第3章汽車零件常用制造工藝

1、第第3章章 汽車零件常用制造工藝基礎(chǔ)汽車零件常用制造工藝基礎(chǔ) 知識知識 3.1 汽車零件毛壞制造工藝的基本知識 毛坯種類的選擇不僅影響毛坯的制造毛坯種類的選擇不僅影響毛坯的制造 工藝及費用，而且也與零件的機(jī)械加工工工藝及費用，而且也與零件的機(jī)械加工工 藝和加工質(zhì)量密切相關(guān)。藝和加工質(zhì)量密切相關(guān)。 為了能合理選用毛坯，需清楚地了解為了能合理選用毛坯，需清楚地了解 各類毛坯的特點、適用范圍及選用原則等。各類毛坯的特點、適用范圍及選用原則等。 常用的汽車零件的毛坯種類有幾種：鑄件、常用的汽車零件的毛坯種類有幾種：鑄件、 鍛壓件、沖壓件、焊接件及粉末冶金件等。鍛壓件、沖壓件、焊接件及粉末冶金件等。 常

2、見的毛坯種類常見的毛坯種類 常用的汽車零件的毛坯種類有幾種：常用的汽車零件的毛坯種類有幾種： 鑄造、鑄造、 鍛壓、鍛壓、 焊接、焊接、 沖壓沖壓 、 粉末冶金、粉末冶金、 塑料成型等。塑料成型等。 鑄造鑄造是將熔化后的金屬液澆灌入鑄型空腔是將熔化后的金屬液澆灌入鑄型空腔 中，待其凝固、冷卻后，獲得一定形狀的零件中，待其凝固、冷卻后，獲得一定形狀的零件 或零件毛坯的成形方法。通過鑄造成形方法獲或零件毛坯的成形方法。通過鑄造成形方法獲 得的毛坯或零件稱為鑄件。得的毛坯或零件稱為鑄件。 在汽車制造過程中，采用鑄造制成毛坯在汽車制造過程中，采用鑄造制成毛坯 的零件很多，約占全車重量的零件很多，約占全車

3、重量10左右，僅左右，僅 次于鋼材用量，居第二位。就材質(zhì)而言，次于鋼材用量，居第二位。就材質(zhì)而言， 鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅等應(yīng)有盡有，僅鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅等應(yīng)有盡有，僅 鑄鐵就采用了灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鑄鐵就采用了灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄 鐵、可鍛鑄鐵及合金鑄鐵等多種材料。因鐵、可鍛鑄鐵及合金鑄鐵等多種材料。因 此可以說，汽車工業(yè)使各種鑄造材質(zhì)達(dá)到此可以說，汽車工業(yè)使各種鑄造材質(zhì)達(dá)到 物盡其用的地步。物盡其用的地步。 鑄造是最常用的毛坯生產(chǎn)方法，對于形狀復(fù)鑄造是最常用的毛坯生產(chǎn)方法，對于形狀復(fù) 雜的各類汽車用鑄件都可用鑄造方法生產(chǎn)。一些雜的各類汽車用鑄件都可用鑄造方法生產(chǎn)。一些 要求耐

4、磨、承壓、減振、價廉的零件要求耐磨、承壓、減振、價廉的零件(如活塞、如活塞、 活塞環(huán)、氣缸套、氣缸體等活塞環(huán)、氣缸套、氣缸體等)，及一些形狀復(fù)雜、，及一些形狀復(fù)雜、 用其他方法難以成形的零件用其他方法難以成形的零件(如氣缸蓋、變速箱如氣缸蓋、變速箱 殼體及進(jìn)、排氣支管等殼體及進(jìn)、排氣支管等)，只能通過鑄造生產(chǎn)毛，只能通過鑄造生產(chǎn)毛 坯。隨著鑄造技術(shù)的不斷發(fā)展，鑄件的應(yīng)用范圍坯。隨著鑄造技術(shù)的不斷發(fā)展，鑄件的應(yīng)用范圍 繼續(xù)擴(kuò)大，過去普通采用的鍛件自曲軸、連桿、繼續(xù)擴(kuò)大，過去普通采用的鍛件自曲軸、連桿、 齒輪等零件，也開始被鑄件逐漸替代。齒輪等零件，也開始被鑄件逐漸替代。 汽車用鑄件的主要特點是壁

5、薄、形狀復(fù)雜、汽車用鑄件的主要特點是壁薄、形狀復(fù)雜、 質(zhì)量輕、可靠性好、尺寸精度高、年產(chǎn)批量大等。質(zhì)量輕、可靠性好、尺寸精度高、年產(chǎn)批量大等。 如氣缸體、變速器箱體、轉(zhuǎn)向器殼體、后橋殼體、如氣缸體、變速器箱體、轉(zhuǎn)向器殼體、后橋殼體、 制動鼓、各種支架等制動鼓、各種支架等。 鍛造 鍛造鍛造是利用金屬材料的可塑性，借助是利用金屬材料的可塑性，借助 外力外力(加壓設(shè)備加壓設(shè)備)和加工模具的作用，使坯和加工模具的作用，使坯 料或鑄錠產(chǎn)生局部或全部變形而形成所料或鑄錠產(chǎn)生局部或全部變形而形成所 需要的形狀、尺寸和一定組織性能鍛件需要的形狀、尺寸和一定組織性能鍛件 的加工方法。的加工方法。 鍛壓件是汽車零

6、件制造業(yè)中的另一種常用毛鍛壓件是汽車零件制造業(yè)中的另一種常用毛 坯。鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的坯。鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的 金屬纖維組織，因此鍛件的力學(xué)性能較好，常用金屬纖維組織，因此鍛件的力學(xué)性能較好，常用 于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。鍛壓件是材料塑性于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。鍛壓件是材料塑性 變形的結(jié)果，因此鍛壓件晶粒較細(xì)，沒有鑄件的變形的結(jié)果，因此鍛壓件晶粒較細(xì)，沒有鑄件的 粗大組織和內(nèi)部缺陷，所以一些要求強(qiáng)度高、耐粗大組織和內(nèi)部缺陷，所以一些要求強(qiáng)度高、耐 沖擊、抗疲勞的重要零件大多采用鍛造毛坯。但沖擊、抗疲勞的重要零件大多采用鍛造毛坯。但 由于它是在固態(tài)下塑性

7、成型，難于獲得復(fù)雜的形由于它是在固態(tài)下塑性成型，難于獲得復(fù)雜的形 狀，特別是一些復(fù)雜內(nèi)腔的零件。狀，特別是一些復(fù)雜內(nèi)腔的零件。 鍛壓件廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)、變速器、轉(zhuǎn)鍛壓件廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)、變速器、轉(zhuǎn) 向器、行走部分總成的零件上。向器、行走部分總成的零件上。 焊接焊接 焊接焊接是用或不用填充材料，將兩片金屬局部是用或不用填充材料，將兩片金屬局部 加熱或同時加熱、加壓而接合在一起的加工方法。加熱或同時加熱、加壓而接合在一起的加工方法。 焊接件的特點是可以小拼大，氣密性好，生焊接件的特點是可以小拼大，氣密性好，生 產(chǎn)周期短，節(jié)省材料、不需重型設(shè)備、減輕重量，產(chǎn)周期短，節(jié)省材料、不需重型設(shè)備、減

8、輕重量， 可生產(chǎn)有較好的強(qiáng)度和剛度、質(zhì)量輕、材料利用可生產(chǎn)有較好的強(qiáng)度和剛度、質(zhì)量輕、材料利用 率高的毛坯；缺點是抗振性較差、變形大，需經(jīng)率高的毛坯；缺點是抗振性較差、變形大，需經(jīng) 時效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。因此，選用焊接時效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。因此，選用焊接 件為毛坯，對一些性能要求高的汽車重要零件在件為毛坯，對一些性能要求高的汽車重要零件在 機(jī)械加上前應(yīng)采用退火處理，以消除應(yīng)力、防止機(jī)械加上前應(yīng)采用退火處理，以消除應(yīng)力、防止 變形。變形。 焊接與其他連接方法有著本質(zhì)的區(qū)別，焊接與其他連接方法有著本質(zhì)的區(qū)別， 焊接生產(chǎn)的特點主要有：焊接生產(chǎn)的特點主要有： 節(jié)省金屬材料，結(jié)構(gòu)重量輕；節(jié)省

9、金屬材料，結(jié)構(gòu)重量輕； 以小拼大、化大為小，制造重型、復(fù)雜的以小拼大、化大為小，制造重型、復(fù)雜的 機(jī)器零部件，簡化鑄造、鍛造及切削加工機(jī)器零部件，簡化鑄造、鍛造及切削加工 工藝，獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果；工藝，獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果； 焊接接頭具有良好的力學(xué)性能和密封性焊接接頭具有良好的力學(xué)性能和密封性 能夠制造雙金屬結(jié)構(gòu)，使材料的性能得到能夠制造雙金屬結(jié)構(gòu)，使材料的性能得到 充分利用。充分利用。 沖壓 沖壓工藝沖壓工藝是一種先進(jìn)的金屬加工方法，是一種先進(jìn)的金屬加工方法， 它建立在金屬塑性變形基礎(chǔ)上，在常溫條它建立在金屬塑性變形基礎(chǔ)上，在常溫條 件下使金屬板料在沖模中承受壓力而被切件下使金屬板料在沖

10、模中承受壓力而被切 離或成形的加工方法。從而獲得具有一定離或成形的加工方法。從而獲得具有一定 形狀、尺寸和性能的零件。板料沖壓的坯形狀、尺寸和性能的零件。板料沖壓的坯 料厚度一般小于料厚度一般小于4mm，通常在常溫下沖壓，通常在常溫下沖壓， 故又稱為冷沖壓。故又稱為冷沖壓。 沖壓材料（薄板等）的質(zhì)量占據(jù)全部汽車材沖壓材料（薄板等）的質(zhì)量占據(jù)全部汽車材 料的料的4045，。采用冷沖壓加工的汽車零件，。采用冷沖壓加工的汽車零件 有：發(fā)動機(jī)油底殼，制動器底板，汽車車架以及有：發(fā)動機(jī)油底殼，制動器底板，汽車車架以及 大多數(shù)車身零件。車身本體的零件基本上采用沖大多數(shù)車身零件。車身本體的零件基本上采用沖

11、壓工藝生產(chǎn)出來。沖壓材料（薄板等）的質(zhì)量占壓工藝生產(chǎn)出來。沖壓材料（薄板等）的質(zhì)量占 據(jù)全部汽車材料的據(jù)全部汽車材料的4045，。，。 汽車車身對其沖壓件的尺寸精度和表面質(zhì)量汽車車身對其沖壓件的尺寸精度和表面質(zhì)量 的要求高，只有合格的沖壓件才能焊裝出合格的的要求高，只有合格的沖壓件才能焊裝出合格的 車身，因此沖壓件的質(zhì)量是汽車車身制造質(zhì)量的車身，因此沖壓件的質(zhì)量是汽車車身制造質(zhì)量的 基礎(chǔ)，沖壓技術(shù)是汽車車身制造中的關(guān)鍵技術(shù)之基礎(chǔ)，沖壓技術(shù)是汽車車身制造中的關(guān)鍵技術(shù)之 一。一。 粉末治金粉末治金 粉末冶金法粉末冶金法是采用成形和燒結(jié)等工序?qū)⒔饘偈遣捎贸尚魏蜔Y(jié)等工序?qū)⒔饘?粉末，或金屬與非金屬粉

12、末的混合物，通過固結(jié)粉末，或金屬與非金屬粉末的混合物，通過固結(jié) 使其成為具有一定形狀金屬制品的技術(shù)。其制品使其成為具有一定形狀金屬制品的技術(shù)。其制品 統(tǒng)稱為粉末冶金零件或燒結(jié)零件。統(tǒng)稱為粉末冶金零件或燒結(jié)零件。 汽車工業(yè)中使用的各類粉末冶金零件，已占汽車工業(yè)中使用的各類粉末冶金零件，已占 粉末冶金總產(chǎn)量的粉末冶金總產(chǎn)量的7080。由于零部件的高。由于零部件的高 強(qiáng)度化、高精度化及低成本化，使粉末冶金零件強(qiáng)度化、高精度化及低成本化，使粉末冶金零件 在汽車上的使用量越來越多，如汽車發(fā)動機(jī)的氣在汽車上的使用量越來越多，如汽車發(fā)動機(jī)的氣 門座、帶輪、粉末冶金鏈輪、連桿等。門座、帶輪、粉末冶金鏈輪、連桿

13、等。 粉末冶金工藝過程的基本工序有：粉末冶金工藝過程的基本工序有： 原料粉末的制取和準(zhǔn)備，粉末可以是純金原料粉末的制取和準(zhǔn)備，粉末可以是純金 屬或它的合金、非金屬、金屬與非金屬的屬或它的合金、非金屬、金屬與非金屬的 化合物及其它各種化合物等；化合物及其它各種化合物等；將金屬粉將金屬粉 末及各種添加劑均勻混合后制成所需形狀末及各種添加劑均勻混合后制成所需形狀 的坯塊；的坯塊；將坯塊在物料主要組元熔點以將坯塊在物料主要組元熔點以 下的溫度進(jìn)行燒結(jié)，使制品具有最終的物下的溫度進(jìn)行燒結(jié)，使制品具有最終的物 理、化學(xué)和力學(xué)性能。即粉料制備、成形、理、化學(xué)和力學(xué)性能。即粉料制備、成形、 燒結(jié)及后續(xù)處理等工

14、序。燒結(jié)及后續(xù)處理等工序。 塑料成型工藝 非金屬材料是除金屬以外的工程材料。非金屬材料是除金屬以外的工程材料。 工程上常用：塑料、橡膠、陶瓷、復(fù)合材工程上常用：塑料、橡膠、陶瓷、復(fù)合材 料等。料等。 在塑料成型生產(chǎn)中，塑料原料、成型在塑料成型生產(chǎn)中，塑料原料、成型 設(shè)備和成型所用模具是三個必不可少的物設(shè)備和成型所用模具是三個必不可少的物 質(zhì)條件，必須運用一定的技術(shù)方法，使這質(zhì)條件，必須運用一定的技術(shù)方法，使這 三者聯(lián)系起來形成生產(chǎn)能力，這種方法稱三者聯(lián)系起來形成生產(chǎn)能力，這種方法稱 為為塑料成型工藝塑料成型工藝。 注射成型注射成型 、壓縮成型 、壓注成型、壓注成型、擠 出成型、中空吹塑 、熱成

15、型壓延成型、澆 鑄成型、玻璃纖維熱固性塑料的低壓成型、 滾塑(旋轉(zhuǎn))成型、泡沫塑料成型、快速成 型等. 國內(nèi)外汽車用塑料件常見的成型加工方國內(nèi)外汽車用塑料件常見的成型加工方 法有注塑（或稱注射）成型、吹塑成型、法有注塑（或稱注射）成型、吹塑成型、 反應(yīng)注射成型和團(tuán)狀，片狀模塑料反應(yīng)注射成型和團(tuán)狀，片狀模塑料 （BMC/SMC）等。包括汽車保險杠，儀）等。包括汽車保險杠，儀 表板和車門內(nèi)護(hù)板在內(nèi)的大部分大型塑料表板和車門內(nèi)護(hù)板在內(nèi)的大部分大型塑料 件普遍采用注塑成型工藝，該工藝的主要件普遍采用注塑成型工藝，該工藝的主要 優(yōu)點是可成型形狀比較復(fù)雜的產(chǎn)品、生產(chǎn)優(yōu)點是可成型形狀比較復(fù)雜的產(chǎn)品、生產(chǎn) 效率較高、制品剛性好等；缺點是要求制效率較高、制品剛性好等；缺點是要求制 品原材料熔融后的流動性好、小批量生產(chǎn)品原材料熔融后的流動性好、小批量生產(chǎn) 成本高。成本高。 機(jī)械零件常用的機(jī)械加工方法機(jī)械零件常用的機(jī)械加工方法 汽車零件的表面形狀千變?nèi)f化，由不同的典型表面汽車零件的表面形狀千變?nèi)f化，由不同的典型表面 如外圓、內(nèi)孔、平面、螺紋、花鍵和輪齒齒面等組如外圓