《汽車制造工藝學(xué)》第1章概述.ppt

1、汽車制造工藝學(xué),黃石理工學(xué)院 機電工程學(xué)院,教學(xué)課件,本課程的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)方法 1）本課程的主要內(nèi)容,本課程所研究的對象主要是汽車零件制造中所涉及到的有關(guān)機械制造與裝配工藝和典型設(shè)備及工藝裝備中的一般規(guī)律和基本理論。課程內(nèi)容包括: 第1章汽車制造工藝過程的基本概念 第2章工件的裝夾和機床夾具 第3章汽車零件的一些典型加工方法 第4章汽車零件的機械加工質(zhì)量 第5章尺寸鏈原理與應(yīng)用 第6章機械加工工藝規(guī)程的制定 第7章 汽車產(chǎn)品設(shè)計的工藝性 第8章 典型零件制造工藝,本課程的學(xué)習(xí)目的,通過本課程的理論教學(xué)、使學(xué)生達到掌握汽車零件機械加工的基本知識，能選擇加工方法與機床、具備制訂工藝規(guī)程

2、的能力和掌握機械加工精度和表面質(zhì)量的基本理論和基本知識，初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力，初步掌握如何圍繞產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性三者的辯證關(guān)系去研究生產(chǎn)中的工藝問題.,本課程具有很強的實踐性和系統(tǒng)性，其內(nèi)容多，涉及的知識面廣，靈活性大。各章節(jié)的內(nèi)容既具有其獨立性，又有其關(guān)聯(lián)性。因此學(xué)習(xí)過程中有一定難度。因此，提出以下三點要求： 1.重視本課程的課堂理論知識學(xué)習(xí)。 2.加強課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，及習(xí)題訓(xùn)練。 3.重視實踐環(huán)節(jié)，通過相關(guān)的實踐教學(xué)環(huán) 節(jié)，以更 好地體會、理解和鞏固理論知識。,本課程的學(xué)習(xí)方法,本課程總學(xué)時為48學(xué)時，本課程為考試課程（閉卷），平時作業(yè)占30%，考試成績占70%。所

3、學(xué)內(nèi)容應(yīng)以分析、理解為主。考試的題型有：判斷題、選擇題、填空題、問答題、計算題、分析題等題型。,課程內(nèi)容,第1章汽車制造工藝過程的基本概念 第2章工件的裝夾和機床夾具 第3章汽車零件的一些典型加工方法 第4章汽車零件的機械加工質(zhì)量 第5章尺寸鏈原理與應(yīng)用 第6章機械加工工藝規(guī)程的制定 第7章 汽車產(chǎn)品設(shè)計的工藝性 第8章 典型零件制造工藝,第1章汽車制造工藝過程的基本概念,1.1 汽車的生產(chǎn)過程和工藝過程 1.2 汽車零件尺寸及形狀的獲得方 法和加工經(jīng)濟精度,1.1 汽車的生產(chǎn)過程和工藝過程,1汽車產(chǎn)品生產(chǎn)過程 由原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚠a(chǎn)品的各有關(guān)勞動過程的總和。 （1）汽車產(chǎn)品生產(chǎn)過程的組成 1）

4、生產(chǎn)準備過程：指汽車產(chǎn)品在投入正式生產(chǎn)前所進行的各項技術(shù)準備工作和設(shè)備購置等生產(chǎn)準備工作過程。 2）基本生產(chǎn)過程：指汽車產(chǎn)品由原材料經(jīng)過各種工藝過程后轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返倪^程，是汽車生產(chǎn)中的中心環(huán)節(jié)。 3）輔助生產(chǎn)過程：指為保證基本生產(chǎn)過程能正常運行所必需的輔助和維護生產(chǎn)的過程。 4）生產(chǎn)服務(wù)過程：指為基本生產(chǎn)和輔助生產(chǎn)過程相配套的各項生產(chǎn)服務(wù)的過程。,載貨汽車主要生產(chǎn)過程方框圖,轎車主要生產(chǎn)過程方框圖,（2）汽車產(chǎn)品基本生產(chǎn)過程的特點： 1）以加工和裝配為性質(zhì)的過程 2）制造工藝的多樣化和復(fù)雜化 3）設(shè)備及其工藝裝備品種多、性能用途各異 4）生產(chǎn)周期較長，易受市場變化的影響,2.汽車制造的工藝過程及

5、其組成,汽車制造工藝過程包括 毛坯制造工藝過程、機械加工工藝過程、熱處理工藝過程、汽車裝配工藝過程等。,工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半產(chǎn)品的過程。 工藝過程是機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分。,（1）工藝過程,機械加工工藝過程 使指在機床上利用切削工具直接改變毛坯的形狀、尺寸、相互位置精度和表面質(zhì)量，使其成為成品的那一部分生產(chǎn)過程。機械加工工藝過程由若干個按順序排列的工序組成。在各工序中還可由安裝、工位、工步和走刀組成。,毛坯制造工藝過程 指原材料經(jīng)過鑄造、鍛造或沖壓等方法所完成的那一部分生產(chǎn)過程。,汽車裝配工藝過程 指將加工好的汽車零件，按

6、一定的裝配技術(shù)要求，使其成為汽車產(chǎn)品的那一部分生產(chǎn)過程。,汽車加工工藝過程由若干個按順序排列的工序組成。在各工序中還可由安裝、工位、工步和走刀等內(nèi)容組成。,（2）汽車加工工藝過程的組成,1)工序,指一個（或一組）工人在一個工作地點（或一臺設(shè)備），對一個（或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 劃分工序的標志是： 操作者、工作地點和加工對象是否變動。 一個不滿足即為另一道工序。 工序是工藝過程的基本單元，是制定和計算設(shè)備負荷、工具消耗、勞動定額、生產(chǎn)計劃和經(jīng)濟核算等工作的依據(jù)。,表1-1 階梯軸第一種工序安排方案,表1-2 階梯軸第二種工序安排方案,2)安裝,指在一個工序中，工件在機床

7、上相對刀具進行的定位和夾緊一次所完成的那一部分工藝過程。 安裝的目的就是使工件在機床上相對于刀具占有一個正確的加工位置。,表1-3 工序和安裝,3)工位,指工件在一次安裝中，工件在機床上相對于刀具占有的每一個加工位置。在一次安裝中可以使工件占有多個加工位置。,4)工步,指在一個工序中，當加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都保持不變時所完成的那一部分工藝過程。劃分工步的標志是：四個因素均不變。 對于那些連續(xù)進行若干個相同的工步，為使工藝文件簡化，通常用一個工步表示。如用一個鉆頭順序加工一組直徑相同的孔。 如果采用復(fù)合刀具（如階梯鉆、鉆擴、鉆锪等）或多把刀具同時加工幾個表面的工步稱為復(fù)合工步。,

8、5）走刀,指在一個工步中，切削刀具在加工表面上連續(xù)切削一次所完成的那一部分工藝過程。當工件表面的加工余量較大時，在一個工步中可分為幾次走刀。,圖3-6 棒料加工成階梯軸的多次行程,1.2 汽車零件尺寸及形狀的獲得方法 和加工經(jīng)濟精度,1. 工件尺寸的獲得方法,可分為試切法、調(diào)整法、定尺寸刀具法和自動控制法四種方法。 1）試切法 其過程是初調(diào)刀具，試切一小段，測量試切所得尺寸并與所要求的尺寸比較，按其差值再調(diào)整刀具，再試切、再測量，如此反復(fù)數(shù)次，直至達到符合要求的尺寸后，再切削整個待加工表面。 試切法可以達到較高的加工精度，但要求工人有較高的技術(shù)水平，而且加工效率也很低，所以，一般只用于單件小批

9、生產(chǎn)。,試切法,2）調(diào)整法,先調(diào)整好刀具和工件在機床上的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這個位置不變，以保證被加工尺寸的方法。調(diào)整法廣泛用于各類半自動、自動機床和自動線上，適用于成批、大量的生產(chǎn)。 其方法可分為兩類：用樣件或?qū)Φ秹K對刀的靜對刀法和試切工件的動對刀法。而在以后的重復(fù)加工中使刀具到位的控制方法是借助于機床進給機構(gòu)的刻度盤、擋鐵、行程開關(guān)等來實現(xiàn)的。 靜對刀法就是在機床不切削時用樣件或?qū)Φ秹K和塞尺來找正刀具位置。又有線內(nèi)對刀和線外對刀兩種。線外對刀就是在線外調(diào)控刀具、刀架或刀夾等裝置，裝到機床以后馬上可以加工，這樣可減少停機時間。,動對刀法就是試切一個或數(shù)個工件，在工件的尺寸位

10、于要求尺寸的公差帶合適位置時，作為刀具的正確位置。 調(diào)整法因能節(jié)省輔助時間，故生產(chǎn)效率比試切法高，又因其排除了試切法加工中可能存在的人為因素，從而使加工的工件尺寸在無其它誤差時呈正態(tài)分布。因而在汽車零件的大量生產(chǎn)中，獲得普遍的應(yīng)用。,3）定尺寸刀具法,就是以刀具的相應(yīng)尺寸來保證加工表面的尺寸精度。如鉸孔、拉孔和攻螺紋或銑槽等，這種方法的加工精度，主要決定于刀具的制造、刃磨質(zhì)量和切削用量。其優(yōu)點是操作簡單，生產(chǎn)率高，尺寸比較穩(wěn)定，但刀具制造較復(fù)雜，常用于孔、螺紋和成形表面的加工。但在保證孔的位置精度方面不如鏜孔加工，也不宜于特大孔的加工。,4）自動控制法,自動控制法的實質(zhì)就是試切法的自動化。這種

11、方法是用度量裝置、進給機構(gòu)和控制系統(tǒng)構(gòu)成加工過程的自動循環(huán)，即自動完成加工中的切削、度量、補償調(diào)整等一系列的工作，當工件達到要求的尺寸時，機床自動退刀,停止加工。 其中一種是自動測量，就是將測量，調(diào)整和切削加工等機構(gòu)綜合為一個相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)的自動化系統(tǒng)。 另一種是靠數(shù)控裝置按事先經(jīng)數(shù)控程序運算得到的數(shù)控指令來進行自動控制刀具或工作臺的位置，以得到尺寸精度。,2. 工件形狀的獲得方法,可分為刀尖軌跡法 、成形刀具法和展成法三種方法。 1）刀尖軌跡法 就是靠刀尖(點)的運動軌跡來獲得所要求的表面幾何形狀。刀尖的軌跡取決于刀具與工件的相對成形運動。如普通車削是工件旋轉(zhuǎn)形成母線和刀具移動形成導(dǎo)線。

12、刀尖的合成軌跡是緊密相連的螺旋線。又如內(nèi)、外圓磨削，是工件旋轉(zhuǎn)與移動構(gòu)成成形運動，由若干個刀尖(磨粒)形成的軌跡而形成。刨削的成形運動是刀尖與工件在兩個相互垂直方向上的移動。 刀尖軌跡法所得到的表面形狀精度取決于成形運動的精度，即母線和導(dǎo)線的形成精度。包括機床的運動精度、剛度、刀尖的磨損等。,刀尖軌跡法,2）成形刀具法,利用成形刀具加工的方法稱為成形刀具法。以刀具切削刃在切削基面的投影為母線。由此母線的相對運動來形成加工表面。如用曲線刃成型車刀加工回轉(zhuǎn)曲面，或用成型拉刀拉削成形面等。 用成形刀具法加工的表面幾何形狀精度取決于刃口的形狀精度。后者取決于機床的運動精度。,3）展成法,又稱范成法。就

13、是以一定形狀的刀刃與工件按一定速比關(guān)系作展成運動。被加工表面是刀刃在展成運動中形成的與光滑曲面逼近的包絡(luò)面，所以又稱為包絡(luò)法。采用展成法，刀刃必須是被加工表面輪廓曲線的共軛曲線。常用的滾齒，插齒等輪齒齒形加工均屬于展成法。加工表面的形狀精度取決于機床傳動鏈的傳動精度和刀刃的形狀精度。,3. 獲得表面相互位置精度的方法,獲得加工表面之間位置精度有兩種情況，一種是零件比較簡單，可以在一次安裝中，將有相互位置要求的幾個表面同時加工出來。因此，其位置精度主要取決于機床部件之間的位置精度和運動精度，一般可獲得較高的位置精度。另一種是零件比較復(fù)雜，有相互位置要求的表面不能在一次安裝中連續(xù)加工。這時，由于需

14、要多次安裝，因此，其加工表面的位置精度還與工件的安裝精度有關(guān)。 常用的保證位置精度的安裝方法有： 直接找正安裝法、劃線找正安裝法和機床夾具安裝法。,4.加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度,所謂加工經(jīng)濟精度是指在正常條件下（采用符合質(zhì)量標準的設(shè)備、工藝裝備和標準技術(shù)等級的工人、不延長加工時間）所能保證的加工精度。若延長加工時間，就會增加成本，雖然精度能提高，但不經(jīng)濟。經(jīng)濟表面粗糙度的概念類同于經(jīng)濟精度。經(jīng)濟精度和經(jīng)濟表面粗糙度均已制成表格，在有關(guān)機械加工的手冊或資料中可以查到。 一般情況下，表面粗糙度與尺寸公差等級是相對應(yīng)的。尺寸精度愈高，則表面粗糙度就愈小。只要查到加工經(jīng)濟精度，便可查得相應(yīng)的表面粗糙度

15、。,表1-4外圓柱面加工經(jīng)濟精度,表1-5 孔加工方法,表1-6平面加工方法,1.3 汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)類型及其工藝特征,1生產(chǎn)綱領(lǐng)：,指企業(yè)在計劃期（如一年）內(nèi)應(yīng)當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量（包括備品和廢品在內(nèi)的產(chǎn)品產(chǎn)量）和進度計劃。 生產(chǎn)綱領(lǐng)是在生產(chǎn)準備時由決策者確定的，是生產(chǎn)準備的依據(jù)，工藝設(shè)計的依據(jù)。生產(chǎn)綱領(lǐng)不同于計劃年產(chǎn)量和實際年產(chǎn)量，它標志著一個企業(yè)所具有的生產(chǎn)能力大小和企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模。,2生產(chǎn)性質(zhì)和生產(chǎn)節(jié)拍,1）生產(chǎn)性質(zhì) 可分為產(chǎn)品試制、試生產(chǎn)、正式生產(chǎn)。 2）生產(chǎn)節(jié)拍 指在流水生產(chǎn)線上相繼完成兩個制品之間的時間間隔。是設(shè)計流水生產(chǎn)線的依據(jù)。生產(chǎn)節(jié)拍可分為計算最大允許生產(chǎn)節(jié)拍和實際生產(chǎn)節(jié)拍。

16、最大允許生產(chǎn)節(jié)拍T（min）是按零件生產(chǎn)綱領(lǐng)N和零件加工流水線年有效工作時間Fn（h）及工時利用率計算得出。其計算公式為： T 60Fn N （min） Fn 又稱設(shè)備年時基數(shù)，指一臺設(shè)備在一年中，扣除設(shè)備修理所占用的時間和其它調(diào)整時間后，實際用于生產(chǎn)的小時數(shù)。 單班制生產(chǎn)Fn =2000小時/年左右，兩班制生產(chǎn)Fn=4000小時/年左右,生產(chǎn)綱領(lǐng)分為產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)Q和零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N 。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N與該零件在產(chǎn)品中所用數(shù)量n，以及零件的備品率%和廢品率%有關(guān)。 N = Q n（1+%）（1%） = Q n（1+%）（1+%） = Q n（1+%+%）,2生產(chǎn)類型及其工藝特征,生產(chǎn)類型：企

17、業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。 劃分生產(chǎn)類型的主要標志是指企業(yè)以最經(jīng)濟的方法生產(chǎn)產(chǎn)品時，其大多數(shù)工作地點上所加工零件的品種及變更的頻繁程度。生產(chǎn)專業(yè)化可分為產(chǎn)品專業(yè)化、零部件專業(yè)化和工藝方式專業(yè)化。 1) 大量生產(chǎn)：長期重復(fù)生產(chǎn)某個產(chǎn)品或零件。其年生產(chǎn)量很大，使大多數(shù)工作地點長期重復(fù)進行某個產(chǎn)品或零件的生產(chǎn)。如汽車、拖拉機等行業(yè)的生產(chǎn)方式。,表1-7 確定生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù),1) 大量生產(chǎn)：長期重復(fù)生產(chǎn)某個產(chǎn)品或零件。其年生產(chǎn)量很大，使大多數(shù)工作地點長期重復(fù)進行某個產(chǎn)品或零件的生產(chǎn)。如汽車、拖拉機等行業(yè)的生產(chǎn)方式。,2) 成批生產(chǎn)：長期分批輪番生產(chǎn)若干種產(chǎn)品或零件，工作地點的生產(chǎn)呈一定的周期性。如機床、電機等行業(yè)的生產(chǎn)方式。 批量是指每批投產(chǎn)的同一品種的產(chǎn)品或零件的數(shù)量。根據(jù)批量的大小，成批生產(chǎn)