《汽車制造工藝學(xué)》第1章概述.ppt

1、汽車制造工藝學(xué),黃石理工學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院,教學(xué)課件,本課程的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)方法 1）本課程的主要內(nèi)容,本課程所研究的對(duì)象主要是汽車零件制造中所涉及到的有關(guān)機(jī)械制造與裝配工藝和典型設(shè)備及工藝裝備中的一般規(guī)律和基本理論。課程內(nèi)容包括: 第1章汽車制造工藝過(guò)程的基本概念 第2章工件的裝夾和機(jī)床夾具 第3章汽車零件的一些典型加工方法 第4章汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量 第5章尺寸鏈原理與應(yīng)用 第6章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 第7章 汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性 第8章 典型零件制造工藝,本課程的學(xué)習(xí)目的,通過(guò)本課程的理論教學(xué)、使學(xué)生達(dá)到掌握汽車零件機(jī)械加工的基本知識(shí)，能選擇加工方法與機(jī)床、具備制訂工藝規(guī)程

2、的能力和掌握機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量的基本理論和基本知識(shí)，初步具備分析解決現(xiàn)場(chǎng)工藝問(wèn)題的能力，初步掌握如何圍繞產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性三者的辯證關(guān)系去研究生產(chǎn)中的工藝問(wèn)題.,本課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和系統(tǒng)性，其內(nèi)容多，涉及的知識(shí)面廣，靈活性大。各章節(jié)的內(nèi)容既具有其獨(dú)立性，又有其關(guān)聯(lián)性。因此學(xué)習(xí)過(guò)程中有一定難度。因此，提出以下三點(diǎn)要求： 1.重視本課程的課堂理論知識(shí)學(xué)習(xí)。 2.加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，及習(xí)題訓(xùn)練。 3.重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)環(huán) 節(jié)，以更 好地體會(huì)、理解和鞏固理論知識(shí)。,本課程的學(xué)習(xí)方法,本課程總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，本課程為考試課程（閉卷），平時(shí)作業(yè)占30%，考試成績(jī)占70%。所

3、學(xué)內(nèi)容應(yīng)以分析、理解為主?？荚嚨念}型有：判斷題、選擇題、填空題、問(wèn)答題、計(jì)算題、分析題等題型。,課程內(nèi)容,第1章汽車制造工藝過(guò)程的基本概念 第2章工件的裝夾和機(jī)床夾具 第3章汽車零件的一些典型加工方法 第4章汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量 第5章尺寸鏈原理與應(yīng)用 第6章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 第7章 汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性 第8章 典型零件制造工藝,第1章汽車制造工藝過(guò)程的基本概念,1.1 汽車的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程 1.2 汽車零件尺寸及形狀的獲得方 法和加工經(jīng)濟(jì)精度,1.1 汽車的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程,1汽車產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程 由原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚠a(chǎn)品的各有關(guān)勞動(dòng)過(guò)程的總和。 （1）汽車產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的組成 1）

4、生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程：指汽車產(chǎn)品在投入正式生產(chǎn)前所進(jìn)行的各項(xiàng)技術(shù)準(zhǔn)備工作和設(shè)備購(gòu)置等生產(chǎn)準(zhǔn)備工作過(guò)程。 2）基本生產(chǎn)過(guò)程：指汽車產(chǎn)品由原材料經(jīng)過(guò)各種工藝過(guò)程后轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返倪^(guò)程，是汽車生產(chǎn)中的中心環(huán)節(jié)。 3）輔助生產(chǎn)過(guò)程：指為保證基本生產(chǎn)過(guò)程能正常運(yùn)行所必需的輔助和維護(hù)生產(chǎn)的過(guò)程。 4）生產(chǎn)服務(wù)過(guò)程：指為基本生產(chǎn)和輔助生產(chǎn)過(guò)程相配套的各項(xiàng)生產(chǎn)服務(wù)的過(guò)程。,載貨汽車主要生產(chǎn)過(guò)程方框圖,轎車主要生產(chǎn)過(guò)程方框圖,（2）汽車產(chǎn)品基本生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)： 1）以加工和裝配為性質(zhì)的過(guò)程 2）制造工藝的多樣化和復(fù)雜化 3）設(shè)備及其工藝裝備品種多、性能用途各異 4）生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，易受市場(chǎng)變化的影響,2.汽車制造的工藝過(guò)程及

5、其組成,汽車制造工藝過(guò)程包括 毛坯制造工藝過(guò)程、機(jī)械加工工藝過(guò)程、熱處理工藝過(guò)程、汽車裝配工藝過(guò)程等。,工藝過(guò)程是指在生產(chǎn)過(guò)程中，直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半產(chǎn)品的過(guò)程。 工藝過(guò)程是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的一部分。,（1）工藝過(guò)程,機(jī)械加工工藝過(guò)程 使指在機(jī)床上利用切削工具直接改變毛坯的形狀、尺寸、相互位置精度和表面質(zhì)量，使其成為成品的那一部分生產(chǎn)過(guò)程。機(jī)械加工工藝過(guò)程由若干個(gè)按順序排列的工序組成。在各工序中還可由安裝、工位、工步和走刀組成。,毛坯制造工藝過(guò)程 指原材料經(jīng)過(guò)鑄造、鍛造或沖壓等方法所完成的那一部分生產(chǎn)過(guò)程。,汽車裝配工藝過(guò)程 指將加工好的汽車零件，按

6、一定的裝配技術(shù)要求，使其成為汽車產(chǎn)品的那一部分生產(chǎn)過(guò)程。,汽車加工工藝過(guò)程由若干個(gè)按順序排列的工序組成。在各工序中還可由安裝、工位、工步和走刀等內(nèi)容組成。,（2）汽車加工工藝過(guò)程的組成,1)工序,指一個(gè)（或一組）工人在一個(gè)工作地點(diǎn)（或一臺(tái)設(shè)備），對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。 劃分工序的標(biāo)志是： 操作者、工作地點(diǎn)和加工對(duì)象是否變動(dòng)。 一個(gè)不滿足即為另一道工序。 工序是工藝過(guò)程的基本單元，是制定和計(jì)算設(shè)備負(fù)荷、工具消耗、勞動(dòng)定額、生產(chǎn)計(jì)劃和經(jīng)濟(jì)核算等工作的依據(jù)。,表1-1 階梯軸第一種工序安排方案,表1-2 階梯軸第二種工序安排方案,2)安裝,指在一個(gè)工序中，工件在機(jī)床

7、上相對(duì)刀具進(jìn)行的定位和夾緊一次所完成的那一部分工藝過(guò)程。 安裝的目的就是使工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具占有一個(gè)正確的加工位置。,表1-3 工序和安裝,3)工位,指工件在一次安裝中，工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具占有的每一個(gè)加工位置。在一次安裝中可以使工件占有多個(gè)加工位置。,4)工步,指在一個(gè)工序中，當(dāng)加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量都保持不變時(shí)所完成的那一部分工藝過(guò)程。劃分工步的標(biāo)志是：四個(gè)因素均不變。 對(duì)于那些連續(xù)進(jìn)行若干個(gè)相同的工步，為使工藝文件簡(jiǎn)化，通常用一個(gè)工步表示。如用一個(gè)鉆頭順序加工一組直徑相同的孔。 如果采用復(fù)合刀具（如階梯鉆、鉆擴(kuò)、鉆锪等）或多把刀具同時(shí)加工幾個(gè)表面的工步稱為復(fù)合工步。,

8、5）走刀,指在一個(gè)工步中，切削刀具在加工表面上連續(xù)切削一次所完成的那一部分工藝過(guò)程。當(dāng)工件表面的加工余量較大時(shí)，在一個(gè)工步中可分為幾次走刀。,圖3-6 棒料加工成階梯軸的多次行程,1.2 汽車零件尺寸及形狀的獲得方法 和加工經(jīng)濟(jì)精度,1. 工件尺寸的獲得方法,可分為試切法、調(diào)整法、定尺寸刀具法和自動(dòng)控制法四種方法。 1）試切法 其過(guò)程是初調(diào)刀具，試切一小段，測(cè)量試切所得尺寸并與所要求的尺寸比較，按其差值再調(diào)整刀具，再試切、再測(cè)量，如此反復(fù)數(shù)次，直至達(dá)到符合要求的尺寸后，再切削整個(gè)待加工表面。 試切法可以達(dá)到較高的加工精度，但要求工人有較高的技術(shù)水平，而且加工效率也很低，所以，一般只用于單件小批

9、生產(chǎn)。,試切法,2）調(diào)整法,先調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置，并在一批零件的加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變，以保證被加工尺寸的方法。調(diào)整法廣泛用于各類半自動(dòng)、自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)線上，適用于成批、大量的生產(chǎn)。 其方法可分為兩類：用樣件或?qū)Φ秹K對(duì)刀的靜對(duì)刀法和試切工件的動(dòng)對(duì)刀法。而在以后的重復(fù)加工中使刀具到位的控制方法是借助于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的刻度盤、擋鐵、行程開關(guān)等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 靜對(duì)刀法就是在機(jī)床不切削時(shí)用樣件或?qū)Φ秹K和塞尺來(lái)找正刀具位置。又有線內(nèi)對(duì)刀和線外對(duì)刀兩種。線外對(duì)刀就是在線外調(diào)控刀具、刀架或刀夾等裝置，裝到機(jī)床以后馬上可以加工，這樣可減少停機(jī)時(shí)間。,動(dòng)對(duì)刀法就是試切一個(gè)或數(shù)個(gè)工件，在工件的尺寸位

10、于要求尺寸的公差帶合適位置時(shí)，作為刀具的正確位置。 調(diào)整法因能節(jié)省輔助時(shí)間，故生產(chǎn)效率比試切法高，又因其排除了試切法加工中可能存在的人為因素，從而使加工的工件尺寸在無(wú)其它誤差時(shí)呈正態(tài)分布。因而在汽車零件的大量生產(chǎn)中，獲得普遍的應(yīng)用。,3）定尺寸刀具法,就是以刀具的相應(yīng)尺寸來(lái)保證加工表面的尺寸精度。如鉸孔、拉孔和攻螺紋或銑槽等，這種方法的加工精度，主要決定于刀具的制造、刃磨質(zhì)量和切削用量。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，尺寸比較穩(wěn)定，但刀具制造較復(fù)雜，常用于孔、螺紋和成形表面的加工。但在保證孔的位置精度方面不如鏜孔加工，也不宜于特大孔的加工。,4）自動(dòng)控制法,自動(dòng)控制法的實(shí)質(zhì)就是試切法的自動(dòng)化。這種

11、方法是用度量裝置、進(jìn)給機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)構(gòu)成加工過(guò)程的自動(dòng)循環(huán)，即自動(dòng)完成加工中的切削、度量、補(bǔ)償調(diào)整等一系列的工作，當(dāng)工件達(dá)到要求的尺寸時(shí)，機(jī)床自動(dòng)退刀,停止加工。 其中一種是自動(dòng)測(cè)量，就是將測(cè)量，調(diào)整和切削加工等機(jī)構(gòu)綜合為一個(gè)相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)的自動(dòng)化系統(tǒng)。 另一種是靠數(shù)控裝置按事先經(jīng)數(shù)控程序運(yùn)算得到的數(shù)控指令來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制刀具或工作臺(tái)的位置，以得到尺寸精度。,2. 工件形狀的獲得方法,可分為刀尖軌跡法 、成形刀具法和展成法三種方法。 1）刀尖軌跡法 就是靠刀尖(點(diǎn))的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)獲得所要求的表面幾何形狀。刀尖的軌跡取決于刀具與工件的相對(duì)成形運(yùn)動(dòng)。如普通車削是工件旋轉(zhuǎn)形成母線和刀具移動(dòng)形成導(dǎo)線。

12、刀尖的合成軌跡是緊密相連的螺旋線。又如內(nèi)、外圓磨削，是工件旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)構(gòu)成成形運(yùn)動(dòng)，由若干個(gè)刀尖(磨粒)形成的軌跡而形成。刨削的成形運(yùn)動(dòng)是刀尖與工件在兩個(gè)相互垂直方向上的移動(dòng)。 刀尖軌跡法所得到的表面形狀精度取決于成形運(yùn)動(dòng)的精度，即母線和導(dǎo)線的形成精度。包括機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、剛度、刀尖的磨損等。,刀尖軌跡法,2）成形刀具法,利用成形刀具加工的方法稱為成形刀具法。以刀具切削刃在切削基面的投影為母線。由此母線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)形成加工表面。如用曲線刃成型車刀加工回轉(zhuǎn)曲面，或用成型拉刀拉削成形面等。 用成形刀具法加工的表面幾何形狀精度取決于刃口的形狀精度。后者取決于機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度。,3）展成法,又稱范成法。就

13、是以一定形狀的刀刃與工件按一定速比關(guān)系作展成運(yùn)動(dòng)。被加工表面是刀刃在展成運(yùn)動(dòng)中形成的與光滑曲面逼近的包絡(luò)面，所以又稱為包絡(luò)法。采用展成法，刀刃必須是被加工表面輪廓曲線的共軛曲線。常用的滾齒，插齒等輪齒齒形加工均屬于展成法。加工表面的形狀精度取決于機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)精度和刀刃的形狀精度。,3. 獲得表面相互位置精度的方法,獲得加工表面之間位置精度有兩種情況，一種是零件比較簡(jiǎn)單，可以在一次安裝中，將有相互位置要求的幾個(gè)表面同時(shí)加工出來(lái)。因此，其位置精度主要取決于機(jī)床部件之間的位置精度和運(yùn)動(dòng)精度，一般可獲得較高的位置精度。另一種是零件比較復(fù)雜，有相互位置要求的表面不能在一次安裝中連續(xù)加工。這時(shí)，由于需

14、要多次安裝，因此，其加工表面的位置精度還與工件的安裝精度有關(guān)。 常用的保證位置精度的安裝方法有： 直接找正安裝法、劃線找正安裝法和機(jī)床夾具安裝法。,4.加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度,所謂加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人、不延長(zhǎng)加工時(shí)間）所能保證的加工精度。若延長(zhǎng)加工時(shí)間，就會(huì)增加成本，雖然精度能提高，但不經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)表面粗糙度的概念類同于經(jīng)濟(jì)精度。經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度均已制成表格，在有關(guān)機(jī)械加工的手冊(cè)或資料中可以查到。 一般情況下，表面粗糙度與尺寸公差等級(jí)是相對(duì)應(yīng)的。尺寸精度愈高，則表面粗糙度就愈小。只要查到加工經(jīng)濟(jì)精度，便可查得相應(yīng)的表面粗糙度

15、。,表1-4外圓柱面加工經(jīng)濟(jì)精度,表1-5 孔加工方法,表1-6平面加工方法,1.3 汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)類型及其工藝特征,1生產(chǎn)綱領(lǐng)：,指企業(yè)在計(jì)劃期（如一年）內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量（包括備品和廢品在內(nèi)的產(chǎn)品產(chǎn)量）和進(jìn)度計(jì)劃。 生產(chǎn)綱領(lǐng)是在生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)由決策者確定的，是生產(chǎn)準(zhǔn)備的依據(jù)，工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)。生產(chǎn)綱領(lǐng)不同于計(jì)劃年產(chǎn)量和實(shí)際年產(chǎn)量，它標(biāo)志著一個(gè)企業(yè)所具有的生產(chǎn)能力大小和企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模。,2生產(chǎn)性質(zhì)和生產(chǎn)節(jié)拍,1）生產(chǎn)性質(zhì) 可分為產(chǎn)品試制、試生產(chǎn)、正式生產(chǎn)。 2）生產(chǎn)節(jié)拍 指在流水生產(chǎn)線上相繼完成兩個(gè)制品之間的時(shí)間間隔。是設(shè)計(jì)流水生產(chǎn)線的依據(jù)。生產(chǎn)節(jié)拍可分為計(jì)算最大允許生產(chǎn)節(jié)拍和實(shí)際生產(chǎn)節(jié)拍。

16、最大允許生產(chǎn)節(jié)拍T（min）是按零件生產(chǎn)綱領(lǐng)N和零件加工流水線年有效工作時(shí)間Fn（h）及工時(shí)利用率計(jì)算得出。其計(jì)算公式為： T 60Fn N （min） Fn 又稱設(shè)備年時(shí)基數(shù)，指一臺(tái)設(shè)備在一年中，扣除設(shè)備修理所占用的時(shí)間和其它調(diào)整時(shí)間后，實(shí)際用于生產(chǎn)的小時(shí)數(shù)。 單班制生產(chǎn)Fn =2000小時(shí)/年左右，兩班制生產(chǎn)Fn=4000小時(shí)/年左右,生產(chǎn)綱領(lǐng)分為產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)Q和零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N 。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N與該零件在產(chǎn)品中所用數(shù)量n，以及零件的備品率%和廢品率%有關(guān)。 N = Q n（1+%）（1%） = Q n（1+%）（1+%） = Q n（1+%+%）,2生產(chǎn)類型及其工藝特征,生產(chǎn)類型：企

17、業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。 劃分生產(chǎn)類型的主要標(biāo)志是指企業(yè)以最經(jīng)濟(jì)的方法生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，其大多數(shù)工作地點(diǎn)上所加工零件的品種及變更的頻繁程度。生產(chǎn)專業(yè)化可分為產(chǎn)品專業(yè)化、零部件專業(yè)化和工藝方式專業(yè)化。 1) 大量生產(chǎn)：長(zhǎng)期重復(fù)生產(chǎn)某個(gè)產(chǎn)品或零件。其年生產(chǎn)量很大，使大多數(shù)工作地點(diǎn)長(zhǎng)期重復(fù)進(jìn)行某個(gè)產(chǎn)品或零件的生產(chǎn)。如汽車、拖拉機(jī)等行業(yè)的生產(chǎn)方式。,表1-7 確定生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù),1) 大量生產(chǎn)：長(zhǎng)期重復(fù)生產(chǎn)某個(gè)產(chǎn)品或零件。其年生產(chǎn)量很大，使大多數(shù)工作地點(diǎn)長(zhǎng)期重復(fù)進(jìn)行某個(gè)產(chǎn)品或零件的生產(chǎn)。如汽車、拖拉機(jī)等行業(yè)的生產(chǎn)方式。,2) 成批生產(chǎn)：長(zhǎng)期分批輪番生產(chǎn)若干種產(chǎn)品或零件，工作地點(diǎn)的生產(chǎn)呈一定的周期性。如機(jī)床、電機(jī)等行業(yè)的生產(chǎn)方式。 批量是指每批投產(chǎn)的同一品種的產(chǎn)品或零件的數(shù)量。根據(jù)批量的大小，成批生產(chǎn)