汽車的制造工藝及過程

1、汽車的制造工藝及過程作者:日期:汽車的制造工藝及過程1.鑄造鑄造是將熔化的金屬澆灌入鑄型空腔中，冷卻凝固后而獲得產(chǎn)品的生產(chǎn)方法。在汽車制 造過程中，采用鑄鐵制成毛坯的零件很多,約占全車重量10%左右，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。制造鑄鐵件通常采用砂型。砂型 的原料以砂子為主，并與粘結(jié)劑、水等混合而成。砂型材料必須具有一定的粘合強(qiáng)度， 以便被塑成所需的形狀并能抵御高溫鐵水的沖刷而不會崩塌。為了在砂型內(nèi)塑成與鑄 件形狀相符的空腔，必須先用木材制成模型，稱為木模。熾熱的鐵水冷卻后體積會縮小， 因此，木模的尺寸需要在鑄件原尺寸的基礎(chǔ)上按收縮率加大，需要切削加工的表

2、面相應(yīng) 加厚。空心的鑄件需要制成砂芯子和相應(yīng)的芯子木模（芯盒）。有了木模,就可以翻制空 腔砂型（鑄造也稱為“翻砂”）。在制造砂型時，要考慮上下砂箱怎樣分開才能把木模取 出，還要考慮鐵水從什么地方流入，怎樣灌滿空腔以便得到優(yōu)質(zhì)的鑄件。砂型制成后, 就可以澆注，也就是將鐵水灌入砂型的空腔中。澆注時，鐵水溫度在125 0 1350度，熔 煉時溫度更高。鍛造在汽車制造過程中，廣泛地采用鍛造的加工方法。鍛造分為自由鍛造和模型鍛 造。自由鍛造是將金屬坯料放在鐵砧上承受沖擊 或壓力而成形的加工方法（坊間稱“打 鐵”）。汽車的齒輪和軸等的毛坯就是用自由鍛造的方法加工。模型鍛造是將金屬坯料放 在鍛模的模膛內(nèi)，承

3、受沖擊或壓力而成形的加工方法。模型鍛造有點像面團(tuán)在模子內(nèi)被 壓成餅干形狀的過程。與自由鍛相比，模鍛所制造的工件形狀 更復(fù)雜，尺寸更精確。汽 車的模鍛件的典型例子是：發(fā)動機(jī)連桿和曲軸、汽車前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)等。冷沖壓冷沖壓或板料沖壓是使金屬板料在沖模中承受壓力而被切離或成形的加工方法。 日常生活用品，女口鋁鍋、飯盒、臉盆等就是采用冷沖壓的加工方法制成。例如制造飯盒， 首先需要切出長方形并帶有4個圓角的坯料（行家稱為“落料”），然后用凸模將這塊坯料壓 入凹模而成形（行家稱為“拉深”）。在拉深工序,平面的板料變?yōu)楹袪?，?邊向上垂直彎 曲，4個拐角的材料產(chǎn)生堆聚并可看到皺褶。采用冷沖壓加工的汽車零件有：發(fā)

4、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。這些零件一般都經(jīng)過落料、沖孔、拉深、 彎曲、翻邊、修整等工序而成形。為了制造冷沖壓零件，必須制備沖模。沖模通常分為2 塊，其中一塊安裝在壓床上方并可上下滑動，另一塊安裝在壓床下方并固定不動。生產(chǎn)時， 坯料放在2塊沖模之間，當(dāng)上下模合攏時，沖壓工序就完成了。沖壓加工的生產(chǎn)率很高并可制造形狀復(fù)雜而且精度較高的零件o4。焊接焊接是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。我們常 見工人一手拿著面罩，另一手拿著與電線相連的焊鉗和焊條的焊接方法稱為手工電弧焊，這 是利用電弧放電產(chǎn)生的高溫熔化焊條和焊件，使之接合。手工電弧焊在汽車制造中

5、應(yīng)用得 不多。在汽車車身制造中應(yīng)用最廣的是點焊。點焊適于焊接薄鋼板操作時,2個電極向2塊 鋼板加壓力使之貼合并同時使貼合點（直徑為56瑚的圓形）通電流加熱熔化從而牢固接 合。2塊車身零件焊接時，其邊緣每隔50100瑚焊接一個點，使2零件形成不連續(xù)的多點 連接。焊好整個轎車車身，通常需要上千個焊點。焊點的強(qiáng)度要求很高，每個焊點可承受5 kN的拉力，甚至將鋼板撕裂，仍不能將焊點部位分離。在修理車間常見的氣焊，是用乙炔 燃燒并用氧氣助燃而產(chǎn)生高溫火焰，使焊條和焊件熔化并接合的方法。還可以采用這種高溫 火焰將金屬割開，稱為氣割。氣焊和氣割應(yīng)用較靈活，但氣焊的熱影響區(qū)較大，使焊件產(chǎn)生變形和金相組織變化，

6、性能下降。因此，氣 焊在汽車制造中應(yīng)用極少。金屬切削加工。金屬切削加工是用刀具將金屬毛坯逐層切削；使工件得到所需要的形 狀、尺寸和表面粗糙度的加工方法。金屬切削加工包括鉗工和機(jī)械加工兩種方法-，鉗工 是工人用手工工具進(jìn)行切削的加工方法,操作靈活方便，在裝配和修理中廣泛應(yīng)用。機(jī)械加 工是借助于機(jī)床來完成切削的，包括:車、刨、銑、鉆和磨等方法。1）車削:車削是在車床上用 車刀加工工件的工藝過程。車床適于切削 各種旋轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)、外圓柱或圓錐面，還可以 車削端面。汽車的許多軸類零件以及齒輪毛坯都是在車床上加工的。2）刨削：刨削是在刨 床用刨刀加工工件的工藝過程。刨床適于加工水平面、垂直面、斜面和溝槽

7、等。汽車上的氣 缸體和氣缸蓋韻乎面、變速器箱體和蓋的配合平面等都是用刨床加工的。3）銑削:銑削是 在銑床上用銑刀加工工件的工藝過程。銑床可以加工斜面、溝槽甚至可加工齒輪和曲面等 舊銑削廣泛地應(yīng)用于加工各種汽車零件。汽車車身冷沖壓的模具都是用銑削加工的。計算機(jī) 操縱的數(shù)控銑床可以加工形狀很復(fù)雜的工件，是現(xiàn)代化機(jī)械加工的主要機(jī)床。4）鉆削及鏜 削:鉆削和鏜削是加工孔的主要切削方法。5）磨削：磨削是在磨床上用砂輪加工工件 的 工藝過程。磨削是一種精加工方法，可以獲得高精度和粗糙度的工件，而且可以磨削硬度很高 的工件。一些經(jīng)過熱處理后的汽車零件，均用磨床進(jìn)行精加工。熱處理熱處理是將固態(tài)的鋼重新加熱、保

8、溫或冷卻而改變其組織結(jié)構(gòu)，以滿足零件的使 用要求或工藝要求的方法。加熱溫度的高低、保溫時間的長短、冷卻速度的快慢可使鋼產(chǎn) 生不同的組織變化。鐵匠將加熱的鋼件浸入水中快速冷卻（行家稱為淬火，可提高鋼件的硬度，這是熱處理的實例。熱處理工藝包括退火、正火、淬火和回火等。退火是將鋼件 加熱，保溫一定時間，隨后連同爐子一起緩慢冷卻，以獲得較細(xì)而均勻的組織，降低硬度 以利于切削加工。正火是將鋼件加熱，保溫后從爐中取出，隨后在空氣中冷卻適于對 低碳鋼進(jìn)行細(xì)化處理。淬火是將鋼件加熱，保溫后在水中或在油中快速冷卻，以提高硬度。 回火通常是淬火的后續(xù)工序，將淬火后的鋼件重新加熱，保溫后冷卻，使組織穩(wěn)定消除脆 性。

9、有不少汽車零件，既要保留心部的韌性，又要改變表面的組織以提高硬度就需要 采用表面高頻淬火或滲碳、氰化等熱處理工藝。裝配裝配是按一定的要求，用聯(lián)接零件（螺栓、螺母、銷或卡扣等）把各種零件相互聯(lián)接 和組合成部件，再把各種部件相互聯(lián)接和組合成整車。無論是把零件組合成部件，或是把 部件組合成整車，都必須滿足設(shè)計圖紙規(guī)定的相互配合關(guān)系，以使部件或整車達(dá)到預(yù)定的 性能。例如，將變速器裝配到離合器殼上時，必須使變速器輸入軸的中心線與發(fā)動機(jī)曲軸的中 心線對準(zhǔn)。這種對中心的方式不是在裝配時由裝配工人（鉗工）來調(diào)節(jié)，而是由設(shè)計和加工 制造來保證。如果你到汽車制造廠參觀，最引人人勝的是汽車總裝配線。在這條總裝配 線

10、上，每隔幾分鐘就駛下一輛汽車。以我國一汽的解放牌貨車總裝配線為例。這條裝配線是 一條165m長的傳送鏈，汽車隨著傳送鏈移動至各個工位并逐步裝成，四周還有輸送懸鏈把 發(fā)動機(jī)總成、駕駛室總成、車輪總成等源源不斷地從各個車間輸送到總裝配線上的相應(yīng) 工位。在傳送鏈的起始位置首先放上車架（底朝天），然后將后橋總成（包括鋼板彈簧和輪轂）和 前橋總成（包括鋼板彈簧、轉(zhuǎn)向節(jié)和輪轂）安裝到車架上，繼而將車架翻過來以便安裝轉(zhuǎn)向器、 貯氣筒和制動管路、油箱及油管、電線以及車輪等，最后安裝發(fā)動機(jī)總成（包括離合器、變速器和中央制動器），接上傳動軸，再安裝駕駛室和車前板制件等。至此，汽車就可以駛下 裝配線。汽車試驗由于汽

11、車的使用條件復(fù)雜，汽車工業(yè)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域極為廣泛，致使許多 理論問題研究得還不夠充分，因此汽車工業(yè)特別重視試驗研究。汽車的設(shè)計、制造過程始終 離不開試驗，無論是設(shè)計思想和理論計算、初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、汽車定型還是在生產(chǎn)過 程，都要進(jìn)行大量的試驗。最后，在客戶購買了汽車并使用的過程中，車輛交通管理部門還要定期對車況進(jìn)行測試，以確保行車安全。除了某些研究性試驗外，汽車產(chǎn)品試驗均應(yīng)遵循 一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、對試驗條件、試驗方法、測試儀器及其精度、結(jié)果評價等進(jìn)行限 定，以確保試驗結(jié)果的再現(xiàn)性和可對比性。不同國家甚至不同廠家的試驗規(guī)范可能不同，因 此在查看某種產(chǎn)品的試驗數(shù)據(jù)時，必須弄清他們試驗所依據(jù)的規(guī)

12、程或標(biāo)準(zhǔn)。3.汽車整車性 能試驗汽車性能試驗是為了測定汽車的基本性能而進(jìn)行的試驗。主要包括以下這些試 驗：（1）動力性能試驗對常用的3個動力性能指標(biāo)，即對汽車的最高車速、加速和爬坡性 能進(jìn)行實際試驗。最高車速試驗的目的是測定汽 車所能達(dá)到的最高車速，我國規(guī)定的測試 區(qū)間是1. 6 km試驗路段的最后500m。加速試驗一般包括起步到給定車速、高速擋或次高 速 擋，以及從給定初速加速到給定車速兩項試驗內(nèi)容。爬坡試驗包括最大爬坡度與爬長坡 兩項試驗。最大爬坡度試驗最好在坡度均勻、測量區(qū)間長2 0m以上的人造坡道上進(jìn)行， 如果人造坡道的坡度對所測車不合適（例如坡道過大或過小），可采用增、減載荷或變換排

13、擋的 辦法做試驗，再折算出最大爬坡度;爬長坡試驗主要用來檢查汽車能否通過坡度為7%-1 0%、長1 Okm以上的連續(xù)長坡，試驗中不僅要記錄爬坡過程中的換擋次數(shù)、各擋位使用 時間和爬坡總時間，還要觀察發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)有無過熱,供油系統(tǒng)有無氣阻或滲漏等現(xiàn)象。（2）燃料經(jīng)濟(jì)性試驗通常做道路試驗或做汽車測功器（亦即轉(zhuǎn)鼓試驗臺）試驗，后者能控制 大部分的使用因素，重復(fù)性好，能模擬實際行駛的復(fù)雜情況，能采用各種測量油耗的方法, 還能同時測量廢氣排放。（3）制動性能試驗汽車制動性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到汽車行駛的安 全性，用制動效能和制動效能的穩(wěn)定性評價。常進(jìn)行制動距離試驗、制動效能試驗（測.制 動踏板力和制動減速

14、度關(guān)系曲線）、熱衰退和恢 復(fù)試驗、浸水后制動效能衰退和恢復(fù)試驗 等。（4）操縱穩(wěn)定性試驗試驗類型較多，如用轉(zhuǎn)彎制動試驗評價汽車在彎道行駛制動時的行 駛方向穩(wěn)定性;用轉(zhuǎn)向輕便性試驗評價汽車的;轉(zhuǎn)向力是否適度;用蛇形行駛試驗來評價汽車轉(zhuǎn) 向時的隨從性、收斂性、轉(zhuǎn)向力大小、側(cè)傾程度和避免事故的能力;用側(cè)向風(fēng)敏感性試驗來 考察汽車在側(cè)向風(fēng)情況下直線行駛狀態(tài)的保持性;用抗側(cè)翻試驗考察汽車在為避免交 通事故而急打方向盤時汽車是否有側(cè)翻危險;用路面不平度敏感性試驗來檢查汽車高速行駛 時承受路面干擾而保持直線行駛的能力；用汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗確定汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性等。 （5）平順性試驗平順性主要是根據(jù)乘坐者的舒適程

15、度來評價的，所以又叫做乘坐舒適性， 其評價方法通常根據(jù)人體對震動的生理感受和保持貨物的完整程度確定。典型的試驗有汽車 平順性隨機(jī)輸入行駛試驗和汽車平順性單脈沖輸入行駛試驗，前者用以測定汽車在隨機(jī)不 平的路面上行駛時，其震動對乘員或貨物的影響;后者用以評價汽車行駛中遇到大的凸起 物或凹坑沖擊震動時的平順性。（6）通過性試驗一般在汽車試驗場和專用路段上進(jìn)行該試 驗。（7）安全性試驗 安全性試驗項目很多，而且 耗資巨大,特別是碰撞安全試驗，除正 面撞車試驗外，近來還增加側(cè)面撞車試驗。可以進(jìn)行實車撞車試驗，也可以進(jìn)行模擬試驗或 撞車模擬計算;但不少國家規(guī)定新車型必須經(jīng)過實車撞車試驗,以驗證其撞車安全性

16、。在撞車試驗 中需用假人（又稱人體模型）進(jìn)行試驗，對人體模型的要求是，其質(zhì)量、尺寸分布，主要骨骼 關(guān)節(jié)和動作等盡量逼近真人，又要容易測定各部位的加速度、載荷和變形人體模型 價格較高，因此也要求具有高的耐用性。當(dāng)進(jìn)行車內(nèi)裝置（如安全帶、座椅、方向盤、儀表 板等）抗沖撞能力試驗時，為節(jié)省開支常用撞車模擬裝置進(jìn)行，它以裝有人體模型的平臺車 代替實車，摸擬以一定初速運動的汽車撞擊固定壁后部件的減速度特性，從而研究沖擊能 量的吸收情況。汽車零部件試驗盡管汽車零部件種類繁多，其試驗通常是性能、強(qiáng)度、耐久性等內(nèi)容。發(fā)動機(jī)是汽車中最重 要的總成，其性能試驗主要有功率、怠速、空轉(zhuǎn)特性、負(fù)荷特性、調(diào)速特性、起動、

17、機(jī)械效率、多缸工作均勻性、排放和噪聲等試驗。對發(fā)動機(jī)的重要零部件（如曲軸、連桿、活塞等運動件和缸蓋、缸體等固定件）應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度試驗,整機(jī)和重要部件常需 進(jìn)行耐久性試驗，重要部件的耐久性試驗可在專門的試驗臺上進(jìn)行，整機(jī)的耐久性試驗則在 發(fā)動機(jī)臺架上進(jìn)行。為了縮短試驗時間，通常強(qiáng)化試驗條件，如在額定工況、全負(fù)荷最大 扭矩工況、超負(fù)荷超轉(zhuǎn)速工況下運轉(zhuǎn)。耐久性試驗前后要全面測量尺寸和性能，以便評價磨 損情況和動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放等指標(biāo)的穩(wěn)定程度。許多汽車承載系統(tǒng)的壽命都與“道路 一汽車”系統(tǒng)產(chǎn)生的隨機(jī)震動特性有關(guān)，因此可以按載荷譜提供激震力（或位移）的電子液壓 震 動試驗臺，它成了許多零部件試驗中不可缺

18、少的加載工作臺。10、汽車試驗場汽車試驗場，亦稱試車場，是重現(xiàn)汽車使用過程中遇到的各種道路條件和使用條件，進(jìn)行汽 車整車道路試驗的場所，為滿足汽車的試驗要求，汽車試驗場將實際存在的各種道路經(jīng)過集 中、濃縮、不失真地強(qiáng)化形成典型化的道路。汽車試驗場的主要試驗設(shè)施是集中修筑的各種試驗道路，一如高速環(huán)形跑道、高速直線跑道、可靠性強(qiáng)化試驗路段、 耐久性試驗跑道、爬坡試驗路以及特殊試驗 路段（如噪聲試驗路段、“比利時路”注、 搓板路、隨機(jī)波形路、扭曲路、越野路、涉水路等。由于汽車試驗在汽車開發(fā)過程中處于 極為重要的地位，許多汽車企業(yè)都投入巨額資金修建大型的汽車綜合試驗場例如通用汽車 公司的密爾福德試驗場、日本汽車研究所試驗 場、英國汽車工業(yè)研究協(xié)會（MIRA）試驗場、 我國海南汽車試驗場等。試驗場的道路設(shè)施主要有：1.高速環(huán)形跑道注按一定的規(guī)律 鋪上各種石塊的汽車試驗道路。高速環(huán)形跑道是平面形狀,長度約4- 8 km，多數(shù)采用兩端 圓形路和中間直線路的形狀，也有橢圓形或其他形狀；設(shè)有3-5條車道。這種跑道的設(shè)計最 高車速通常在2mhh以上，可供汽車長時間持續(xù)高速行駛以考驗汽車的高速性能和零部 件的可靠性。2 .高速直線跑道高速直線跑道是水平直線路，長度約2. 5-4km，可供汽車作 動力性、制動性