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汽车制造工艺学(第3版)主编:王宝玺主讲:张洪信第一章汽车制造工艺过程的基本概念第二章工件的装夹和机床夹具第三章汽车零件表面的加工方法第四章汽车零件的机械加工质量第五章尺寸链原理与应用第六章机械加工工艺规程的制定第七章汽车产品设计的工艺性第八章典型零件制造工艺第一章汽车制造工艺过程的基本概念第一节汽车的生产过程和工艺过程第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度第三节汽车制造企业(公司)的生产类型及其工艺特征第一节汽车的生产过程和工艺过程科学是解决“是什么、为什么”的问题，技术解决“做什么、怎么做”的问题。制造技术是使原材料变成产品的技术的总称，是国民经济得以发展，也是制造业本身赖以生存的关键基础技术。机械制造科学是研究机械制造系统、机械制造过程和手段（方法）的科学。与机械学一起形成机械工程科学的两大分支。机械工程科学是研究机械产品（系统）性能、设计和制造的基础理论和技术的科学。古老的学科！第一节汽车的生产过程和工艺过程科学是解决“是什么、为什么”的问题，技术解决“做什么、怎么做”的问题。制造技术是使原材料变成产品的技术的总称，是国民经济得以发展，也是制造业本身赖以生存的关键基础技术。机械工程科学机械学机械制造科学机械制造系统、机械制造过程和手段（方法）的科学。研究机械结构和系统性能及其设计理论与方法的科学.第一节汽车的生产过程和工艺过程一、汽车的生产过程(基本生产过程）图1-1汽车主要生产过程方框图第一节汽车的生产过程和工艺过程图1-2轿车主要生产过程方框图第一节汽车的生产过程和工艺过程汽车的生产过程是指将原材料变成汽车产品的全过程。辅助生产过程服务、生产及技术准备基本生产过程工艺装备是指产品制造时所使用的刀具、夹具、量具、辅具、模具等各种工具的总称。机械制造工艺系统是指工件、机床、刀具、夹具。第一节汽车的生产过程和工艺过程二、汽车制造的工艺过程及其组成机械加工工艺过程（切屑加工、无屑加工）毛坯制造工艺过程（锻造、铸造等）装配工艺过程工艺过程是指在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程。工艺学是研究工艺过程和方法的科学第一节汽车的生产过程和工艺过程图1-3铣削变速器第一轴两端面简图a)同时铣削大、小头两端面b)在两道工序中分别铣削大、小头两端面c)在一道工序中连续(顺序)铣削大、小头两端面二、汽车制造的工艺过程及其组成工序是组成工艺过程的最基本单元，在一道工序中，它又分为安装、工位和工步等内容。第一节汽车的生产过程和工艺过程二、汽车制造的工艺过程及其组成工序是指一个或一组工人，在一个工作地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。工人、工作地、零件和连续作业是构成工序的四个要素，其中任一要素的变更即构成新的工序。图1-3铣削变速器第一轴两端面简图a)同时铣削大、小头两端面b)在两道工序中分别铣削大、小头两端面c)在一道工序中连续(顺序)铣削大、小头两端面第一节汽车的生产过程和工艺过程二、汽车制造的工艺过程及其组成安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。(一道工序有时包括几次安装)第一节汽车的生产过程和工艺过程工位：为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与机床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的位置变动后所占据的每一个位置上所完成的那一部分工艺过程。图1-4工件在回转工作台上的示意图1—工件2—机床夹具回转工作台3—机床夹具固定底座4—分度机构图多工位加工1-装卸工件工位；2-预钻孔工位；3-钻孔工位；4-扩孔工位；5-粗铰工位；6-精铰工位第一节汽车的生产过程和工艺过程4.工步图1-5车削变速器第一轴阶梯外圆a)在五个工步分别车削五个外圆表面b)在一个复合工步车削多个外圆及端面工步是加工表面、切削刀具和切削用量中主轴转速和进给量都不变的情况下完成的那一部分工序。变化其中的一个就是另一个工步。有时为了提高生产率，把几个待加工表面用几把刀具同时加工，这也可看作一个工步，称为复合工步。第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度一、工件尺寸的获得方法1.试切法往往针对一批零件通过试切、测量、调整、再试切，经多次反复进行到被加工尺寸达到要求为止的方法。第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度2.静调整法图1-6静调整法获得镗孔尺寸a)镗刀调整器b)精镗活塞销孔在加工一批工件之前，采用对刀装置或试切的方法，先调整好刀具相对于工件或机床夹具间的正确位置，并在加工中保持其不变，以保证被加工尺寸的方法。第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度4.主动及自动测量控制法利用测量装置、进给机构及控制系统保证被加工表面尺寸的方法。3.定尺寸刀具法利用刀具尺寸获得加工表面尺寸的方法。图1-7挂表式主动测量控制装置1—活动触点2、3—固定触点4—百分表5—量杆6—弹簧第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度二、工件形状的获得方法1.轨迹法图1-8仿形法车削凸轮外形1—凸轮(工件)2—车刀3—靠模凸轮4—调整车刀工作角度恒定的凸轮5—摆杆6—横杆7—溜板8—滚轮9—车刀刀夹依靠刀具运动轨迹来获得所需形状的方法第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度二、工件形状的获得方法2.成形刀具法使用成形刀具获得工件形状的方法。3.包络法在刀具与工件相对运动中，又刀具切削刃连续运动的轨迹包络成工件形状的方法（3-54、3-58图）。一类是有瞬心包络法，又称为展成法；一类是无瞬心包络法（3-88图）。第二节汽车零件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度三、工件位置公差的保证机床、夹具、刀具的精度及相互位置精度决定。四、加工精度和表面粗糙度加工经济精度和表面粗糙度：某加工方法正常生产条件下能保证的公差等级和表面粗糙度（附表1-6）。第三节汽车制造企业(公司)的生产类型及其工艺特征表1-1确定生产类型的参考数据(1)大量生产每年生产的汽车零件品种少而稳定，每个产品产量很大。(2)单件生产每年生产的汽车产品品种很多或不确定，每个产品品种的产量很少或只有几台辆份。(3)成批生产每年生产的汽车产品品种较多，每一种产品产量较大，汽车产品或汽车零件呈周期性地成批投入生产。类型由产品特征和生产纲领决定，汽车产品生产纲领指：企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划。N=Qn(1+a%)(1+b%)备品率和废品率生产类型设备或工作量负担的工序数目生产节拍/min大量生产1-25以下大批生产2-105-15中批生产10-2015-60小批生产20-4060以上第三节汽车制造企业(公司)的生产类型及其工艺特征表1-2不同生产类型的汽车零件机械加工的工艺特征不同生产类型所在生产线上，使用的机床设备、工艺装备（刀具、量检具、机床夹具等）、机床设备在其生产线上的布置、零件尺寸的获得方法、零件毛坯的制造方法等各不相同，这些特征统称为生产类型的工艺特征。第二章工件的装夹和机床夹具第一节基准的概念第二节工件的装夹方法第三节专用机床夹具的组成及其分类第四节工件在机床夹具中的定位第五节定位误差的分析与计算第六节工件的夹紧和夹紧装置第七节典型的专用机床夹具第八节专用机床夹具设计的基本要求和步骤概述夹具定义：在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠的夹紧。装夹：将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。定位：确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。夹紧：是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。定义：用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据功用：设计基准和工艺基准。第一节基准的概念基准设计基准工艺基准工序基准定位基准测量基准装配基准第一节基准的概念一、设计基准图2-1设计基准设计图样上所采用的基准，是标注设计尺寸或位置公差的起点。第一节基准的概念图2-2车削工序图二、工艺基准1.工序基准在工艺过程中所采用的基准。按用途分为定位、测量、装配和工序基准。工序图是工序卡上用以表示加工表面加工要求及工件装夹情况的简图。工序基准是在工序图上用来确定定该工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。是某工序要达到的加工尺寸（即工序尺寸）的起点。定位基准为加工中用作定位的基准。第一节基准的概念基准不重合将产生误差。2.定位基准体现假想的定位基准的表面称为定位基面。用未经加工的表面作为定位基准（基面），称为粗基准；已加工过的表面作为定位基准（基面），称为精基准。第一节基准的概念图2-3测量基准与测量基面3.测量基准测量时所采用的基准。测量基准测量基面第一节基准的概念3.测量基准内孔D为端面跳动和外圆跳动的测量基准（基面）。第一节基准的概念图2-4汽车倒挡齿轮的装配基准4.装配基准是装配时确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。齿轮的内孔轴线是内孔的设计、工序、定位、测量和装配基准，遵循了基准重合原则第一节基准的概念4.装配基准内孔和端面即为齿轮的装配基准。第二节工件的装夹方法一、找正装夹法(1)直接找正装夹以工件的实际表面作为定位的依据，用找正工具(如划针和指示表)找正工件的正确位置以实现定位，然后将工件夹紧的方法，称为直接找正装夹。(2)划线找正装夹以划线工人在工件上划出的待加工表面所在位置的线痕作为定位依据，定位时用划针找正其位置，然后将工件夹紧的装夹方法，称为划线找正装夹。实现工件的正确装夹有找正装夹法和专用机床夹具装夹法两种。第二节工件的装夹方法图2-5直接找正装夹指示表（百分表）第二节工件的装夹方法图2-6拨叉的划线找正装夹划线划线第二节工件的装夹方法图2-7拨叉在专用钻床夹具上的装夹1—钻模板2—钻套3—定位销(A1)4—夹具体5—支承钉6—钩形压板7—星形手柄8—定位销(A2)二、专用机床夹具装夹法某种零件某一道工序上装夹用的机床夹具。图尾座套筒铣键槽工序及工件加工时的正确定位尾座套筒铣键槽夹具图尾座套筒铣键槽夹具1-油缸；2-杠杆；3-拉杆；4-压板；5-夹具体；6-对刀装置；7-定向键；8-V形块；9-限位螺钉第二节工件的装夹方法为适应多品种、小批量生产的需求，可以使用组合夹具、可调整夹具和成租夹具等。专用机床夹具的作用主要体现：1)保证加工精度。2)提高生产率。3)减轻工人的劳动强度。4)扩大机床的工艺范围。第三节专用机床夹具的组成及其分类一、专用机床夹具的组成定位元件；夹紧装置；对刀导向元件；连接元件；其他装置或元件；夹具体六大部分。定位元件，夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成部分图2-7拨叉在专用钻床夹具上的装夹1—钻模板2—钻套3—定位销()4—夹具体5—支承钉6—钩形压板7—星形手柄8—定位销()第三节专用机床夹具的组成及其分类图2-8专用机床夹具的组成及其与工件、机床、刀具间的关系第三节专用机床夹具的组成及其分类图2-9组合夹具1、3—方形基础板2—关节压板4、10—压板5、9—支承板6、8—螺母7—钻模板二、专用机床夹具的分类1.专用机床夹具2.组合夹具分为通用夹具（如三爪卡盘、四爪卡盘等）及专用夹具。用标准化零件拼装而成的专用夹具。第三节专用机床夹具的组成及其分类图2-10车削盘、套类零件内孔外圆的成组夹具1—锥柄2—定位衬套3—花盘KH1—钩形螺旋压板KH2—定位元件KT1—压板座组件3.成组夹具为每个工件组设计制造的专用机床夹具。当工件变换时，只需对个别原件或装置更换调整即可。第三节专用机床夹具的组成及其分类4.随行夹具用于自动生产线上可随工件同行的一种移动式专用机床夹具。第四节工件在机床夹具中的定位一、工件定位的六点定位规则（或原理）图2-11工件在空间的六点定位•任何一个未受约束的物体，在空间都有6个自由度，要确定物体在空间的位置，必须约束其6个自由度。•在工件适当位置上布置六个支承点，相应限制工件的六个自由度，从而确定工件唯一确定位置的规则，称为六点定位准则。•（1）六个点；（2）安一定规律分布;(3)始终接触！！！ZYXZYX,,,,,第四节工件在机床夹具中的定位图2-12分