第一章汽车制造工艺过程概论_.pptx

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本章概要的介绍汽车生产过程的主要内容，包括：

1、汽车生产中工艺过程的基本概念；2、汽车专业化生产的组织形式；3、汽车生产中的毛胚制造工艺；4、汽车零件的机械加工工艺的要点。

第一章汽车制造工艺过程概论,1.1汽车生产的主要工艺过程与生产组织,1.1.1汽车生产过程,大致可以分为以下5个部分：

1、毛胚制造；2、零件机械加工；3、热处理和表面处理；4、部件（总成）装配；5、产品总装配。

汽车制造工艺流程示意,1.1.2有关工艺过程的基本概念与定义,1、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，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。

毛坯制造工艺过程锻造、铸造、塑料成型、粉末冶金成型等，称为毛坯形状获得工艺。

机械加工工艺过程毛坯使用各种加工设备和工具来加工成零件，进一步改变其形状与尺寸，目的是提高尺寸精度和表面质量。

装配工艺过程将半成品或成品通过焊接、铆接等工艺连接成部件或将零件按一定的装配技术要求装配成部件（总成）或汽车整车的过程，也称为连接与装配工艺过程。

2、工艺过程的组成工序一个（或一组）工人，在一个工作地（机械设备）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；主要依据是工作地是否改变和加工是否连续完成，是工艺过程的基本组成部分。

工序又可以细分为安装、工位和工步。

安装：

工件通过一次装夹所能完成的那部分工序，在一个工序内可以有一次或多次安装。

工位：

在一次装夹后，工件（或部件）与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所占据的每一个位置。

工步：

在加工表面、加工工具不变的条件下，所连续完成的那部分工序称为工步。

复合工步：

采用多个刀具同时加工几个表面，也算做一个工步，称为复合工步。

1.1.3汽车专业化生产的组织形式,1、生产纲领按照市场需求与自身的生产能力，所规定的在一定计划期内生产的产品产量和进度计划，称为生产纲领。

它的大小决定了产品或零件的生产类型，而生产类型决定了不同的工艺特征。

根据工厂（车间、工段或班组）的生产专业化程度的不同和生产纲领中年产量的不同。

可以分为三种不同的生产类型：

大量生产、成批生产和单件生产。

如表1.1所示：

2、生产类型,大量生产产品品种单一或只是几种系列化产品，年产量很大。

如汽车、轴承、手表等等。

生产车间按部件（总成）原则组织，每个车间固定生产一个或几个部件（总成）。

单件生产每年生产的产品品种很多、或品种不确定，每个品种的数量不确定，每台设备或工作地点单个的生,产不同的产品，很少重复，称为单件生产。

如专用设备、汽车厂新产品试制、设备维修车间的生产等。

成批生产一年中轮番周期性的制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，其制造过程有一定的重复性。

如中型汽车厂、拖拉机厂等。

成批生产还可以再细分为大批生产、中批生产和小批生产。

1.2汽车零件毛坯形状的获得方法,汽车零件的主要方法包括：

1、锻造：

主要是模锻，占汽车制造锻件中的90%以上。

2、铸造：

在汽车零件毛坯的生产中也占一定比例。

3、焊接：

在汽车零件毛坯的生产中也有应用。

4、塑性加工技术：

包括注塑成型、烧结成型（粉末冶金）和冲压成形，占整个汽车生产量与汽车总零件的30%以上。

1.2.1模锻工艺模锻：

利用模具使坯料变形而获得锻件的锻造方法称为模锻。

按变形的特点,开式模锻,闭式模锻,按加工设备,锤上模锻,热模锻压力机上模锻,平锻机上模锻,摩擦压力机上模锻,模锻分类,开式模锻：

两模间间隙的方向与模具运动的方向相垂直，在模锻过程中间隙不断减小的模锻方法；也称为有飞边模锻。

闭式模锻：

两模间间隙的方向与模具运动方向相平行，在模锻过程中间隙大小不变化的模锻方法；也称为无飞边模锻。

锤上模锻：

是将上模固定在锤头上，下模紧固在模垫上，通过随锤头作上下往复运动的上模，对置于下模中的金属坯料施以直接锻击，来获得锻件的锻造方法。

锤上模锻,热模锻压力机上模锻：

利用热模锻压力机模锻，其优点是精度高，节约金属，减少加工量，可实现多模腔锻造，生产率高；缺点是设备投资大，对毛坯下料精度要求高。

摩擦压力机上模锻：

工艺范围广，特别适合于低塑性合金的锻造；节省金属，可实现精密锻造，只适用于单模膛模锻，设备构造简单，造价低，基建要求不高，维修方便；缺点是生产率低,平锻机上模锻,1、模锻成形过程,制坯工步,预锻工步,下料,切断工步,毛坯质量检验,加热,切边冲孔,模锻,锻件热处理,表面清理,入库,质量检验,校正-精压,还可细分为：

终锻工步,2、模锻的优点模锻是成批或大批量生产汽车锻件的毛坯工艺，毛坯在锻模的型槽中被迫塑性流动成型，质量较高。

生产效率高；锻件形状较复杂，尺寸精度和表面质量高；可以使金属流线分布更为完整合理，提高零件使用寿命；锻件的机加工余量较小，材料利用率高；锻件成本低；易于组织机械化、自动化生产线。

3、汽车模锻件的分类汽车中常用的模锻件可以分为圆饼类和长轴类两大类，在第10章中会提到。

1.2.2毛坯精化及近净成型工艺模锻件到成型零件，中间还有机械加工余量、毛边和工艺敷料等，材料利用率大概在50%左右，这个还是个比较大的浪费，因此，锻造毛坯的精化及近净成型工艺在实际生产中得到了非常广泛的应用。

1、精密模锻特点：

表面质量好，机加工余量少，尺寸精度高。

应用：

精化毛坯，利用精锻工艺取代粗切削加工工序，锻件可直接通过精加工得到成品零件；精锻零件，通过精密模锻直接得到成品零件。

例1圆柱齿轮轮坯无毛边模锻,例2行星齿轮的精密模锻,下料车（或磨）削外圆除去表面缺陷层加热精密模锻冷切边酸洗（或喷丸）加热精压冷切边（或喷砂）,为了便于放置毛坯及顶出锻件，凹模9安放在下模板13上；凹模9用预应力圈6加强，而凹模压圈7仅起固紧凹模的作用；模锻后由顶杆10将锻件从凹模中顶出。

例3轿车发动机连杆的精密模锻,精锻工艺,剪床精密下料,电加热,辊锻制坯,液压模锻锤精密模锻（预锻、终锻）,热切边,热校正,热处理,喷丸,金相组织检验,机械性能检查,探伤,精压,外观检查,称重,防腐包装,弯检,入库,例4等速方向节钟形罩的精密温冷锻造,温锻温度：

（78020）0C,2、金属回转加工金属回转加工：

仅毛坯回转或者仅成型工具回转或者两者都回转的塑性加工方法。

如特种轧制、摆动碾压、碾环、旋压等。

目的：

在回转过程中使毛坯发生连续局部塑性变形，从而降低成型设备的吨位，并能使锻模时难以成型的锻件在回转过程中渐次积累而成型。

例1后桥半轴套的正挤与横扎成型工艺后桥半轴套是一个带凸缘的变径变截面的中空管形件，目前世界各国多采用整体锻模工艺，其缺点是材料利用率低（35%），后续机加工量大，生产率低，制造成本高。

我国自主开发了正挤与横扎成型工艺：

局部加热好的管坯由芯模推进到由3个成型扎辊组成的回转型腔中，在轴向进给时，由于扎辊成型角所产生的阻力迫使管坯前段产生缩颈。

在轴向推挤与径向横扎的复合作用下，使管坯在经过2个成型角后产生2次缩颈，并在缩颈的同时增加壁厚。

半轴套管的外形由轧辊成型面形成，内腔则由芯轴保证。

新工艺特点：

材料利用率提高20%，机械加工量减少33%，生产效率提高13倍。

应用：

CA1040、CA67800轻卡，BJ2310、BJ2815农用车。

工艺流程,例2汽车从动锥齿轮辗环成型,环形毛坯在旋转的轧辊间进行辗扩的成型方法称为辗环，如右图所示，本工艺可以用于生产轴承环、凸缘、齿轮等环形锻件。

1.3汽车零件机械加工方法与经济精度,1.3.1工件尺寸精度的获得方法1、试切法通过试切测量调整再试切，反复进行直到工件尺寸达到要求为止的加工方法。

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。

2、调整法在加工一批工件之前，先调整好刀具与工件在机床,上的相对位置，并在该批工件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法。

特点：

生产率较高，加工尺寸的稳定性好，适用于大批生产。

3、定尺寸刀具法利用刀具的相应尺寸来保证被加工部位的尺寸。

如钻头、铰刀等刀具。

4、主动测量法通过边加工边测量，并将测量结果和设计要求实时,比较，或使机床继续工作，或完成加工。

这是一种在精密机床上利用检测装置测量和控制加工表面尺寸的一种方法；数显式设备较多。

特点：

质量稳定，生产率高。

5、自动控制法把测量、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，加工过程依靠系统自动完成。

如程控机床（NC）、数控机床（CNC）等。

特点：

质量稳定，生产率高，加工柔性好，能适应多种生产。

1.3.2获得工件形状精度的工艺方法1、刀尖轨迹法依靠刀具刀尖的运动轨迹来获得所需要工件形状的一种方法。

获得精度取决于刀具和工件相对成型运动的精度。

如普通机床的车削、洗削、刨削和磨削等。

2、仿形法刀具按照仿行装置进给对工件形状进行加工的方法。

获得精度取决于仿形装置的精度和其它成型运动的精度。

如仿形车、仿形铣等。

3、成形法成形法是使用成型刀具加工，获得工件表面的方法。

获得精度取决于成型刀具的精度和其它成型运动精度。

如使用成型刀具加工的车、铣、刨、磨、拉削等。

4、展成法在加工时刀具和工件作展成运动，在展成运动过程中，刀刃包络出被加工表面的形状，称为展成法。

获得精度取决于切削刃的形状和展成运动的精度。

如滚齿、插齿、磨齿、滚花键等。

1.3.3获得工件表面相互位置精度要求的方法,图四爪卡盘装夹工件,1、划线找正,2、划线装夹,数控机床加工零件时，通过夹具装夹零件。

3、夹具装夹,1.3.4加工经济精度和表面粗糙度各种机械加工方法所能达到的加工精度和表面粗糙度都有一定范围，总存在一定的加工误差，在机械加工中，某一种加工方法能经济的达到某一偏差等级，可用加工经济精度来表示，所谓“经济”是指辩证统一地处理生产效率、成本和加工质量间的关系。

1、加工经济精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。

2、选择表面加工方法应考虑的主要因素应首先根据零件的加工要求，查表、参考有关资料或根据经验来确定哪些加工方法能达到所要求的加工精度，同时还需要考虑下列因素：

工件材料的性质比如，有色金属和不锈钢不宜磨削，因为会导致砂轮堵塞或黏附，故应选择高速精车或金刚镗等切削方法。

工件的形状与尺寸比如，直径大于60mm的孔不宜采用钻、扩、铰等。

选择加工方法应该与生产类型相适应大批量生产应选用高生产率和质量稳定的加工方法；单件小批生产应尽量采用通用设备和避免采用非标准的专用刀具来加工。

结合生产的具体情况。

要充分利用现有的设备。

本章思考题,1.专业术语解释：

工艺过程、工序、工位、工步生产纲领、生产类型、经济精度2.汽车零件毛坯的生产方法有哪几种？

3.获得工件形状精度的方法有哪几种？

4.获得工件相互位置精度的方法有哪几种？

5.获得工件尺寸精度的方法有哪几种？