汽車零部件制造技術》紅色為重點

1、1. 現(xiàn)代汽車車身制造主要包括沖壓、焊接、涂裝、總裝四大技術。汽車零配件指可以用來裝配成汽車所需要的單個制件。只要是汽車上的配件都稱零配件，包括汽車音 響、車門、保險杠、發(fā)動機等。2. 鑄造（1）特種鑄造：指出砂型鑄造以外的鑄造方式。常見的特種鑄造有金屬型鑄造、熔模鑄造、壓力鑄 造、低壓鑄造、離心鑄造等。汽車用鑄件的主要特點（2 ）汽車零件鑄造特點：零件壁薄、形狀復雜、尺寸精度高、質量輕，可靠性好、生產批量大等特點。鑄件一般占汽車自重的 20%左右，僅次于鋼材用量。鑄造材料多，有鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅等，其 中鑄鐵中采用了灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵及合金鑄鐵等。（3） 汽車行業(yè)中，一些鑄造零件

2、采用的鑄造方法（主要采用特種鑄造的方法） 金屬型鑄造：鋁合金缸蓋、進氣管、活塞等形狀不太復雜的中、小鑄件的大批量生產； 壓力鑄造：鋁壓鑄件有缸體、缸蓋等件；低壓鑄造：生產鋁、鎂、銅合金和少量鋼制薄壁殼體類鑄件，如發(fā)動機的缸體、缸套，高速內燃機的 活塞、帶輪、變速箱殼體等。金屬型鑄造的特點：鑄件冷卻快，組織致密，力學性能高；鑄件的精度和表面質量較高；澆冒口尺寸較小，液體金屬耗量減少；不用砂或少用砂；無透氣和退讓性，鑄件冷卻速度大，容易產生澆不到、冷隔、裂紋等缺陷。（4） 壓鑄：將液態(tài)或半液態(tài)金屬在高壓（幾至幾十兆帕）作用下高速（50m/s ）充填金屬型型腔，并 在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法

3、。壓鑄的主要技術特點：鑄件的尺寸精度高，表面粗糙度值小，鑄件可不經機械加工直接使用；鑄件表層金屬晶粒較細，組織 致密，強度和表面硬度都較高；生產效率高，易于機械化和自動化；設備投資大，生產準備時間長，主要 用于大量生產；工作環(huán)境惡劣。（5）消失模鑄造（LFC ）采用泡沫聚苯乙烯（EPS）代替普通模樣，造型后不取出模樣直接澆入金屬液，在液態(tài)金屬的熱作用下， 泡沫塑料模經氣化、燃燒而消失，金屬液取代原先泡沫模所占據(jù)的空間位置，冷卻凝固后獲得所需鑄件。目前，消失模一般分為消失模實型鑄造（FM法）和消失模干砂負壓鑄造（EPC法）。FM法泡沫模制作方法：FM法的主要工藝流程：FM法適用于生產單件中大型鑄

4、件，如汽車覆蓋件模具的上、下模座、凸模等。EPC主要工藝流程：EPC 主要用于大批量鑄造中。EPC 法與 FM 法主要區(qū)別： 泡沫模樣在模具中發(fā)泡成形；用干砂填充砂箱；用真空泵抽負壓成實體鑄型等。3. 無骨架車身生產流程4沖壓（1）汽車覆蓋件汽車覆蓋件 （覆蓋件 ）是構成汽車車身或駕駛室、覆蓋發(fā)動機和底盤的薄金屬板料制成的異形體表面和 內部零件。典型轎車由四門 （前后左右 ）、兩蓋 （發(fā)動機蓋、行李箱蓋 ）、翼子板 （左右）、側圍 （左右）、頂蓋所組成。 汽車覆蓋件按功能和部位分為內覆蓋件、外覆蓋件和骨架類覆蓋件。 覆蓋件質量要求：尺寸精度高；形狀精度高；表面質量要求高；剛性好；良好的工藝性。

5、汽車覆蓋件主要結構特點，總體尺寸大、相對厚度小、形狀復雜、輪廓內部帶有局部形狀。 覆蓋件成形的主要特點：覆蓋件一次拉深；拉脹復合成形；局部成形；變形路徑變化。（2）汽車覆蓋件拉深拉深方向選擇原則保證能將拉深件的全部空間形狀在一次拉深出來； 盡量使拉深深度最小，以減小材料流動和變形分布的不均勻性； 保證凸模與毛坯具有良好的初始接觸狀態(tài)，減少毛坯與凸模的相對滑動。 壓料面：凹模上表面與壓邊圈下表面起壓料作用的那一部分表面。壓料面設計原則 壓料面形狀盡量簡單，以水平壓料面為最好；壓料面應使成形深度小且各部分深度接近一致；壓料面 應使毛坯在拉深成形和修邊工序中都有可靠的定位，并考慮送料和取件方便；當覆

6、蓋件底部有反成形時， 壓料面必須高于反成形形狀的最高點；不在某一方向產生很大的側向力。壓料面的傾斜方向與所需壓邊力有關，采用水平壓料面 （ 下面 a 圖 ）為最好，形狀簡單，阻力變化相對 容易，有利于調整到最有利于拉深成形所需的最佳壓料面阻力狀態(tài)；對于要求材料流動阻力較小，塑料性 變形較大的深拉深件，采用向內傾斜的壓料面（下面 b 圖 ）；流動阻力最大，用于淺拉深件拉深時可增大毛坯的塑性變形，采用向外傾斜的壓料面（下面 c 圖 ）。（a） （b） （c） 工藝補充部分：為有利于拉延，需將覆蓋件的窗口填平，開口部分連接成封閉形狀，凸緣部分需平順 使之成為有利成形的壓料面，無凸緣的需要增補壓料面，

7、這些增添的部分為工藝補充部分。工藝補充分為內補充和外補充，內補充即將內部的孔洞填補完整；外補充在零件輪廓邊緣展開基礎上 增加的部分。工藝補充設計原則：內孔封閉補充原則；簡化拉深件結構形狀原則；保證良好的塑性變形條件；外工 藝補充部分盡量??；有利于后工序定位可靠、垂直修邊。汽車覆蓋件一般采用拉深工藝而不采用拉彎技術，如汽車頂蓋采用工藝補充的方式由拉彎為拉深。（a） （b）上圖a是頂蓋原始圖，前后敞開采用拉彎；前后兩端工藝補充、增添側壁成盒形件輪廓（圖b），拉深成 形。拉延筋 主要作用：增大進料阻力；調節(jié)進料阻力的分布；在較大范圍內調節(jié)進料阻力的大小；降低對壓料面 的要求；拉延筋產生相當大的阻力，

8、降低對壓邊力的要求，降低對模具剛度、沖壓設備噸位等的要求；拉 延筋對其外側已起皺的板料有一定程度的矯平。常用拉延筋：圓形單筋、圓形重筋、矩形筋、拉延檻、三角筋等。 拉延筋幾何參數(shù)設計：確保沖壓成形所需的拉延筋阻力（設計時，拉深筋高度取得大一些，拉深筋或 筋槽半徑取小一些。模具調試時，修正這些參數(shù)對改變筋阻力是最有效） ；保證沖壓成形質量和表面質量； 提高拉延筋的使用壽命（圓角不能太小，否則磨損大，拉延阻力不易控制） ；有利于拉延筋的加工和修整 （設計時留出模具調試時的修磨量，主要是增加高度） 。拉延筋布置：拉延件有圓角和直線部分，在直線部分敷設拉延筋，使進料速度達到平衡。 拉延件有直線部分，在

9、深度淺的直線部分敷設拉延筋，深度深的直線部分不設拉延筋。淺拉延件，圓角和直線部分均敷設拉延筋，但圓角部分只敷設1條筋，直線部分敷設 13條筋。多條拉延筋時，使外圈拉延筋“松”些，內圈拉延筋“緊”些（通過改變拉延筋高度）。拉延件輪廓呈凸凹曲線形狀，在凸曲線部分設較寬拉延筋，凹曲線部分不設拉延筋。 拉延筋或拉延檻盡量靠近凹模圓角，以增加材料利用率和減少模具外廓尺寸，但需考慮不要影響修邊 模強度。汽車覆蓋件拉深常用的沖壓設備為雙動壓力機。 （采用原因：雙動壓力機壓邊力大于單動；雙動壓力 機壓邊力穩(wěn)定；雙動壓力機壓邊力分布可調；雙動壓力機行程大。）目前，流行的汽車覆蓋件成形分析的主要軟件有Dynafo

10、rm 、 AutoForm 、 PamStamp 等。（4）覆蓋件沖壓：覆蓋件成形需要多道工序，至少有三道基本工序：落料、拉深、修邊。其他還有翻邊和沖孔工序。 主要工序的作用如下： 落料為拉深工序準備板料；拉深關鍵工序，覆蓋件的絕大部分形狀由拉深工序形成； 沖孔加工覆蓋件上的工藝孔和裝配孔，位于拉深工序后； 修邊切除拉深件的工藝補充部分；翻邊位于修邊之后； 整形提高成形精度。拉深凸模： 一般選用鑄鐵， 采用 FLC 方式鑄造， 且為中空式殼體結構 （拉深凸模工作表面與覆蓋件內 表面相同） 。汽車覆蓋件模具一般采用導板、導塊、背靠塊等實現(xiàn)上下模的導向。拉深件修邊模：外部工藝補充部分的修邊：封閉修

11、邊適用于翻邊曲率較小，翻邊高度較小情況（下圖 a） ；非封閉曲線修邊適用于翻邊曲率較大，翻邊高度較大情況（下圖b）（外部修邊方式有垂直修邊、水平修邊、傾斜修邊）；內部修邊封閉且與外緣修邊在同一工序通過垂直修邊實現(xiàn)。(a)封閉修邊(b)非封閉修邊汽車覆蓋件模具導向形式：模具類型及大小小批生產中、大批生產拉深模中型導板或導塊大型無導柱的背靠塊彎曲模中型導板、導塊、導柱翻邊模、校形模大型無導柱的背靠塊帶導柱的背靠塊修邊模、剪切模中型導柱沖孔模大型帶導柱的背靠塊6焊接(1) 車身焊接的主要特點必須遵循一定的裝焊順序采用必要的模夾具及樣板焊接工藝中廣泛采用電阻焊(2) 電阻焊將準備連接的工件置于兩電極之

12、間加壓，并對焊接處通以電流，利用工件電阻產生的熱量加熱，形成 局部熔化，斷電后，在壓力繼續(xù)作用下，形成牢固接頭，此工藝過程為電阻焊。電阻焊特點：利用電流通過焊接區(qū)的電阻產生熱量進行加熱；在壓力作用下通電加熱、冷卻，形成接頭；在焊縫區(qū) 不加任何填充材料。電阻焊主要有點焊、縫焊、凸焊、對焊等工藝。點焊：工件間靠尺寸不大的焊點形成牢固接頭。點焊焊點形成過程：分為四個階段，如下圖所示。預壓階段：焊件在焊接過程中緊密接觸。若預壓力不足，會導致接觸電阻過大，瞬時熱量過大，可能 導致燒穿焊件或電極工作表面損壞。焊接階段：焊核逐漸形成并長大，是整個循環(huán)中最關鍵的程序。電極接觸表面間的金屬柱電流密度大，金屬柱被

13、激烈加熱，圓柱體以外金屬因電流密度小，加熱緩慢。銅電極由于水冷，散失熱量快，因此電極與焊件接觸面附近溫度上升緩慢。焊點核心區(qū)域形成類似四方形的熔核；同時，熔核周圍的金屬被加熱到塑性狀態(tài)，在電極壓力作用下，彼此焊接在一起。鍛壓階段：切斷焊接電流后，維持一定的鍛壓時間，因電極壓力作用，熔核在凝固收縮時，產生擠壓作用，形成致密的核心，不至于產生縮孔和裂紋。休止階段：升起電極，移動焊件，準備下一個點的焊接。點焊工藝參數(shù)焊接電流與時間未熔化焊接階段：曲線 AB段，焊接區(qū)未達到焊接溫度，處于塑性狀態(tài)下焊接，未形成熔化核心，屬 于未熔化焊接。焊點強度低且不穩(wěn)定。開始形成熔核階段：曲線 B點，金屬開始熔化產生

14、熔點，隨通電時間延長，熔化核心不斷增大，強度 不斷提高正常熔核階段：C點附近達到熱平衡，熔核增長不大，焊點強度比較穩(wěn)定。若通電時間繼續(xù)延長超過C點，熔核焊透過大，造成壓痕過深、過熱、過燒等缺陷，并引起強烈飛濺焊點表面壓坑加深，強度下降。C點前一小段則屬于合格的焊點范圍且有穩(wěn)定的焊接質量。電極壓力電極直徑電極直徑MA曲扌住*41 Tfi i 乎M心和k ttf W*2點焊機分類縫焊：縫焊類似連續(xù)點焊，以旋轉的滾盤狀電極代替點焊柱狀電極。 汽車覆蓋件一般采用點焊，油箱采用縫焊；氣門采用對焊方式。(3)激光焊接激光焊接的優(yōu)勢：焊接速度很快，最快可以達到20m/m in;能量集中，熱影響區(qū)小，焊接變形

15、很小；焊接連接處于晶體結構間相互連接，能提高車身的抗疲勞性、抗沖擊性以及抗腐蝕性能，且使車身的密封 性有極大的提高；非接觸式焊接，無電極、工具等的磨損消耗。激光焊接不足：激光焊接光斑小，對焊接結構的精度要求較高，提高了焊接夾具的設計要求，增加 了投資；激光焊接設備初期投資較大，需有產量對應；激光焊接缺陷，其質量檢測和返修較其他焊接方法 困難。(4)二氧化碳氣體保護焊利用連續(xù)送進的焊絲與工件間燃燒的電弧作熱源，由焊槍噴嘴噴出的氣體 CO2保護電弧來進行焊接。CO2氣體保護焊具有焊接成本低、生產率高、焊接變形小、搞銹能力強、操作性能好優(yōu)點。CO 2氣體保護焊主要不足：金屬飛濺較多，焊縫表面成形差；

16、很難用交流電焊接，焊接設備多；不能焊接易氧化的金屬材料；不 能在有風的地方施焊，否則易出現(xiàn)氣孔。汽車車架一般采用半自動 CO 2保護焊。7.車身涂裝(1) 車身涂裝的主要功能：美觀、防銹、特殊功能。(2) 車身涂裝的三要素：涂裝材料、涂裝工藝及設備、涂裝管理。(3) 車身涂裝體系涂三層烘三層體系，即底漆涂層 +中間涂層 + 面漆涂層，三層分別烘干。主要用于外觀要求高的轎車、 旅行車和大客車車身。涂三層烘兩次體系，即采用底漆涂層 +中間涂層 +面漆涂層，底漆層不烘干與中間涂層一起烘干。主要 用于外觀要求不太高的旅行車和大客車車身及輕型載重汽車的駕駛室等涂裝。涂兩層烘兩次體系，即底漆層 +面漆層，

17、無中間涂層。兩層分別烘干。主要用于中型、重型載重汽車 的駕駛室的涂裝。(4)涂裝主要工藝流程 上掛靜電除塵底漆涂裝 I 流平室 I 底漆涂裝 II 流平室 II 面漆涂裝流平室 III 烤爐(5) 涂裝前預處理目的： 去除被涂件所帶的異物(如氧化皮、銹斑、油脂等) ，并提供適合于涂裝要求的良好基底(如磷化、 氧化、鈍化) ，以保證涂層具有良好的防腐性能和裝飾性能。國內、外汽車廠大部分采用噴浸噴相結合的預處理方式。(6) 涂漆的方法有刷漆法、 浸漆法、 空氣噴涂法、 高壓無空氣噴涂法、 靜電噴涂法、 電泳涂漆法、 淋漆法等。(7) 干式噴漆室用于小批量工件的噴漆； 噴淋式噴漆室用于小型工件的噴漆； 水幕噴漆室用于中等工件的噴 漆；水旋式噴漆室用于裝飾性要求較高的大型工件的噴漆。8曲軸加工 曲軸主要由曲軸前端、曲拐、曲軸后端所組成。(1)曲軸粗基準選擇 為了保證兩端中心孔能鉆在兩端面的幾何中心上，粗基準選