汽车制造工艺.docx

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汽车制造工艺

1.机械加工工艺过程主要分为工序、安装、工位、工步、走刀等工作内容。

1）工序：

工艺过程的基本单元，它是指一个（或一组）工人，在一台设备上（一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分加工过程，称为工序。

2）安装：

同一道工序中，零件在加工位置上装夹依稀所完成的那一部分工序，称为装夹。

安装是工序的一部分。

在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又可以减少由于多次安装带来的加工误差。

3）工位：

采用转塔加工设备或转位工作台进行零件加工时，零件一次安装后，零件（或刀具）相对于机床有多个不同位置。

零件在每个位置上完成的那一部分加工过程，称一个工位。

采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。

4）工步：

工步是工序的组成单位。

零件在一次安装中，在被加工的表面、切削用量（指切削速度、进给量）、切削刀具均保持不变的情况下所完成的那部分工序，称工步。

当其中有一个因素变化时，则为另一个工步。

当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步

5）走刀:

零件在一次安装后，在一个工布内，被加工的某一表面，由于余量较大时，需要进行多次切削，每进行切削一次，称一次走刀

2.生产类型与生产方式

生产类型（生产规模）是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，一般分为：

1、单件生产单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。

汽车产品的试制阶段；

2、成批生产一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。

每批制造的相同产品的数量称为批量。

成批生产又可分为：

小批生产、中批生产和大批生产。

中、重型载货汽车生产。

3、大量生产产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。

汽车、汽车发动机、汽车上大部分零件加工。

3．不同生产类型的工艺特征

4.合金的铸造性能

合金在铸件过程中所表现出来的性能统称为合金的铸造性能，主要是指流动性、收缩性、偏析性和吸气性。

1、流动性：

液态金属的流动性好，充型能力强，能浇出形状复杂、薄壁的铸件，避免产生浇不足、冷隔等缺陷；液态金属的流动性好，有利于金属液中气体和夹杂物的上浮和排除，可减少气孔、渣眼等缺陷；液态金属的流动性好，铸件在凝固及收缩过程中，可得到来自冒口的液态合金的补充，可防止铸件产生缩孔、缩松等缺陷。

2.收缩性合金的收缩分为三个阶段：

液态收缩阶段

凝固收缩阶段

固态收缩阶段

影响铸件收缩的主要原因有：

合金成分

浇注温度

铸型和铸件结构

3.偏析及吸气性铸铁中出现化学成分不均匀的现象称为偏析。

汽车铸造分成砂型铸造和特种铸造两大类

5.分型面的选择原则

（1）分型面应尽量采用平直面

（2）分型面数量应尽量减少

（3）尽量将铸件全部或大部分放在同一个砂型中

（4）应尽量减少型芯和活块的数目

（5）分型面一般选在铸件的最大截面上

6.锻造的特点

1）金属材料经过锻压后，可改善组织，提高力学性能。

铸态材料经过锻造、轧制或挤压后，可使铸态组织的一些缺陷如气孔、缩孔等压合，晶粒细化，性能提高。

2）锻造加工主要依靠金属在塑性状态下体积的转移，不需要切出金属。

因此，锻件的材料利用率高，流线分布合理，工件强度高。

3）用轧、拉、挤、压等加工方法制得的坯料或零件具有力学性能好，表面光洁、精度高、刚度大等特点，可做到少切削、无切削。

4）除自由锻外。

其它锻压加工容易实现机械化、自动化，具有较高的生产率，其中尤以轧、拉、挤等工艺最为明显。

4）锻压生产是使金属在固态下流动形成的，因此变形量不宜太大，工件的形状不能太复杂；而且锻压设备和模具等投资较大；其中有些加工方法，如自由锻，其表面质量稍差，生产率也较低。

7.获得加工精度的方法和经济加工精度

（1）试切法即经过数次试切、测量，直至达到要求尺寸。

（2）定尺寸刀具法用刀具的尺寸保证工件的加工尺寸。

（3）调整法预先调整好的刀具位置，然后加工一批工件。

（4）自动控制法自动测量在工件达到要求时，自动测量装置使机床自动退刀并停止工作。

机械加工获得工件形状精度的方法

（1）轨迹法由切削运动中刀尖轨迹形成被加工表面的形状。

（2）成形法由成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。

（3）展成法刀具和工件作展成切削运动时，由刀刃在被加工表面上的包络面形成成形表面。

机械加工精度

加工精度：

零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。

符合程度越高则加工精度就越高。

加工误差：

零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度称为加工误差。

加工误差的大小表示了加工精度的高低，加工误差是加工精度的度量。

“加工精度”和“加工误差”是评定零件几何参数准确程度的两种不同概念。

生产实际中用控制加工误差的方法或现代主动适应加工方法来保证加工精度。

8.加工原理误差

加工原理误差是由于采用了近似的切削运动或近似的切削刃形状所产生的加工误差。

例如：

滚齿就是一种近似的加工方法；车螺纹；数控机床加工圆弧面。

9.误差敏感方向。

把对加工误差影响最大的那个方向（即通过刀刃的加工表面的法线方向）称为误差敏感方向。

平面磨床、尤门刨床这时是误差敏感方向。

机床误差是指在无切削负荷下，来自机床本身制造误差、安装误差和磨损，主要包括主轴回转误差、导轨误差、传动链误差。

主轴实际回转轴线对理想回转轴线漂移在误差敏感方向上的最大变动量称为主轴回转误差。

产生图（a），端面中凸或中凹的主要原因是横进给刀架导轨与主轴回转轴线不垂直．或横导轨在水平面的不直度引起的。

产生图（b）端面凸轮状的主要原因是主轴的轴向窜动，或横导轨在水平面的不直度。

10.控制机床误差的措施

（1）减小导轨误差的方法：

提高刚度、耐磨性；滚动导轨、静压导轨；

（2）减小主轴回转误差的方法：

滑动轴承、静压轴承；主轴部件做动平衡；

（3）防止机床磨损的方法：

润滑油；设防护罩；滚动或静压导轨轴承；使用耐磨材料；

11.误差复映规律

车床上加工具有偏心的毛坯，偏心坯加工后得到的表面仍然是偏心的，即毛坯误差是被复映下来，只不过是误差减少了，这称为是误差复映规律。

12.镗杆刚度对工件的影响

只考虑镗杆刚度的影响，试在如图所示中画出四种镗孔方式加工后孔的几何形状，并说明为什么？

（a）镗杆送进，有后支承；（b）镗杆送进，没后支承。

（c）工作台送进；（d）在镗模上加工

13.控制工艺系统受热变形主要措施

（1）工艺措施合理安排工艺过程（粗、精分开）；保持工艺系统的热平衡；控制环境温度（20°）；施加切削液；

（2）采取补偿措施（图3-24）（3）改进机床结构（图3-25）。

14.保持工艺系统热平衡：

工件、刀具、机床热平衡。

15.残余应力（又称内应力）

残余应力（又称内应力）是指当外部载荷去除以后，仍然残存在工件内部的应力。

工件产生内应力的根本原因，是由于零件材料不均匀的体积变化，它来源于：

1）零件不均匀的加热和冷却；

2）零件材料金相组织的转变；

3）强化时塑性变形的影响。

16.自由度分析

17.组合定位分析

几种不同组合形式的定位分析:

一个平面和二个与其垂直（即一面两孔）的孔的组合

一个平面和二个与其垂直的外圆柱面的组合

一个孔和一个平行于孔中心线的平面的组合

18.心轴定位误差分析工件以内孔表面定位时的定位误差

工件孔与定位心轴（或销）采用间隙配合，以孔中心线为工序基准时的定位误差计算。

当工件装夹到心轴上时，工序基准、定位基准都是中心线，基准重合；工件孔和心轴是间隙配合，有制造误差，则：

e不=0e定=e不+e基=e基。

心轴垂直放置，如图（a），按最大孔和最小轴求得孔中心线位置的变动量为

心轴水平放置，如图（b）所示，由于自重，工件始终靠往心轴一边下垂，此时孔中心线的变动是铅垂方向，其最大值为：

1、工件以平面定位时的定位误差

图示★为在镗床上加工箱体的A、B两通孔时的定位情况（因是通孔，所以不需要止动定位基准），要保证尺寸A1、A2和B1、B2。

加工时刀具位置经调整好不再改变，因此对加工一批工件来说，被加工的A、B二孔表面相对夹具的位置不变。

加工孔A时，尺寸A1的工序基准和定位基准均是D面，基准重合，所以

e不（A1）＝0

定位基准面D有角度制造误差±Tβ/2，根据基准位置误差的定义有：

e基（A1）=2H.tanTβ

所以

e定（A1）=e不（A1）+e基（A1）=2H.tanTβ

尺寸A2的工序基准是E面，定位基准是C面，基准不重合，根据基准不重合误差的定义有：

e不（A2）＝TL2

假定定位基准C面制造得平整光滑，则同批工件的定位基准位置不变，此时就有：

e基（A2）＝0所以

e定（A2）=e不（A2）+e基（A2）=TL2

加工孔B1时，尺寸B1的工序基准是F面，定位基准是D面，基准不重合，根据定义有：

e不（B1）＝TL1

e基（B1）=2H.tanTβ

所以

e定（B1）=e不（B1）+e基（B1）=TL1+2H.tanTβ

尺寸B2的工序基准和定位基准均是C面，基准重合，此时有：

e不（B2）＝0

e基（B2）＝0

所以

e定（B2）=e不（B2）+e基（B2）=0

工件以平面定位时，在大多数情况下，不考虑定位基准面和定位元件的制造误差。

19.加工误差不等式

1）定位误差

工件在夹具中定位时，由系统所产生的误差；

2）对刀误差

调整刀具与对刀基准时产生的误差；

3）安装误差

夹具安装在机床上时，由于安装不准确而引起的误差；

4）其他误差

热变形和弹性变形引起的误差等。

20.汽车生产中，由于生产类型的不同，工艺文件的形式灵活多样，工艺规程的内容也不尽相同，总结起来，主要有以下几种工艺文件：

1）工艺过程卡；2）工序卡；3）调整卡；4）检验卡。

工艺规程定义：

规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程

工艺规程的作用：

（1）指导生产的主要技术文件：

起生产的指导作用；

（2）是生产组织和生产管理的依据：

即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据；

（3）是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。

21.定位基准又分为粗定位基准、精定位基准和辅助定位基准，分别简称为粗基准、精基准和辅助基准。

粗基准：

以未加工过的表面进行定位的基准称粗基准，也就是第一道工序所用的定位基准为粗基准。

精基准：

以已加工过的表面进行定位的基准称精基准。

辅助基准：

该基准在零件的装配和使用过程中无用处，只是为了便于零件的加工而设置的基准称辅助基准。

如轴加工用的顶尖孔等。

选择定位基准主要是为了保证零件加工表面之间以及加工表面与未加工表面之间的相互位置精度，因此定位基淮的选择应从有相互位置精度要求的表面间去找。

粗基准的选择：

1、选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。

（此原则简称：

余量均匀原则）

2、某些表面不需加工，则应选择其中与加工表面有相互位置精度要求的表面为粗基准。

（此原则简称：

相互位置原则）

3、选择比较平整、光滑、有足够大面积的表面为粗基准。

该表面不允许有浇、冒口的残迹和飞边，以确保安全、可靠、误差小。

（此原则简称：

光滑平整原则）

4、粗基准在同一定位方向上只允许在零件加工工序中使用一次，不允许重复使用。

（此原则简称：

一次使用原则）

精基准的选择：

1、基准重合的原则

尽量选择工序基准（或设计基准）为定位基准。

这样可以减少由于定位基准转化引起的加工误差。

2、基准不变的原则

尽可能使各个工序的定位基准相同。

3、互为基准，反复加工的原则

两个表面互为基准反复加工，可以不断提高定位基准的精度，保证两个表面之间相互位置精度。

4、自为基准的原则

当精加工或光整加工工序要求余量小且均匀时，可选择加工表面本身为精基准，以保证加工质量和提高生产率

5、应能使工件装夹稳定可靠、夹具简单。

22.尺寸链的定义

将相互关联的尺寸从零件或部件中抽出来，按一定顺序构成的封闭尺寸图形，称为尺寸链。

尺寸链的组成

尺寸链中的每一个尺寸称为尺寸链的环。

环又分为封闭环（或称终结环）和组成环，而组成环又有增环和减环之分。

封闭环——其尺寸是在机器装配或零件加工中间接得到的。

如上两例A0尺寸均为封闭环，封闭环在一个线性尺寸链中只有一个。

组成环——在尺寸链中，除封闭环以外，其它环均为组成环，它是在加工中直接得到的尺寸，将直接影响封闭环尺寸的大小。

增环——若组成环尺寸增大或减小，使得封闭环尺寸也增大或减小（同向变动），则此组成环称为增环，如上两例中的A1环。

减环——若组成环尺寸增大或减小，使得封闭环尺寸也减小或增大（反向变动），则此组成环称为减环，如上两例中的A2、A3环。

尺寸链计算的基本公式--------极值法

1）封闭环最大和最小尺寸计算

由上公式可知，当尺寸链中所有增环为最大值，所有减环为最小值时，则封闭环为最大值；反之为最小值。

写成普遍公式为：

2）封闭环上偏差ESA0（或esA0）和下偏差EIA0（或eiA0）的计算

结论：

封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和；封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和。

3）封闭环公差T0

解决尺寸链反计算问题的方法：

等公差原则：

分配封闭环公差，即使各组成环公差相等，其大小为：

按等精度的原则：

分配封闭环公差，即使各组成环的精度相等。

各组成环的公差值根据基本尺寸按公差中的尺寸分段及精度等级确定，然后再给予适当调整，使：

利用协调环：

分配封闭环公差。

23.汽车制造保证装配精度的装配方法

有：

互换装配法、选择装配法、调整装配发和修配装配法，其中互换装配法又分为完全互换装配法和大数互换装配法。

24.制订装配工艺规程的基本原则

保证产品的装配质量要求（保证质量）；装配劳动尽量小，钳工装配工作量尽量少；装配周期尽量短，保证对装配的生产率要求（提高效率）；占用的生产面积尽量小（降低成本）。

1）保证质量装配工艺规程应保证产品质量要求；

2）提高效率装配工艺规程应合理安排装配顺序，力求减轻劳动强度，缩短装配周期，提高装配效率。

尽量减少钳工装配工作量，力求减轻劳动强度、提高工作效率。

3）降低成本装配工艺规程应能尽量减少装配投资，力求降低装配成本。

要降低装配工作所占的成本，就必须考虑减少装配投资，采取措施节省装配占地面积，减少设备投资，降低对工人的技术水平要求，减少装配工人的数量，缩短装配周期等。

25.表8-1.