第1章汽车制造工艺过程基本知识

第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础汽车制造工艺基础重庆机电职业技术学院王永伦等制作整理第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础汽车制造工艺基础第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础本课程的性质和任务1.是车辆（汽车）工程专业学生必修的一门主干技术基础课程。2.获得汽车制造工艺（零件机加工和装配工艺）的基础知识、基本理论，为后续的专业课学习和相关实践奠定基础。3.初步了解车辆（汽车）零件机械加工和装配工艺规程和汽车生产工艺过程，为学生毕业后从事汽车制造、装配与维修奠定工艺基础知识。第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础本课程的主要内容1.汽车制造工艺过程基本知识2.机床夹具3.工件的定位与装夹4.汽车零件的机械加工质量5.机械加工工艺规程6.汽车典型零件制造工艺7.汽车装配工艺基本知识8.车架、车轮制造工艺9.汽车车身制造工艺10.汽车制造轻量化第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础汽车工业在国民经济中的地位【提供交通运输工具】【促进经济发展】纺织交通运输电子电器通讯出版印刷网络媒体文化娱乐冶金建筑材料环保设备军事装备能源机器制造农业化工汽车制造业汽车制造业第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础汽车制造的主要方法传统制造方法热加工：铸造、锻压、焊接、热处理、表面改性等。冷加工：切削、冲压、特种加工等。现代制造技术以机械为主体，交叉融合了光、电、声、信息、材料、管理等学科的综合体，并与社会科学、文化、艺术等关系密切。第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础第1章汽车制造工艺过程基本知识◆汽车生产过程和工艺过程及其组成◆汽车零件机加工工序概念及其划分◆汽车生产的组织形式及企业生产纲领的制定和计算◆汽车零件毛坯形状的获得方法◆汽车零件机械加工尺寸和形状及其精度的获得方法【主要内容】第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础第1章汽车制造工艺过程基本知识●了解汽车生产过程和工艺过程及其组成●掌握零件机加工工序概念及其划分●掌握汽车零件毛坯形状的获得方法●掌握汽车零件机加工尺寸和形状及其精度的获得方法●熟悉企业生产纲领的制定和计算【学习目标】第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础汽车是由上万个零件组成的在公路上奔驰的机器。汽车主要由许多零件组成的发动机、底盘、车身三大总成构成。汽车的生产特点是产量大，品种繁多，质量要求高，涉及行业广。1.1汽车生产过程及工艺过程第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础一、汽车生产过程指将原材料或半成品通过各种加工工艺过程制成汽车零件，并将零件装配成各种总成，最后将总成组装为整车的全过程。图1-1所示为汽车生产过程流程图。1.1.1汽车生产过程及其组成第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础汽车生产过程流程图第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础二、汽车生产过程的组成主要由基本生产过程、辅助生产过程、服务和技术准备生产过程等组成。它们之间是有机联系的环节，缺一不可。1.基本生产过程：毛坯制造（铸、锻）、零件机加工、毛坯和毛坯热处理、总成和整车装配。是中心环节。2.辅助生产过程：动能、非标设备及工艺等生产准备。3.服务及生产和技术准备过程：运输、采保、产品销售与服务。第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础一、汽车制造工艺过程在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为半成品或产品（汽车）的全过程。包括：1.毛坯制造工艺过程；2.零件机加工工艺过程；3.热处理工艺过程；4.总成及整车产品装配工艺过程。1.1.2汽车生产工艺过程及组成第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础通过铸造、锻造等方法将原材料制成一定形状和尺寸的铸件、锻件的工艺过程。包括：金属材料成型工艺及塑料、粉末冶金成型工艺，统称为毛坯形状获得的工艺。如：发动机气缸体、变速器箱体、后桥壳等铸件毛坯，连杆、齿轮······等铸、锻件毛坯。1．毛坯制造工艺过程第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础指用热处理方法（如退火、正火、调质、淬火、回火、表面热处理等），改变毛坯或零件的使用性能和工艺性能，挖掘材料性能潜力，提高产品质量，延长使用寿命的工艺过程。如汽车零件制造中的铸锻件毛坯、曲轴、齿轮等的各种热处理。2．热处理工艺过程第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础指在机床设备上利用切削刀具或其他工具，将毛坯或工件加工成零件的工艺过程。它是进一步改变毛坯形状和尺寸的过程，也称其为提高零件尺寸精度和表面质量的工艺过程。如汽车零件制造中常采用的车、钻、刨、铣、拉、镗、铰、磨、超精加工和齿轮轮齿加工中的滚齿、插齿、剃齿、拉齿以及无屑加工中的滚挤压、轧制、拉拔等。3．机械加工工艺过程第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础将半成品或成品通过焊接、铆接等方式连接成部件或将零件按一定装配技术要求装配成部件(总成)或汽车整车的工艺过程。它是改变零件、总成或部件间相对位置的过程。如车架、发动机、变速器等总成的装配和汽车整车的装配。4．装配工艺过程第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础二、工艺过程的组成工艺过程是由按一定顺序排列的若干工序组成。工序是工艺过程的基本组成部分，是加工生产计划中的基本单元。工序包括：1.安装2.工位3.工步（复合工步）4.走刀第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础1.工序概念指一个(或一组)工人，在一个工作地(机床设备)上，对同一个(或同时对几个)工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据是工作地是否改变和加工是否连续完成（顺序或平行）。如后图所示的铣削加工汽车变速器输入轴毛坯大、小头两端面的不同情况。第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础工序Ⅱ工序Ⅰa）在一台专用铣床上用两把铣刀同时铣削大、小头端面，属一道工序一次安装平行完成两端面加工。b）在两台普通卧式铣床上分别铣削大、小头端面，属二道工序各一次安装先后完成两端面加工铣削变速器输入轴两端面简图第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础c）在一台普通卧式铣床上，工件在机床夹具I上铣削大头端面，然后将工件调头装夹在同一机床夹具Ⅱ上，再铣削小头端面，属一道工序两次装夹完成；如采用回转工作台将工件装夹在铣床夹具上，先后铣削大、小头端面，属一道工序一次装夹在一台铣床上连续(顺序)完成大、小头两端面加工。铣削变速器输入轴两端面简图第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础2．工序内容包括：安装、工位、工步和走刀。1）安装工件每次装夹后完成的那一部分工序内容。如图1-2a）所示：在一台卧铣上一次安装平行完成大、小头两端面加工；图b）在二台卧铣上各一次安装，分别完成大、小头端面加工；图c）在一台卧铣上连续铣大、小头，属一道工序一次安装（用夹具或转位工作台）；如采用掉头先后完成大、小头加工，属二次安装。第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础2）工位一次装夹后，工件与机床夹具或设备的可动部分一起相对于刀具或设备固定部分的位置变动后所占据的每一个位置上所完成的那一部分工艺过程。3124工件在回转工作台上加工示意图工位1--装卸工件工位2—钻孔工位3—扩孔工位4—铰孔（换言之：通过分度或移位装置改变加工位置时每一位置上完成的加工内容）第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础工位的变换可借助机床夹具分度机构或工作台的移位或转位来实现。如左图示：在卧铣床的回转工作台夹具上，采用一道工序一次安装二个工位连速加工，比采用一道工序二次安装掉头加工更省时，效率更高，位置误差更小。工件在回转工作台上加工示意图第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础3）工步加工表面、刀具、切削用量不变的情况下连续完成的那一部分工位内容（工艺过程）。如图1-4所示为五个工步。复合工步采用多把刀具同时加工工件的几个表面的工步内容。如图1-5所示：在立轴转塔车床上用多把调整好的刀具由一个复合工步完成钻孔及多个外圆和端面的加工。车削变速器第一轴阶梯外圆五个工步中完成1、2、3、4、5个表面的车削加工工件在立轴转塔车床上加工零件第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础4）走刀切削刀具在加工表面切削一次所完成的工步内容。走刀示意图第一次走刀第二次走刀根据被切除的金属厚度不同，一个工步可以包括一次或数次走刀。如图1-6所示第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础1.1.3汽车生产的组织形式现代汽车制造业都以专业化分工与协作的方式组织规模化生产。一、生产纲领按市场需求和自身的生产能力，企业在一定计划期内（如一年）所应当生产的产品产量和进度计划。生产纲领是制订和修改工艺规程的重要依据。汽车零件年生产纲领一般按下式计算：N=Qn（1＋a﹪）（1+b﹪）Q-产品年生产计划（辆）；a﹪-备品率；n-一辆（台）产品中的b﹪-废品率；相同零件数第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础二、生产类型及其工艺特征根据企业（车间）专业化生产程度的不同和生产纲领中产品年产量的不同，汽车产品和零件的生产类型划分为：1.大量生产2.成批生产3.单件生产生产类型取决于产品特征（重、中、轻、微、轿）和生产纲领。汽车制造厂生产类型与生产特征及年产量之间的关系，如表1-1所示。第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础表1-1汽车制造厂机械加工车间生产类型的划分汽车特征生产类型轿车或1.5t以下商用车年产量（辆）商用车或特种车年产量（辆）2～6t汽车8～15t汽车单件生产各类汽车新产品的试制，数量一般为一辆或几十辆成批生产小批量2000以下1000以下500以下中批量2000～100001000～10000500～5000大批量10000～5000010000～300005000～10000大量生产50000以上30000以上10000以上第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础1．大量生产指每年生产的产品品种单一稳定，每个产品年产量很大，一台机床设备可长期固定地重复进行某个或某几个相似零件的某一道工序内容的加工。例如汽车、轴承、空调、彩电等的制造，一般都是以大量生产方式进行的。第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础2.成批生产每年生产的汽车产品品种较多，每种产品产量较大，产品或零件呈周期性地成批投入生产。如：每台机床或工地担负较多工序，成批轮番完成不同零件或同一零件相似工序的加工。成批生产又可分为：大批、中批、小批生产。大批生产和大量生产的工艺特征相似；小批生产又和单件生产工艺特征相似。故常称：大批大量生产和单件小批生产。一般轿车制造多属大量生产；中、轻型货车制造多属大批量生产；重型车、特种车制造多属中批量生产。第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础3．单件生产指每年生产的产品品种多而不确定，每个品种数量少而不确定，每台设备或工作地单个地生产不同的产品，很少重复。例如重型机器制造、专用设备制造以及汽车制造厂中的新产品试制等均属单件小批生产。第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础汽车上许多零件是由铸造、模锻和冲压制成的。▼气缸体、活塞、变速器箱体、轮毂等零件，采用铸造毛坯，再经过机加工制成零件的；▼连杆、齿轮、前轴等零件，采用模锻件毛坯，再经过机加工制成零件的；▼车身覆盖件、车架等采用冲压方法制成半成品和成品的。锻造和冲压件占了汽车重量的70%左右。铸造、锻造和冲压加工技术在汽车生产过程中占有举足轻重的地位。1.2汽车零件毛坯形状的获得方法第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础一、铸造成型过程及其优点1．铸造将液态金属浇注到具有与零件形状尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后而获得铸件毛坯或零件的工艺方法，称为铸造。按成型特点不同，铸造可分为：1.2.1铸造工艺简介铸造砂型铸造特种铸造熔模铸造金属型铸造压力铸造离心铸造实型铸造第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺基础2.铸造成型工艺过程以砂型铸造为例：熔炼金属制造铸型浇注冷却凝固取出铸件清沙去除浇冒口检验热处理入库第1章汽车制造工艺过程基本知识汽车制造工艺