汽车制造工艺学qichechapter1&2

汽车制造工艺学主讲人：赵敏安徽工程大学机械与汽车工程学院课程代号：01337040授课学时：40（含实验4个学时）课程性质：车辆工程专业的一门主干技术基础课。课程任务：通过学习本课程，使学生获得必要的材料成形和机械加工及装配方面的知识，以便在汽车设计中，能够正确考虑加工工艺和装配工艺等方面的要求，初步学会从工艺观点去分析和评价汽车零、部件（总成）的结构。课程介绍主要内容第一章汽车制造工艺过程的基本概念第二章工件的装夹和机床夹具第三章汽车零件表面的加工方法第四章汽车零件的机械加工质量第五章尺寸链原理与应用第六章机械加工工艺规程的制定第七章汽车产品设计的工艺性第八章典型零件的制造工艺第一章汽车制造工艺过程的基本概念第一节汽车的生产过程和工艺过程第二节工件尺寸及形状的获得方法第三节汽车制造企业的生产类型及其工艺特征本章要求：能够深刻理解生产过程、工艺过程、工序、安装、工位、工步和走刀的概念，熟悉工件尺寸和形状获得的方法和加工经济精度的内容。理解生产纲领和生产类型等内容。第一节汽车的生产过程和工艺过程一、汽车的生产过程二、汽车制造的工艺过程及其组成1.工艺过程的概念2.机械加工工艺过程（1）工序（2）安装（3）工位（4）工步（5）走刀对于机器的制造而言，生产过程包括：•生产技术准备过程•毛坯的制造过程•零件的机械加工、热处理和其他表面处理•产品的装配、调试、检验和油漆•原材料和成品的运输与保管生产过程机械产品制造时，将原材料转变为产品的所有劳动过程。（将原材料转变为汽车产品的全过程）一、汽车的生产过程第一节汽车的生产过程和工艺过程(汽车）第一节汽车的生产过程和工艺过程钢材锻造铸造铸铁废钢辅助材料锻件铸件热处理机械加工发动机、底盘部件装配调整试验外购配套产品：轴承、电器及仪表、内饰件、工程塑料制品、轮胎…涂装、内饰后驾驶室总成涂装后车架总成铆、焊接冲压钢板总装配整车调整测试返修发动机、变速器、传动轴、前后桥、转向器…车箱安装载货汽车产品载货汽车主要生产过程第一节汽车的生产过程和工艺过程原材料汽车产品机械制造行业玻璃制造行业橡胶轮胎制品制造行业电子电器装置制造行业化工制品制造行业汽车制造企业完成生产过程中的主要零件及总成的生产生产的组织形式：按照产品（部件）专业化、工艺专业化原则组织生产。二、汽车制造的工艺过程及其组成1.工艺过程在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品或半成品的过程。1）毛坯制造工艺过程：铸造、锻造2）热处理工艺过程：提高机械性能的热处理,改善材料组织和切削加工性能的热处,消除内应力的热处理3）机械加工工艺过程：切削加工、无屑加工4）装配工艺过程：部装、总装第一节汽车的生产过程和工艺过程第一节汽车的生产过程和工艺过程2.机械加工工艺过程在机械设备上利用切削刀具或其他工具，利用机械力将毛坯或工件加工成零件的过程。由若干个按顺序排列的工序组成，而工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀等几个层次。第一节汽车的生产过程和工艺过程（1）工序：一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。（三同一连续，构成工艺过程的基本单元）划分工序的主要依据是：9工作地点（或机床）是否改变9加工是否连续方案一：对一个工件钻孔1，然后调头车外圆2；方案二：钻孔1，对一批工件；车外圆2，对一批工件。第一节汽车的生产过程和工艺过程第一节汽车的生产过程和工艺过程第一节汽车的生产过程和工艺过程（2）安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。方案一:对一个工件钻孔1，然后调头车外圆2；为了提高生产率和减小位置误差，应尽可能减少安装次数（3）工位：工件在一次装夹后，在机床上所占据的每一个工作位置上所完成的那一部分工艺过程。第一节汽车的生产过程和工艺过程实现办法：可以借助于夹具的分度机构或机床工作台（4）工步在加工表面和加工工具不变以及切削用量中的切削速度和进给量不变的情况下，所连续完成的那部分工序。（四不变一连续）第一节汽车的生产过程和工艺过程对于连续进行的几个相同的工步，称为连续工步；用几把刀具同时加工几个不同的表面，称为复合工步。图连续工步图复合工步第一节汽车的生产过程和工艺过程第一节汽车的生产过程和工艺过程液压仿形车床上车削变速器第一轴阶梯外圆(5)走刀在一个工步内，有些表面由于加工余量太大，或由于其它原因，需用同一把刀具以及同一切削用量对同一表面进行多次切削。这样刀具对工件的每一次切削就称为一次走刀。第一节汽车的生产过程和工艺过程（构成工艺过程的最小单元）第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度一、工件尺寸的获得方法二、工件形状的获得方法三、加工经济精度和表面粗糙度第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度工件的种类一、工件尺寸的获得方法1.试切法试切—测量—调整——再试切特点：生产率低，工件尺寸误差取决于工人的技术水平。适用小批生产。第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度2.静调整法在加工一批工件以前，采用对刀装置或试切的方法，先调整好刀具相对于工件或机床夹具间的正确位置，并在加工中保持其位置不变，以保证被加工尺寸的方法特点：生产率较高，加工尺寸的稳定性好，适用于大批生产。第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度3）定尺寸刀具法利用刀具的相应尺寸来保证被加工表面的尺寸。如钻头、铰刀等刀具。特点：生产率高，应用于孔、沟槽等表面的加工，适用于各种产量的生产场合第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度4）主动及自动测量控制法在加工过程中，利用测量装置、进给机构及控制系统保证被加工表面尺寸的方法。特点：生产率高，被加工尺寸误差小，且尺寸稳定性高。适用于产量大的汽车制造企业。第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度¾工件的表面形状¾表面的形成原理¾工件表面的形成方法工件表面的成形方法二、工件形状的获得方法第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度1.工件的表面形状内孔外圆平面锥面渐开线表面螺纹表面2.表面的形成原理第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度各种典型表面都可以看作是一条线(称为母线)沿着另一条线(称为导线)运动的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发生线。母线相对旋转轴线位置不同，所产生的表面也不同第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度(1)轨迹法：靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法。刀具需要一个独立的成形运动。第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度3.工件表面的形成方法第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度（2）成形法利用成形刀具对工件进行加工的方法。刀具不需要专门的成形运动。第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度（3）包络法在刀具和工件相对运动过程中，由刀具切削刃连续运动轨迹包络成工件形状的方法。有瞬心包络法（展成法）第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度无瞬心包络法第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度三、加工经济精度和表面粗糙度指在正常生产条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和使用标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的公差等级和表面粗糙度。第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和经济加工精度第三节汽车制造企业的生产类型及其工艺特征一、生产类型二、汽车产品的生产纲领三、汽车制造企业的生产类型四、汽车零件的生产纲领五、汽车零件的生产类型一、生产类型生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生产纲领来划分。1、单件生产3、大量生产2、成批生产根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的制造可分为三种生产类型第三节汽车制造企业的生产类型及其工艺特征1．单件生产：产品的产量很少，加工对象经常改变且很少重复。2．大量生产：产品的产量很大，大多数工作地长期重复地进行某种零件的某一工序的加工。3．成批生产：产品有一定的数量，工作地生产的产品品种较多，并按一定的周期分批投产。同一产品（或零件）每批投入生产的数量称为批量。根据产品的特征和批量的大小，成批生产可分为小批生产、中批生产和大批生产。第三节汽车制造企业的生产类型及其工艺特征二、汽车产品的生产纲领指企业在计划期内应生产的汽车产品产量和进度计划。第三节汽车制造企业的生产类型及其工艺特征三、汽车制造企业的生产类型汽车特征生产类型轿车、1.5吨以下载货汽车年产量（辆）载货汽车、自卸汽车年产量（辆）2‾6吨8‾15吨成批生产小批2000以下1000以下500以下中批2000‾100001000‾10000500‾5000大批10000‾5000010000‾300005000‾10000大量生产50000以上30000以上10000‾以上汽车生产厂机械加工生产类型的划分第三节汽车制造企业的生产类型及其工艺特征式中Q——产品的年产量；n——单台产品中该零件的数量；a%——备品率；b%——备品率。四、汽车零件的生产纲领1.概念：包括备品和废品在内的年产量2.计算公式：N=Qn(1+a%)(1+b%)加工零件的生产类型第三节汽车制造企业的生产类型及其工艺特征五、汽车零件的生产类型第三节汽车制造企业的生产类型及其工艺特征各种生产类型工艺过程的主要特点第二章工件的装夹和机床夹具定位：确定工件在机床上或机床夹具中占有正确位置的过程。夹紧：工件定位后，将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。装夹：将工件在机床上或机床夹具中定位夹紧的过程。几个概念第一节基准的概念第二章工件的装夹和机床夹具第二节工件的装夹方法第三节专用机床夹具的组成及其分类第四节工件在机床夹具中的定位第六节工件的夹紧和夹紧装置第七节典型的专用机床夹具教学目的：深入理解设计基准和工艺基准的含义，理解装夹方法的相关知识。了解认识机床夹具的作用、分类及其组成，理解六点定位原理。通过了解六点定位原理在生产实际中的应用，掌握六点定位原理。深入了解常用夹紧机构的典型结构和夹紧原理。第一节基准的概念基准及其类型用来确定加工对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线或面称为基准。设计基准工艺基准工序基准定位基准测量基准装配基准粗基准精基准辅助基准基准作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在（如孔和轴的轴心线，两平面之间的对称中心面等），而常常是由某些具体表面来体现的，这些表面称为基面。第一节基准的概念一、设计基准设计基准：零件图上使用的基准。分为尺寸设计基准和位置精度设计基准。设计基准是设计尺寸的起始点；位置公差标注上是关联的点、线、面。二、工艺基准零件在加工、测量、装配等工艺过程中所使用的基准。1.工序基准在工序图上用来确定本道工序加工表面尺寸、位置公差的基准。工序基准是工序图上工序尺寸、位置公差标注的起始点。第一节基准的概念2.定位基准——定位基面在加工中确定工件在机床上或机床夹具中占有正确位置的基准,即工件以什么面与机床夹具相接触，来确定工件在机床中的正确位置.粗基准：用未经加工过的表面作为定位基准。精基准：用已加工过的表面作为定位基准。第一节基准的概念3.测量基准——测量基面测量时所采用的基准，即用来确定被测量尺寸、形状和位置的基准。312测量基准与测量基面第一节基准的概念4.装配基准——装配基面装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。第一节基准的概念K第一节基准的概念基准重合的概念基准重合是产品设计人员和工艺人员都应遵循的一条基本原则。1）在产品设计时，应尽量把装配基准作为零件图样上的设计基准，以便直接保证装配精度要求。2）在零件加工时，应使工序基准和设计基准重合，以便能直接保证加工精度。3）工序基准和定位基准重合，可避免产生基准不重合误差。4）基准重合还可以避免进行尺寸换算。一、工件的装夹要求1）加工之前，工件必须正确定位，即工件相对于机床和刀具应占有正确的位置。2）加工过程中，工件必须合理夹紧，即保证作用于工件上