件的沖壓工藝規(guī)程之前，應仔細分析沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性，對不合理的地方提出修改方案。通常對沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性影響最大的因素是工件的幾何形狀、尺寸和精度要求。

2沖裁件的形狀力求簡單、對稱，這樣有利于排樣，并能提高材料的利用率。1在不影響使用要求的前提下，盡量使零件的要求精度與沖裁方法所能達到的經(jīng)濟精度保持一致。3沖裁件的外形不要有過于狹窄的槽或過長的懸臂，其寬度B一般應大于板料厚度S的兩倍。4孔的尺寸不宜過?。ㄖ睆絛>板厚S），孔與孔之間及孔與邊沿之間的距離不能過?。ň嚯xD>板厚S）。2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.3.5沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性2.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性2彎曲件的圓角半徑不宜小于最小彎曲半徑，也不宜過大，通常內(nèi)彎半徑r內(nèi)>S。1彎曲件的經(jīng)濟精度一般為IT15～IT13。3彎曲件的形狀盡量設(shè)計成對稱，圓角半徑對應相等，防止板料由于所受摩擦阻力不均而產(chǎn)生滑移。4彎曲件上的孔若有一定的精度要求，應先彎曲后沖孔。否則，一般先沖孔后彎曲；且孔離邊緣的距離

。5彎曲件彎邊長度不宜過小，直邊高度

。2.3沖壓工藝基礎(chǔ)2.3.5沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性3.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性2拉深件形狀力求簡單、高度小，避免曲面空心、實底，盡量采用對稱結(jié)構(gòu)，以使變形均勻，并方便模具的加工。1拉深件的尺寸精度不宜過高，精度精度一般為IT15～IT13。3對于半敞開或不對稱的空心件，可考慮將兩個或幾個零件合并后再沖壓，之后切開，這樣能節(jié)約材料，減少加工時間。4拉深件中凸緣尺寸

要適當，將工件直徑記為d，板料厚度記為S，則凸緣尺寸的合理范圍為：

。2.4焊接基本工藝2.4.1焊接的特點及分類1.焊接的特點

通過加熱或加壓，或兩者并用，使用或不使用填充材料，使連接件達到原子結(jié)合的加工方法，稱為焊接。焊接的實質(zhì)是使被焊金屬的原子之間相互擴散，相互結(jié)合，并形成整體的過程，屬于永久性連接金屬的工藝方法。

焊接能方便地利用型材或采用復合工藝（如鍛—焊、鑄—焊、沖壓—焊等），連接不同材質(zhì)和形狀的坯材，從而制造出各種結(jié)構(gòu)復雜的大型機械零件，并使許多大型其復雜的鑄、鍛件的生產(chǎn)過程由難變易。汽車制造中焊接生產(chǎn)具有批量大、生產(chǎn)速度快、自動化程度高、對被焊接零件的裝配焊接精度要求高等特點，生產(chǎn)中廣泛采用自動焊機和弧焊機器人工作站。2.4焊接基本工藝2.4.1焊接的特點及分類2.焊接的分類鑄造熔焊釬焊

焊接時，將焊件接頭局部加熱到熔化狀態(tài)，不加壓力，靠熔化金屬冷卻結(jié)晶成一體而完成焊接，如電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊等。

焊接時，必須對焊接接頭施加壓力（或同時加熱）以完成焊接，如鍛焊、電阻焊、冷壓焊等。

采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，把釬料與焊件加熱到高于釬料熔點而低于母材熔點的溫度，使液態(tài)釬料潤濕母材、填充接頭間隙并與母材相互擴散，然后冷卻結(jié)晶而形成接頭。實現(xiàn)原子結(jié)合途徑的不同壓焊2.4焊接基本工藝2.4.1焊接的特點及分類2.焊接的分類2.4焊接基本工藝2.4.2常用焊接方法1.焊條電弧焊

焊條電弧焊又稱手弧焊，是用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法，其焊接過程如圖2-20所示。焊接前，用電纜線將工件和焊鉗分別與電焊機的兩個輸出極相連接，然后將焊條夾持在焊鉗中。焊接時，先在焊條和焊件之間引燃電弧，在電弧熱的作用下，焊條端部和焊件局部熔化，形成金屬熔池。隨著電弧沿焊接方向的前移，熔池冷卻、凝固形成焊縫，從而使分離的焊件連成一體。圖2-20焊條電弧焊的焊接過程

手工電弧焊設(shè)備簡單，操作方便，實用性強，對生產(chǎn)環(huán)境及焊接位置的適應性強，對焊接接頭裝配要求較低，可焊接的金屬材料廣。但由于焊條電弧焊的熔敷速度低，焊接質(zhì)量受焊工水平的影響較大，焊后焊渣的清理比較麻煩，因此在汽車生產(chǎn)線上應用較少。2.4焊接基本工藝2.4.2常用焊接方法2.氣體保護電弧焊

用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊方法，稱為氣體保護焊。常用的氣體保護焊有氬弧焊和二氧化碳氣體保護焊。

氬弧焊是用氬氣作為保護性介質(zhì)的氣體保護焊。在高溫下，氬氣不與金屬起化學反應，并保護電弧和熔池不受空氣的影響。根據(jù)所使用電極的不同，氬弧焊可分為鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊，如圖2-21所示。

圖2-21（a）所示為鎢極氬弧焊的工藝原理圖。由于采用高熔點的鎢棒做電極，在整個焊接過程中，電極不熔化，但是有少量的損耗。為盡量減少鎢極損耗，鎢極氬弧焊通常采用直流正接，且使用的焊接電流不能過大。因此，鎢極氬弧焊適用于焊接較薄的焊件。

圖2-21（b）所示為熔化極氬弧焊的工藝原理圖。由于使用焊絲作為電極，可用較大的電流，故焊接時熱量集中且利用率高，可焊接厚板，并容易實現(xiàn)自動化。（1）氬弧焊（a）鎢極氬弧焊

（b）熔化極氬弧焊圖2-21氬弧焊的焊接過程2.4焊接基本工藝2.4.2常用焊接方法2.氣體保護電弧焊

由于氬氣是一種惰性氣體，它既不與金屬發(fā)生化學反應，又不溶解于金屬液，因此，氬弧焊是一種高質(zhì)量的焊接方法；氬弧焊是明弧焊接，便于觀察熔池；氬氣的導熱系數(shù)小，高溫下不吸熱、不分解，熱量損失小；氬弧焊可以進行各種空間位置的焊接，易于實現(xiàn)自動化和機械化（1）氬弧焊氬弧焊的優(yōu)點:氬弧焊的缺點:氬氣價格貴，設(shè)備較復雜，焊接成本高；氬弧焊不能通過冶金反應消除進入焊接區(qū)的氫和氧等元素的有害作用。因此，在焊接前必須對焊絲和焊件坡口及坡口兩側(cè)20mm范圍的油、銹等進行嚴格清理。

氬弧焊幾乎可以焊接所有的金屬，目前主要用于焊接不銹鋼、耐熱鋼及容易氧化的銅、鋁、鎂、鈦及其合金等。2.4焊接基本工藝2.4.2常用焊接方法2.氣體保護電弧焊

二氧化碳氣體保護焊簡稱CO2焊，它是利用CO2作為保護氣體，以連續(xù)送進的焊絲為電極的焊接方法。CO2焊的焊接過程與熔化極氬弧焊相似，可以采用自動焊和半自動焊的方式進行焊接。但由于CO2為氧化性氣體，故它不適用于焊接非鐵金屬。（2）二氧化碳氣體保護弧焊

由于焊接采用CO2氣體，因此成本低廉；焊接電流密度大，熱量利用率高，因此生產(chǎn)效率高；焊接薄板時，比氣焊速度快，變形?。徊僮黛`活，適用于各種位置的焊接；焊縫抗裂性能和力學性能好，焊接質(zhì)量高。

焊縫成形差，飛濺大；煙霧較大，控制不當時焊縫中容易產(chǎn)生氣孔；設(shè)備使用和維修不便。焊的優(yōu)點:

焊的缺點:

焊目前廣泛用于造船、機車車輛、汽車制造等工業(yè)生產(chǎn)。對于單件、小批生產(chǎn)的焊件或短曲、不規(guī)則焊縫，采用半自動焊（送絲自動，電弧移動靠手工操作）；對于成批生產(chǎn)的焊件或長直焊縫和環(huán)焊縫，可采用自動焊（送絲和電弧移動均自動進行）。2.4焊接基本工藝2.4.2常用焊接方法3.電阻焊（1）點焊

電阻焊是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，將焊件加熱到塑性變形或局部熔化的狀態(tài)，再施加壓力形成焊接接頭的一種焊接方法。

電阻焊的基本形式包括點焊、縫焊和對焊，如圖2-22所示。（a）點焊

（b）縫焊

（c）對焊圖2-22電阻焊的基本形式

點焊是焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點的電阻焊方法。如圖2-22（a）所示。點焊是汽車焊接生產(chǎn)中應用最廣的工藝方法。它適用于制造可以采用搭接接頭、接頭氣密性要求不高的薄板結(jié)構(gòu)，如轎車車身、載貨汽車駕駛室等。2.4焊接基本工藝2.4.2常用焊接方法3.電阻焊（2）縫焊

縫焊是焊件裝配成搭接或?qū)咏宇^并置于兩個滾輪電極之間，滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動，連續(xù)或斷續(xù)送電，形成一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法，如圖2-22（b）所示?？p焊主要用于焊接有氣密性要求的工件?？p焊時焊點互相重疊，焊件密封性好。（3）對焊

對焊是用對接方式，在整個接觸面上通電產(chǎn)生電阻熱使焊件連接在一起的焊接方法，如圖2-22（c）所示。根據(jù)焊接過程的不同，對焊可分為電阻對焊和閃光對焊。

電阻對焊：指將焊件裝配成對接接頭，使其端面緊密接觸，利用電阻熱加熱至塑性狀態(tài)，然后迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。它適用于焊接強度要求不高，直徑小于20mm，截面簡單而緊湊的零件，也可用于棒材、管材、板材的焊接。

閃光對焊：指將焊件裝配成對接接頭，接通電源，并使其端面逐漸移近達到局部接觸，利用電阻熱加熱這些接觸點（產(chǎn)生閃光），使端面金屬熔化，直至端部在一定深度范圍內(nèi)達到預定溫度時，迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。閃光對焊除了可以焊接同種金屬外，還適用于異種金屬的焊接，如鋁和銅等。汽車發(fā)動機排氣閥等重要焊件常采用閃光對焊。2.4焊接基本工藝2.4.2常用焊接方法3.電阻焊電阻焊生產(chǎn)效率高，不需要填充金屬，焊件變形小，操作簡單，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。此外，由于在焊接過程中電流很大（幾千安到幾萬安），焊接時間短（0.01秒至幾秒），故生產(chǎn)效率很高。電阻焊的缺點是設(shè)備復雜，耗電量大，適應性較差。4.釬焊

釬焊是采用熔點比母材熔點低的金屬材料作為釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴散實現(xiàn)焊件連接的方法。

根據(jù)釬料熔點的不同，釬焊可分為硬釬焊和軟釬焊兩種。其中，硬釬焊是指釬料熔點高于450℃的釬焊。常用的硬釬料有銅基釬料和銀基釬料等；軟釬焊是指釬料熔點低于450℃的釬焊。常用的軟釬料有錫鉛釬料和錫鋅釬料等。

釬焊時，一般要用釬劑。釬劑的主要作用是去除釬料和母材表面的氧化物，保護母材連接表面和釬料在釬焊過程中不被氧化。2.4焊接基本工藝2.4.2常用焊接方法4.釬焊

與熔焊相比，釬焊加熱溫度低，焊接接頭處的金屬組織與力學性能好，焊接變形小，焊接尺寸精度高；釬焊可以焊接同種或異種金屬，也可以焊接金屬與非金屬；可以焊接形狀較復雜的焊件，如蜂窩結(jié)構(gòu)、封閉結(jié)構(gòu)等。

釬焊接頭強度低，耐熱能力較差，焊前準備工作要求高。目前，釬焊廣泛用于制造硬質(zhì)合金刀具、鉆探鉆頭、散熱器、自行車車架、儀器儀表、電真空器件和導線等。2.4焊接基本工藝2.4.3材料的焊接性能1.焊接性的概念

焊接性是指金屬材料在一定的焊接工藝條件下獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，其代表了金屬材料對焊接加工的適應性。焊接工藝簡單，焊接接頭完整，且能滿足使用要求，則金屬材料的焊接性好。焊接性除了與金屬本身的材質(zhì)有關(guān)外，還與焊接時采用的工藝條件和焊接方法有關(guān)。2.碳鋼及合金鋼的的焊接性（1）低碳鋼的焊接性

低碳鋼具有良好的焊接性，在一般焊接工藝條件下即可獲得良好的焊接接頭，并且適應于各種焊接方法的焊接。對于結(jié)構(gòu)復雜、較厚的焊件，以及低溫下焊接較大剛度的結(jié)構(gòu)件時，可能產(chǎn)生較大的焊接內(nèi)應力，故焊接前應適當預熱。（2）中、高碳鋼的焊接性

中、高碳鋼屬于易淬火鋼，在焊接過程中，熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織，且由于母材碳含量較高，滲入熔池后會增大焊縫的碳含量，從而降低其塑性，使之容易開裂。因此，焊接中、高碳鋼件時，應采取合理的焊接工藝措施，如焊前預熱（150～250℃），使用細焊條及小電流焊接，焊后進行熱處理等。2.4焊接基本工藝2.4.3材料的焊接性能2.碳鋼及合金鋼的的焊接性（3）合金鋼的焊接性

合金鋼因含有合金元素，焊接性能較差。低合金結(jié)構(gòu)鋼進行焊接較為常見，而合金滲碳鋼與合金調(diào)質(zhì)鋼則很少用來制造焊接結(jié)構(gòu)件。高合金鋼中，除奧氏體不銹鋼外，極少用于焊接生產(chǎn)。3.鑄鐵的焊補

鑄鐵中的碳、硅含量高，塑性低，焊接性很差，通常不制造焊接結(jié)構(gòu)件。但是鑄鐵生產(chǎn)中若出現(xiàn)鑄造缺陷，或者鑄鐵零件在使用過程中發(fā)生局部損壞，可用焊補進行修復。鑄鐵焊補時易產(chǎn)生白口組織、氣孔與裂紋。2.4焊接基本工藝2.4.3材料的焊接性能4.有色金屬的焊接性

由于有色金屬材料焊接時具有容易氧化、吸氣性大、熱導率大和線膨脹系數(shù)大等不足，故有色金屬的焊接性較差。鋁及其合金常用的焊接方法有氬弧焊、電阻焊、釬焊和氣焊等。其中，氬弧焊的焊接質(zhì)量較好，焊接時可不用熔劑，焊絲成分與母材相近，但氬氣純度應大于99.9%。對焊接質(zhì)量要求不高的焊接可采用氣焊。但是焊接時，必須使用氯化物和氟化物等物質(zhì)組成的熔劑，以去除氧化膜及雜質(zhì)。ThankYou!第三章機床夾具與工件的定位第一節(jié)

夾具的功用、組成和分類第二節(jié)

工件在夾具中的定位第三節(jié)

工件在夾具中的夾緊機械加工中，在機床上確定工件相對于刀具正確加工位置的過程稱為定位；為防止在加工時工件因受外力作用（如切削力、慣性力、離心力和重力等）而破壞定位，在已定好的位置上，將工件可靠夾住的過程稱為夾緊。定位和夾緊兩個過程合稱為裝夾，實現(xiàn)工件裝夾的工藝設(shè)備稱為機床夾具，如車床上的三爪自定心卡盤和銑床上的臺虎鉗等。三爪自定心卡盤臺虎鉗第一節(jié)

夾具的功用、組成和分類第一節(jié)

夾具的功用、組成和分類工件的裝夾方法有兩種：直接裝夾在機床上；用夾具裝夾在機床上。工件直接裝夾在機床上時，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，裝夾時用劃針或百分表找正后夾緊。這種方法生產(chǎn)效率低，且對工人的技術(shù)水平要求較高，一般用于單件和小批生產(chǎn)。成批及大量生產(chǎn)時一般采用夾具裝夾工件。一、夾具的功用3.1夾具的功用、組成和分類保證加工精度采用夾具裝夾時，工件相對于機床和刀具的位置由夾具來保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度。提高生產(chǎn)效率采用夾具裝夾時，工件不需劃線找正，定位和夾緊方便、迅速，可顯著減少輔助時間，提高生產(chǎn)效率。擴大機床的工藝范圍使用專用夾具可以改變機床的用途、擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工。減輕勞動強度使用專用夾具，特別是自動化程度較高的專用夾具，可以減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，保證安全。夾具的功用主要體現(xiàn)在：3.1夾具的功用、組成和分類工程實際中的機構(gòu)往往具有復雜的外形和結(jié)構(gòu)，在研究這些機構(gòu)的運動規(guī)律時，為了簡化問題，可忽略機構(gòu)中不影響運動關(guān)系的因素（如構(gòu)件的形狀、組成構(gòu)件的零件數(shù)目和運動副的具體結(jié)構(gòu)等），而僅用簡單的線條或符號畫出運動方案以供分析。這種用規(guī)定的符號和線條表示構(gòu)件和運動副，按一定的比例表示運動副的相對位置，并準確反映平面機構(gòu)運動特征的簡圖稱為機構(gòu)運動簡圖。為研究平面機構(gòu)而繪制的機構(gòu)運動簡圖稱為平面機構(gòu)運動簡圖。二、夾具的組成定位元件夾緊裝置夾具體其他裝置或元件夾具的組成

除上述基本組成部分外，有些夾具根據(jù)需要還設(shè)置了一些其他裝置或元件，如分度裝置、對刀或引導裝置和安全保護裝置等。如圖3-2所示的鉆套和鉆模板就是為了引導鉆頭而設(shè)置的引導裝置。

夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)件，用于支承和連接夾具的各種元件和裝置，使之成為一個整體，如圖3-2所示的夾具體。夾具體主要有鑄造夾具體、型材夾具體、焊接夾具體和鍛造夾具體四種。其中，生產(chǎn)中應用較多的是鑄造夾具體和型材夾具體。

夾緊裝置用來固定工件定位后的位置，保證在加工過程中，工件不會因外力作用而離開正確位置。例如，圖3-2中的螺桿（與圓柱銷合成一個零件）、螺母和開口墊圈組成了夾緊裝置。

定位元件用來確定工件在夾具中的正確位置。例如，鉆削圖3-1所示后蓋零件上f10mm孔時，應選用圖3-2所示的后蓋鉆夾具。該夾具上的圓柱銷、菱形銷和支承板都是定位元件，通過它們使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。二、夾具的組成圖3-1后蓋零件簡圖

圖3-2后蓋鉆夾具back三、夾具的分類（一）按使用特點分類按使用特點，夾具可分為通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具和拼裝夾具等。（二）按適用的機床分類按適用的機床，夾具可分為車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鏜床夾具和齒輪加工機床夾具等。（三）按夾緊動力源分類按夾緊動力源，夾具可分為手動夾具、液壓夾具、氣動夾具、電動夾具和磁力夾具等。三、夾具的分類通用夾具通用夾具是指已標準化、可用于加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，如三爪自定心卡盤、分度頭和平口鉗等。這類夾具通常作為機床附件由專門工廠生產(chǎn)，其特點是使用范圍廣，但操作費時，生產(chǎn)效率低，因此適用于單件、小批量生產(chǎn)。專用夾具專用夾具是指為某一工件的某一工序?qū)ｉT設(shè)計的夾具。這類夾具結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便，生產(chǎn)效率高，但設(shè)計周期長，且產(chǎn)品更換后就無法再次使用，因此適用于大批量生產(chǎn)。成組夾具成組夾具是指根據(jù)成組工藝的要求，針對一組形狀、尺寸及工藝相似的工件所設(shè)計的夾具。這類夾具主要用于多品種、成批生產(chǎn)中，尤其適用于成組生產(chǎn)。組合夾具組合夾具是指由預先制造好的通用標準部件經(jīng)組裝而成的夾具。夾具用完即可拆卸，留待組裝新的夾具，因此適用于新產(chǎn)品試制、單件、小批量或大批量生產(chǎn)。拼裝夾具拼裝夾具是指在成組工藝基礎(chǔ)上，用標準化、系列化的夾具零部件拼裝而成的夾具。它有組合夾具的優(yōu)點，比組合夾具有更好的精度和剛性、更小的體積和更高的效率，主要用作數(shù)控機床夾具。第二節(jié)

工件在夾具中的定位一、定位原理圖3-3空間物體的六個自由度1．工件的自由度一個自由的物體對三個互相垂直的坐標系來說有六種活動的可能性，它可朝三個方向移動，也可繞三個方向轉(zhuǎn)動。習慣上把這六種活動的可能性稱為自由度。如圖3-3所示，一個在空間處于自由狀態(tài)的物體共有六個自由度，即沿X，Y，Z三個坐標軸移動的自由度

以及繞X，Y，Z三個坐標軸轉(zhuǎn)動的自由度

2．六點定位原理要確定工件在夾具中的位置，就必須限制其六個自由度。通常，一個支承點限制工件的一個自由度。因此，如果用空間合理布置的六個支承點限制工件的六個自由度，則工件在夾具中的位置將會完全確定，這一原理稱為六點定位原理。如圖3-4所示，在底面