汽车制造工艺学1

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一、工件尺寸的获得方法
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一、工件尺寸的获得方法
4. 自动控制法 使用一定的装置,在工件达到要求的尺寸时,自动 使用一定的装置,在工件达到要求的尺寸时, 停止加工。 停止加工。 (1)自动测量:机床上有自动测量工件尺寸的装置, )自动测量:机床上有自动测量工件尺寸的装置, 在工件达到要求的尺寸时, 在工件达到要求的尺寸时,自动测量装置即时发出指令 使机床自动退刀并停止工作。 使机床自动退刀并停止工作。 (2)数字控制:机床中有控制刀架或工作台精确移动 )数字控制: 的步进马达、滚珠丝杠螺母副及整套数字控制装置, 的步进马达、滚珠丝杠螺母副及整套数字控制装置,尺 寸的获得(刀架的移动或工作台移动)由预先编制好的 寸的获得(刀架的移动或工作台移动) 程序通过计算机数字控制装置自动控制。 程序通过计算机数字控制装置自动控制。
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§1-2 工艺过程
安装(装夹) 安装是指工件经过一次装夹( 安装(装夹):安装是指工件经过一次装夹(即定 位与夹紧)后所完成的那一部分工艺过程。 位与夹紧)后所完成的那一部分工艺过程。在一个 工序中,有的工件只需装夹一次, 工序中,有的工件只需装夹一次,也有需多次装夹 的。如果从减少装夹误差及装夹工件花费的工时考 应尽量减少装夹次数。 虑,应尽量减少装夹次数。 1
例如:一个工人在车床对传动轴的加工 一个工人在车床对传动轴的加工 1
§1-2 工艺过程
夹持大头, 夹持大头,车小 头外端面、倒角、 头外端面、倒角、 外圆柱面、 外圆柱面、退刀槽
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调头夹持小头, 调头夹持小头, 车大头外端面、 车大头外端面、倒 角、外圆柱面
一 道 工 序
注意:若把 、2的车削工作分成二人,分别在二 若把1、 的车削工作分成二人 的车削工作分成二人, 若把 台机床去加工,则为二道工序。 台机床去加工,则为二道工序。 思考:若二人分别在二台机床都上做 、2工作,那么, 若二人分别在二台机床都上做1、 工作 那么, 工作, 若二人分别在二台机床都上做 应划分几个工序? 应划分几个工序?
汽车发动机制造工艺学
武汉理工大学汽车工程学院
刘志恩
教材及参考书
教材: 教材: 王宝玺 贾庆祥 《汽车制造工艺学》(第3版) 汽车制造工艺学》 机械工业出版社 参考教材: 参考教材: 王先逵 顾崇衔 《机械制造工艺学》(第2版) 机械制造工艺学》 机械工业出版社 2007. 2007.2 《机械制造工艺学》 机械制造工艺学》 2009.1 2009.
该内容将在第二章讨论。 该内容将在第二章讨论。
四、加工精度和表面粗糙度 ● 工件经机械加工后获得的表面,其尺寸、形状、相 工件经机械加工后获得的表面,其尺寸、形状、 对位置总会存在一定的加工误差。 对位置总会存在一定的加工误差。 ● 在正常的生产条件下,不同的加工方法所能达到的 在正常的生产条件下, 尺寸、形状、位置精度是一定的。 尺寸、形状、位置精度是一定的。 1. 加工经济精度是指在 加工经济精度是指在 正常的生产条件(采用符 正常的生产条件(采用符 合质量标准的设备、 合质量标准的设备、工装 和标准技术等级的工人, 和标准技术等级的工人, 不延长加工时间)下所能 不延长加工时间) 保证的公差等级。 保证的公差等级。
车身
车轮
其他零部件
§1-2 汽车生产的工艺过程 一、工艺过程的基本概念 工艺过程设计是产品设计和制造过程的中间环节, 工艺过程设计是产品设计和制造过程的中间环节, 是企业生产活动的核心, 是企业生产活动的核心,也是进行生产管理的重要依 据。 工艺过程:生产过程中直接改变生产对象的形状、尺 工艺过程:生产过程中直接改变生产对象的形状、 形状 寸、相对位置和力学物理性能等,使其成为成品或半 相对位置和力学物理性能等 成品的过程,称为工艺过程。该过程可以通过不同的 成品的过程,称为工艺过程。 工艺方法来完成,因而工艺过程又可具体分为铸造、 工艺方法来完成,因而工艺过程又可具体分为铸造、 锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、 锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、 装配等工艺过程。 装配等工艺过程。
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工件
§1-3 工件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度 一、工件尺寸的获得方法 1.试切法 . 先试切出很小一部分加工表面, 先试切出很小一部分加工表面,测量试切所得的 尺寸,按照加工要求作适当调整,再试切、测量, 尺寸,按照加工要求作适当调整,再试切、测量,如此 经过两、三次试切和测量,当被加工尺寸达到要求后, 经过两、三次试切和测量,当被加工尺寸达到要求后, 再切削整个待加工表面。 再切削整个待加工表面。
原材料 毛坯 热处理 机加工 装配 试验 调整 汽车 产品
锻造 铸造 粉末冶金 冲压
正火 退火 淬火 回火
车削 铣削 磨削 镗削
合件 组件 部件 整车
§1-1 生产过程
汽车生产模式: 汽车生产模式:
按产品专业化、工艺专业化原则组织的协作生产。 按产品专业化、工艺专业化原则组织的协作生产。
发动机 车桥
其余 外圆加工 倒角 切端面 打中心孔 1.6 0.8 倒角 键槽加工
切端面 打中心孔
§1-2 工艺过程
走刀
工艺过程
工步2 工步 …
工步1 工步
工序1 工序
工序2 工序
工序3 工序

问题: 问题:如何根据生产条件及生产规模来组织零件的制 其顺序又如何制订? 造?其顺序又如何制订? 工序:是指一个(或一组)工人,在一台机床上( 工序:是指一个(或一组)工人,在一台机床上(或 一个工作地点),对一个(或同时几个) ),对一个 一个工作地点),对一个(或同时几个)工件所连 续完成的那一部分工艺过程。 工人、工作地、 续完成的那一部分工艺过程。 工人、工作地、工 连续作业是构成工序的四个要素 是构成工序的四个要素, 件、连续作业是构成工序的四个要素,其中任一要 素改变即构成新的工序。 素改变即构成新的工序。连续作业是指在该工序内 的全部工作要不间断地连续完成。 的全部工作要不间断地连续完成。
工件齿轮
滚刀
包络线
节圆处的相对速度为0,即为瞬时转动中心, 节圆处的相对速度为 ,即为瞬时转动中心,故 称此方法为有瞬心包络法。 称此方法为有瞬心包络法。
三、工件位置公差的保证 1.找正法 . 利用测量工具及辅助工具, 利用测量工具及辅助工具 ,确定工件相对于刀具 的位置,从而保证被加工工件的位置公差。 的位置,从而保证被加工工件的位置公差。 2.夹具装夹法 . 利用专用的夹具,确定工件相对于夹具的位置, 利用专用的夹具,确定工件相对于夹具的位置, 而夹具与机床的相对位置易于保证, 而夹具与机床的相对位置易于保证,从而保证被加工 工件的位置公差。 工件的位置公差。
§1-2 工艺过程
工步: 加工表面、切削刀具、切削用量都不变的情 工步:在加工表面、切削刀具、切削用量都不变的情 况下所完成的那一部分工艺过程,称为工步。 况下所完成的那一部分工艺过程,称为工步。 三个条件中,只要有一个条件发生变化, 三个条件中,只要有一个条件发生变化,就是另 一个工步。 一个工步。 有时为了提高生产率, 有时为了提高生产率,把几个待加工表面用几把 刀具同时加工,这也可看作一个工步,称为复合工步 。 刀具同时加工,这也可看作一个工步,
加工成本
c1 c2 c3 c4
加工经济精度范围
∆1∆ 2
∆3
∆4

加工误差
2. 表面粗糙度 工件表面的几何微观不平程度。 ● 一般情况下,每种加工方法的加工经济精度,具有 相对应的表面粗糙度范围,即尺寸公差等级和表面粗 糙度等级是相对应的。 ● 在特殊情况下,加工经济精度与表面粗糙度范围不 相对应。
§1-2 工艺过程
● 机械加工工艺过程 利用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、 利用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对 位置和力学、物理性质,使其成为成品的全过程, 位置和力学 、物理性质, 使其成为成品的全过程 ,就 称其为机械加工工艺过程。 称其为机械加工工艺过程。 ● 装配工艺过程 将加工好的零件, 将加工好的零件,按一定的技术要求组合成部件 或产品,以改变零、部件之间的相对位置, 或产品 , 以改变零 、 部件之间的相对位置, 此过程被 称之为装配工艺过程。 称之为装配工艺过程。 本门课程将研究: 本门课程将研究: 机械加工工艺过程和装配工艺过程的理论和知识。 机械加工工艺过程和装配工艺过程的理论和知识 。
第一章 绪2 工艺过程 §1-3 工件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度 §1-4 生产类型与工艺特征 掌握:基本概念、名词、 掌握:基本概念、名词、术语
§1-1 生产过程 生产过程是指将原材料转变为汽车产品的全过程 。 生产过程 是指将原材料转变为汽车产品的全过程。 是指将原材料转变为汽车产品的全过程 包括原材料的运输、产品的技术生产准备、毛坯的制造、 包括原材料的运输、产品的技术生产准备、毛坯的制造、 零件的机械加工及热处理、部件及产品的装配、检验、 零件的机械加工及热处理、部件及产品的装配、检验、 调试、油漆与包装,产品的销售和售后服务等。 调试、油漆与包装,产品的销售和售后服务等。
二、工件形状的获得方法 1.轨迹法 . 利用切削运动中刀 尖的运动轨迹形成被加 工表面的形状。 工表面的形状。
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2.成形法 . 利用成形刀具刀刃的几何 形状切削出工件的形状。 形状切削出工件的形状。
二、工件形状的获得方法
3. 展成法(包络法) 展成法(包络法) 利用刀具和工件作展成切削运动时, 利用刀具和工件作展成切削运动时,刀刃 在被加工表面上的包络面形成成形表面。 在被加工表面上的包络面形成成形表面。
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往复平动
磨条
工件
外圆表面加工方案及其经济精度
加工方案 经济精度 公差等级 (IT) 11~13 半精车 精车 滚压(或抛光) 粗车→半精车→磨削 粗磨→精磨 超精磨 粗车→半精车→精车→金刚石车 粗车→半精车→粗磨→精磨→镜面磨 精车→精磨→研磨 粗研→抛光 8~9 6~7 6~7 6~7 5~7 5 5~6 5级以上 5级以上 5级以上 表面粗糙度 Ra(µm) 20~80 5~10 1.25~2.5 0.04~0.32 0.63~1.25 除不宜用于有色金属 外,主要适用于淬火钢 0.16~0.63 件的加工 0.02~0.16 0.04~0.63 0.01~0.04 0.01~0.04 0.01~0.16 主要用于有色金属 主要用于高精度要 求的钢件加工 适用于除淬火钢以外 的金属材料 适用范围
§1-2 工艺过程
二、工艺过程的组成 组成工艺过程的基本单元是工序。工序是由工步、 组成工艺过程的基本单元是工序。工序是由工步、 走刀、安装(装夹)及工位组成的。 走刀、安装(装夹)及工位组成的。
机械加工工艺过程和装配工艺过程都是由按一定顺序排列的 工序组成的。对于机械加工工艺过程, 工序组成的。对于机械加工工艺过程,毛坯依次通过各道工序 逐渐变成所需要的零件。 逐渐变成所需要的零件。 12.5
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复合工步
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§1-2 工艺过程
工位:当应用转位(或移位)加工的机床(或夹具) 工位:当应用转位(或移位)加工的机床(或夹具) 进行加工时,在一次装夹中,工件(或刀具) 进行加工时,在一次装夹中,工件(或刀具)相对机 床要经过几个位置依次进行加工, 床要经过几个位置依次进行加工,在每一个工作位置 上所完成那一部分工艺过程,称为工位。 上所完成那一部分工艺过程,称为工位。 例如:在旋转工作台 在旋转工作台 位和2位分别对 上,1位和 位分别对 位和 工件进行不同部位或 内容的加工, 位为装 内容的加工,3位为装 卸工件, 卸工件,则工件加工 有三个工位。 有三个工位。 3 1
一、工件尺寸的获得方法 2.定尺寸刀具法 . 用具有一定尺寸精度的刀具(如铰刀、扩孔刀、 用具有一定尺寸精度的刀具(如铰刀、扩孔刀、 钻头等)来保证工件被加工部位(如孔)的尺寸精度。 钻头等)来保证工件被加工部位(如孔)的尺寸精度。
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3. 调整法 利用机床上的定程装置或对刀装置或预先调整好的 刀架,使刀具相对于机床或夹具达到一定的位置精度, 刀架,使刀具相对于机床或夹具达到一定的位置精度, 然后加工一批工件。 然后加工一批工件。 在大批量生产中,多用定程挡块、样件、 在大批量生产中,多用定程挡块、样件、样板等对 刀装置进行调整。 刀装置进行调整。
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