1第1章汽车制造工艺过程基本概念

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一、工件尺寸的获得方法
• 4.主动及自动测量控制法
在加工的过程中，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， 称为主动及自动测量控制法。 • 这种尺寸获得方法有两类。 一类是使用机械式测量装置测 量被加工表面尺寸，由工人操 纵手动进给机构控制被加工表 面尺寸。 • 图1-7所示为在汽车轴类零 件外圆磨削中常使用的挂表式 主动测量控制装置。
• 1. 工序 • 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 接完成的那一部分工艺过程，称为工序。 • 工序划分的最主要依据是，工作地是否改 变，对一个工件不同表面的加工是否连续 (顺序或平行)完成。 • 例如，图为铣削汽车变速器第一轴毛坯大、 小头两端端面简图。
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一、工件尺寸的获得方法
• 2. 静调整法 • 在加工一批工件之前,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，称为静调整法。 • 图1-6所示为用镗刀镗削活塞销孔简图。加工前， 先用图a所示的镗刀调整器，将镗刀头调整到一定 的伸出长度，然后加工一批活塞销孔。 • 这种方法的优点是，生产率高，并且加工尺寸的 稳定性也较高。适合于产量较大的场合，广泛用 于半自动机床和自动线上的加工。
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二、工件形状的获得方法
• 图1-8所示为采用仿形法车削凸轮轴凸轮外形的机构图。 • 车刀2装夹在横向进给 溜板7的车刀刀夹9上， 车刀2的运动轨迹是由 靠模凸轮3和凸轮4 实现的。 • 当凸轮3和凸轮(工件)1 同步回转时，由于凸轮 3曲率半径的变化，使 横向进给溜板带着车刀 一起实现横向进给车削 凸轮轴凸轮外形。
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二、汽车制造的工艺过程及其组成
• 3. 工位 • 为了完成一定的工序内容，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的固定部分 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，称为工位。 • 工位的变换可借助于机床夹具的分度机构或机床设备工作 台的移位或转位来实现。 • 图1-4所示为在普通卧式铣床的回转工作台夹具上，在一 次安装的两个工位中分别铣削出变速器第一轴大、小头两 端面的简图。 • 与图1-3c所示加工方案比较，采用一道工序一次安装、两 个工位加工方案的优点是，节省了装卸工件的时间，提高 了生产率，而且在采用毛坯表面装夹条件下，一次安装中 的不同工位加工的大、小头两端面间的位置误差较小。
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二、汽车制造的工艺过程及其组成
• 无屑加工是使用滚挤压工具对生产对象 施加压力，使其产生塑性变形而成形和强 化表面的加工方法，如汽车零件制造中采 用的热轧齿轮轮齿、冷轧和冷挤齿轮轮齿， 滚挤压轴零件外圆和内孔等。 • 按规定的装配技术要求，将零件或总成 (部件)进行配合和连接，使之成为半成品或 成品的工艺过程，称为装配工艺过程。它 是改变零件、装配单元(总成或部件)间的相 对位置的过程，分为总成或部件的装配(分 装或部装)和汽车产品的总装。
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3 2 1 4
多工位加工
1：装卸工件 2：钻孔 3：扩孔 4：绞孔
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二、汽车制造的工艺过程及其组成
• 4. 工步 • 在加工表面、切削刀具和切削用量中的主轴 转速及进给量不变的情况下，所连续完成的那一 部分工艺过程，称为工步。 • 图1-5a所示为使用一把车刀，采用同一切削用量 顺序车削变速器第一轴外圆表面1、2、3、4、及 5（用粗实线表示的表面），是在五个工步中完成 车削加工的。在产量很大的情况下，为了提高生 产率，如图1-5b所示在液压仿形车床的上刀架上 使用一把车刀按着样板的形状连续地对五个外圆 表面进行顺序车削，另在下刀架上使用两把切槽 刀同时完成车削端面及槽，即使用几把刀具同时 加工几个表面，称为(一个)复合工步。
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二、汽车制造的工艺过程及其组成
• 机械加工和装配工艺过程，都是由若干 道按一定顺序排列的工序组成的。在机械 加工过程中，毛坯顺序通过一系列工序的 机械加工，逐渐变成所需要的汽车零件。 工序是组成工艺过程的最基本单元。在一 道工序中，它又分为安装、工位和工步等 内容。
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二、汽车制造的工艺过程及其组成
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一、工件尺寸的获得方法
• 3. 定尺寸刀具法 • 利用刀具相应尺寸来获得被加工表面尺寸 的方法，称为定尺寸刀具法。例如钻、铰 孔、拉孔等均属于定尺寸刀具法获得工件 尺寸的方法。 • 这种尺寸的获得方法生产率高，被加工表 面的尺寸精度主要取决于刀具的尺寸精度 等因素。 • 这种方法常应用于孔、沟槽等表面的加工， 适用于各种产量的生产场合。
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一、工件尺寸的获得方法
• 4.主动及自动测量控制法
在磨削前，先将测量装置用百分表 按标准样件尺寸校对成零点。在磨削 外圆时，装置的三个触点与被磨削外 圆表面相接触，其中一个活动触点量 杆5端面与百分表触头接触。随着被磨 削表面尺寸逐渐减小，百分表指针向 一个方向不断摆动，当指针到达预调 整的零点时，退出砂轮，磨削完毕。 • 另一类是使用测量装置、进给机 构和控制系统组成的自动测量控制循 环系统，实现对被加工表面尺寸的自 动控制。这种系统常应用在半自动及 自动内、外圆磨床和数控机床上。采 用这种尺寸获得方法，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。
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二、汽车制造的工艺过程及其组成
• 2. 安装 • 工件在一道工序中通过一次装夹后所完 成的那一部分工艺过程称为安装。一道工 序中可以有一次或几次安装。 • 如图1-3所示，图a和图b均为一道工序中只 有一次安装；图c为一道工序中有两次安装。 与图a加工方案比较，图c加工方案的缺点 是，生产率低，而且在两次装夹中分别铣 削出的大、小头端面间的平行度误差较大。 • 因此，对于有位置公差要求的表面，应在 一次安装中加工出来。
汽车制造工艺学
江苏大学机械工程学院
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本课程主要内容
• • • • • • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 汽车制造工艺过程的基本概念 工件的装夹和机床夹具 汽车零件表面的加工方法 汽车零件的机械加工质量 尺寸链原理与应用 机械加工工艺规程的制定 汽车产品设计的工艺性 典型零件制造工艺
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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
一、汽车的生产过程 制造广义理解：制造 = 生产 生产过程从原材料→成品直接起作用的那部分工作内容，包括毛坯制造、零件 加工、产品装配、检验、包装等具体操作 汽车的生产过程是指将原材料转变为汽车产品的全过程。由于汽车是一种 复杂的机械产品，汽车产品的类型繁多，组成汽车产品的零部件数量也非常多， 一些零件及总成的技术要求较高，所以汽车产品的生产过程也较为复杂。图11轿车为例，表示出的汽车主要生产过程的图。 从图中可以看到，汽车的生产过程包括了毛坯 (铸件、锻件等)的制造、零 件的机械加工、毛坯和零件的热处理、总成(或部件)的装配和汽车产品的总装 配等基本生产过程。 基本生产过程是汽车生产中的中心环节。在生产过程中，除上述所指出的 基本生产过程外，还包括保证生产过程能正常进行所必需的其他一些过程，如 动能(压缩空气、蒸汽、煤气等)的生产、非标准设备及工艺装备的生产等，一 般称为辅助生产过程。 此外，为保证生产过程的正常进行和产品质量,还包括各生产环节之间的运 输、保管、产品的销售及售后服务等服务生产过程和生产及技术准备的生产过 3 程。
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4. 工步
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第二节 汽车零件尺寸及形状的获得方法 和加工经济精度
• 汽车零件表面都有一定的尺寸、形状和 位置公差要求。一般，这些加工要求都是 通过切削加工获得的。在本节中，将着重 介绍零件尺寸和形状的获得方法，以及简 要介绍零件表面间位置公差的保证。
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一、工件尺寸的获得方法
• 通过切削加工方法获得工件尺寸的方法有以下四 种: • 1.试切法 • 为获得规定的工件尺寸，加工时必须保证刀 具相对于工件间具有正确的相对位置。通过试切、 测量、调整、再试切，经多次反复进行到被加工 尺寸达到要求为止的方法，称为试切法。 • 由于需要多次试切、测量和调整，所以生产率很 低。获得加工尺寸的稳定性和加工误差大小，主 要取决于工人的技术水平。这种尺寸获得方法适 合于单件和几件工件的加工。
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二、汽车制造的工艺过程及其组成
• 工艺过程是指，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，使其成为成品或半成品的过程。 （制造中与产品生成直接有关的生产过程常被称为工艺过 程） • 在汽车制造的工艺过程中，包括了毛坯(铸件、锻件等) 的工艺过程、材料改性与处理、零件的机械加工工艺过程、 总成或部件及汽车产品的装配工艺过程等。 • 将原材料通过铸造和锻造方法制造成铸件和锻件，分别称 为铸造和锻造工艺过程，统称为毛坯制造工艺过程。 • 铸造是将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔中，待其 凝固后得到一定形状、尺寸和性能铸件的方法。 • 锻造是在压力设备及工模具的作用下，使金属坯料产生 局部或全部的塑性变形以获得一定形状、尺寸和质量的锻 件的方法。 • 材料改性与处理：热处理、电镀、转化膜、涂装、热喷涂
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第一节 汽车的生产过程和工艺过程
• 其他如橡胶轮胎制品、玻璃制品(电子电器装 置等由产品专业化企业(或公司)完成生产。 • 在汽车制造企业(或公司)内部，按产品专业化 和工艺专业化原则，设置铸造、锻造、热处理、 发动机(或柴油机)、变速器或传动器、驱动桥、 转向器等子公司或车间，它们可以制造不同车型 的多种毛坯或总成，以利于保证制品的制造质量 和降低制造成本等。 • 因此，汽车产品的生产过程较为复杂，一家 汽车制造企业(或公司)只是完成了汽车产品生产 过程的主要部分，而汽车产品的生产过程是由汽 车制造企业(或公司)与配套企业(或公司)共同完成 的，是由社会大协作生产完成的。
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二、工件形状的获得方法
• 在汽车零件制造中，获得零件形状的方法有以下三种： • 1. 轨迹法 轨迹法是依靠刀具运动轨迹来获得所需工件形状的方 法。例如在车床和外圆磨床上加工外圆柱表面等，都属 于轨迹法的典型实例。 •Biblioteka Baidu汽车零件切削加工时 还有一类是刀具按着靠模 或样板(样件)装置进给， 实现对工件形状加工的 轨迹法，称为仿形法。 • 如在液压仿形车床上车 削阶梯轴，在凸轮轴 仿形车床和仿形磨床 上加工凸轮轴凸轮等。
压力加工
车身装配
油漆
内部装饰
变速箱装配 锻造 热处理 机械加工
熔化
自动线
发动机装配
发动机试验
浇铸 造型
油漆
机械加工 热处理 驱动桥装配
底盘装配
车身安装 最后试验
压铸
轮胎装配
图1-1 轿车主要生产过程图
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第一节 汽车的生产过程和工艺过程
• 汽车是一个复杂的机械产品。汽车产品 的生产涉及到多个行业，如机械制造行业、 玻璃制造行业及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 业等。 • 一家汽车制造企业(或公司)是不可能承 担全部零件及总成的生产的。一般，它只 完成生产过程中的主要零件及总成的生产， 如发动机、变速器、驱动桥、车架、驾驶 室等总成的主要零件制造和总成的装配。
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二、汽车制造的工艺过程及其组成
• 在机床没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，称为 机械加工工艺过程。机械加工工艺过程主要是改 变生产对象的形状和尺寸的过程。 • 根据机械加置中有无切屑，可以分为切削加工 和无屑加工两类。切削加工是利用切削刀具从生 产对象(工件)上切除多余材料的加工方法， • 如在汽车零件制造中常采用的车削、钻削、铰 削、铣削、拉削、镗削、磨削、研磨、抛光、超 精加工和齿轮轮齿加工中的滚齿、插齿、剃齿， 以及锥齿轮轮齿加工中的铣齿、拉齿等。
1. 工序
• 图a所示是在专用铣削轴端面机床上，使用两 把面铣刀同时铣削大、小头两端面的简图，是在 一道工序中平行完成两端面加工的。
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1. 工序
• 图b所示为采用普通卧式铣床,依次在两台铣 床上分别铣削大、小头端面，是在两道工 序中完成铣削大、小头端面的。
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1. 工序
• 图C所示为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,再次进给铣削小头端面，是 在同一台铣床上连续(顺序)完成铣削大、小头两 端面的，属于一道工序。