第二章 汽車零件機械加工工藝基本概念

章

汽車零件機械加工工藝

基本概念

2021/6/271第一節(jié)機械加工工藝過程及其組成第二節(jié)汽車產品的生產性質、生產綱領和生產類型第三節(jié)汽車零件的加工經濟精度第四節(jié)汽車制造專業(yè)的工藝文件第二章汽車零件機械加工工藝基本概念2021/6/2721.1機械加工工藝過程的基本概念第一節(jié)機械加工工藝過程及其組成生產過程中按一定順序改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。工藝過程是生產過程中的主要部分，其余的勞動過程則為生產過程的輔助過程。工藝過程包括運輸、保管、刃磨、設備維護等2021/6/2731.1機械加工工藝過程的基本概念2021/6/274由若干個順序排列的工序組成的，而工序又可分為安裝、工位、工步和走刀一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程同一工序中，工件在機床或夾具中定位和夾緊一次，稱為一次安裝。工藝過程的組成工序安裝1.2機械加工工藝過程的組成分類2021/6/275在加工表面和加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序內容一次裝夾工件后，工件與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的每一個位置在一個工步內，若被加工表面需切去的金屬層很厚，就可分幾次切削，每切削一次為一次走刀工位工步走刀1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/276工序：一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。它是組成工藝過程的基本單元。

一組（個）工人一個工作地（指機床）連續(xù)地加工工序包括三要素三要素任何一個改變都將視為不同工序。（如熱處理后再一次回到同一工作地）。1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/277工序集中工序分散將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內完成，每道工序的加工內容較多。工序集中有利于采用數(shù)控機床、高效專用設備及工裝將工件的加工，分散在較多的工序內進行，每道工序的加工內容很少。工序分散使用的設備及工藝裝備比較簡單，調整和維修方便，操作簡單，轉產容易工序的集中與分散1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/278

提示：

小批量生產：產量少效率不是主要問題，主要應減少設備使的臺數(shù)及人員分配，所以不宜采取工序分散的辦法。

大批大量生產：主要問題是要提高生產率，所以宜采用高效專業(yè)用設備，工序也較多。1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/279

為了完成一定的工序內容，一次裝夾后，工件與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的某一個位置。工件在加工中應盡量減少裝夾次數(shù)，因為多一次裝夾，就會增加裝夾的時間，還會增加裝夾誤差。減少裝夾次數(shù)的有效辦法是采用多工位夾具。1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/2710①減少工件的安裝次數(shù)多工位加工工位1：裝卸工件工位2：鉆孔工位3：擴孔工位4：鉸孔

③可實現(xiàn)加工時間與輔助時間重疊。

②減少輔助時間，縮短工時，提高效率。多工位加工的好處：1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/2711工步：在加工表面（或裝配時的連接表面）不變、加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。加工表面不變（可以是單個表面或組合表面）工具不變（四角刀架，換刀）連續(xù)性（一個工序通常包含幾個工步）。工步包括三要素1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/2712

為簡化工藝文件，對于那些連續(xù)進行的若干個相同的工步，通常都看作一個工步。如圖加工的零件，在同一工序中，連續(xù)鉆四個Ф5mm的孔，就可看作一個工步。

為了提高生產率，用幾把刀具同時參與切削幾個表面，這也可看作一個工步，稱為復合工步。端面或鉆兩端中心孔，它們都是復合工步。例如：銑端面、鉆中心孔，每個工位都是用兩把刀具同時銑兩1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/2713立軸轉塔車床回轉刀架上的復合工步刨平面復合工步1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/2714組合銑刀銑平面復合工步鉆、擴孔復合工步1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/2715課堂示例1：如圖所示的圓盤零件，設計其單件小批及成批生產時的加工工藝過程。1.2機械加工工藝過程的組成2021/6/27162021/6/27171.2機械加工工藝過程的組成2021/6/2718第二節(jié)汽車產品的生產性質、生產綱領和生產類型2.1汽車產品的生產性質1）產品試制2）試生產3）正式生產2021/6/27192.2汽車產品的生產綱領

概念：汽車生產企業(yè)在一定計劃期間內（通常為1年）規(guī)定了應生產汽車的產量和進度計劃，這就是工廠的生產綱領。汽車產品的生產綱領Q產量的組成：需求產品數(shù)量，備品數(shù)量、廢品數(shù)量。2021/6/2720汽車零件的年生產綱領N可由下式計算：

N=Q·n(1+a%+b%)

N------零件的年產量Q-----產品的年產量（臺/年）n------每臺產品所需該零件數(shù)量（件/臺）a------備品率，指用于維修的備件數(shù)占裝車件數(shù)的比例

b------廢品率，零件的廢品占投入生產件數(shù)的比例本生產綱須確定后，就可以根據(jù)車間的具體情況按一定期限分批投產，每批投產的零件數(shù)量稱為批量。2.2汽車產品的生產綱領2021/6/27212.3汽車產品的生產類型及工藝特征1）生產類型

產品有大有小，小到螺釘，大至收音機，船舶。其特征有的復雜，有的簡單，批量和生產綱領也各不相同。根據(jù)產品的大小、特征、批量和生產綱領，我們通常將產品的生產分成三種生產類型：生產類型單件生產成批生產大量生產

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生產類型不僅決定于生產綱領，而且和產品的大小和復雜程度有關。劃分依據(jù)可參照下表：

表1.2加工零件生產類型的劃分2.3汽車產品的生產類型及工藝特征2021/6/2723表1.3汽車制造企業(yè)生產類型與產量之間的關系2.3汽車產品的生產類型及工藝特征2021/6/27242）不同生產類型機械加工的工藝特征（1）單件生產

特征：①產品做得少，只做一件或數(shù)件；

②一個工作進行多工序和多品種的作業(yè)；

③重型機器、大型船舶，新樣機制造屬此類型。采用設備：通用設備，也可以選用先進的數(shù)控機床，以降低成本2.3汽車產品的生產類型及工藝特征2021/6/2725（2）成批生產

特征：

①產品生產數(shù)量較多，周期地成批投入生產；

②一個工作地順序地、分批地完成不同工件的某些工序；

③通用機床，數(shù)量需求不大，但常更新產品就屬此類型。成批生產小批生產中批生產大批生產2.3汽車產品的生產類型及工藝特征2021/6/2726（3）大批生產

特征：

①產品生產數(shù)量大，需連續(xù)不斷地進行生產；

②一個工作地重復不斷地進行某工序的加工；

③如汽車通用件（軸承、螺栓等）自行車等屬此類生產類型。采用設備：高效率的設備和工藝方法，以提高生產效率2.3汽車產品的生產類型及工藝特征2021/6/2727表1.4汽車制造中不同生產類型的工藝特點2.3汽車產品的生產類型及工藝特征2021/6/2728衡量工序專業(yè)化程度可用每臺設備或者工作場地完成的工序數(shù)目或節(jié)拍等方法確定。汽車流水線零件的生產節(jié)拍是指一條生產線上相繼完成兩件產品生產之間的時間間隔。T=60Hη/NT為流水線的生產節(jié)拍，minH為零件年有效生產工作時間，hη為工時利用率N為年生產綱領，件/年2.3汽車產品的生產類型及工藝特征2021/6/2729穩(wěn)定節(jié)拍、加快節(jié)拍是生產節(jié)拍優(yōu)化工程的目標。生產節(jié)拍最慢的環(huán)節(jié)稱為瓶頸（bottleneck）。例：流水線三道工序依次作業(yè)時間為8min，10min，6min，尋求其改進方法。1）10min工序的工作量分擔給6min工序8-8-82）增加10min工序人手，8min工序分擔部分給10min工序6-6*2-62.3汽車產品的生產類型及工藝特征2021/6/27303）汽車產品生產批量與成本間的關系規(guī)模生產三原則集中生產規(guī)模經濟專業(yè)化協(xié)作2.3汽車產品的生產類型及工藝特征2021/6/2731第三節(jié)

汽車零件的加工經濟精度加工經濟精度在正常的加工條件下（采用符合標準的設備和工藝裝備，使用標準技術等級的工人，不延長加工時間）的一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度。2021/6/27323.1加工精度與成本的關系各種加工方法的加工誤差和加工成本之間存在一定的。這種關系呈負指數(shù)函數(shù)曲線形狀。2021/6/27333.2加工經濟精度與加工方法的選擇表面光潔度表面特征主要加工方法應用舉例名稱數(shù)值/μm粗面Ra100明顯可見刀痕1粗車、粗銑、粗刨、鉆為光潔度最低的加工面，一般很少應用Ra50可見刀痕用粗紋銼刀和粗砂輪加工Ra25微見刀痕粗車、刨、立銑、平銑、鉆不接觸表面、不重要的接觸面，如：螺絲孔、倒角、機座底面等半

光面Ra12.5可見加工痕精車、精銑、精刨、鉸、鏜、粗磨等沒有相對運動的零件接觸面，如：箱、蓋、套筒Ra6.3微見加工痕要求緊貼的表面、鍵和鍵槽工作表面。相對運動速度不高的接觸面，如：支架孔、襯套、皮帶輪軸孔的工作面Ra3.2看不見加工痕光面Ra1.6可辨加工痕跡方向精車、精鉸、精拉、精鏜、精磨等要求很好密合的接觸面，如：與滾動軸承配合的表面、錐銷孔等。相對運動速度較高的接觸面，如：滑動軸承的配合表面、齒輪輪齒的工作表面等。Ra0.8微辨加工痕跡方向Ra0.4不可辨加工痕跡方向最

光

面Ra0.2暗光澤面研磨、拋光、超級精細研磨等精密量具的表面，極重要零件的摩擦面，如：汽缸的內表面、精密車床主軸頸、座標鏜床的主軸頸等Ra0.1亮光澤面Ra0.05鏡狀光澤面Ra0.025霧狀光澤面Ra0.012鏡面2021/6/2734第四節(jié)

汽車制造專業(yè)的工藝文件工藝文件是將工藝工作以一定格式文件的形式確定下來的全部資料的總稱，按其作用可分為工藝規(guī)程和管理用工藝文件兩類。2021/6/27352021/6/27364.1工藝規(guī)程概念：把比較合理的工藝過程確定下來后，按一定的格式（通常是表格和圖表）和要求寫成文件形式，要求企業(yè)有關人員必須嚴格執(zhí)行的指令性文件。作用：

工藝規(guī)程是在總結實踐經驗的基礎上，依據(jù)科學的理論和必要的工藝試驗后制訂的，反映了加工中的客觀規(guī)律。因此，工藝規(guī)程是（1）指導工人操作和用于生產、工藝管理工作的主要技術文件，（2）又是新產品投產前進行生產準備和技術準備的依據(jù)和新建、擴建車間或工廠的原始資料，（3）此外，先進的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進經驗的作用。2021/6/2737（1）機械加工工藝規(guī)程包括的內容

⊙擬定機加工工藝路線

⊙確定各道工序的具體內容4.1工藝規(guī)程2021/6/2738（2）機械加工工藝規(guī)程文件形式工藝文件的形式：多種多樣，區(qū)別很大，主要決定于生產類型。

⊙在單件小批生產中一般只編制機械加工工藝過程卡。

⊙在成批生產中多采用機械加工工序卡片。

⊙大批大量生產中則要求完整和詳細的文件，一般是工藝過程卡、工序卡片，有時甚至包括操作卡、調整卡以及檢驗卡。

各工廠采用的工藝文件并無須統(tǒng)一格式，但基本內容大同小異。4.1工藝規(guī)程2021/6/27394.1工藝規(guī)程2021/6/27404.1工藝規(guī)程2021/6/27414.2管理用工藝文件（1）工裝設計任務書（2）工具一覽表與草案（3）工廠設計文件2021/6/2742本章回顧1.了解工藝過程的定義；熟練掌握機械加工工藝過程的組成。2.對簡單零部件能夠制定加工工藝過程（小批、大批）。3.掌握汽車零件的生產綱領、汽車零件生產節(jié)拍的計算方法。4.了解汽車產品的生產類型。5.了解加工經濟精度與成