汽车制造工艺学

1、汽汽 车车 制制 造造 工工 艺艺 学学 教材及参考书教材及参考书 教材：教材： 王宝玺 贾庆祥 汽车制造工艺学（第3版） 机械工业出版社 2009.1 参考教材：参考教材： 王先逵 机械制造工艺学（第2版） 机械工业出版社 2007.2 顾崇衔 机械制造工艺学 课程涉及内容 第一章汽车制造工艺过程的基本概念（4课时） 第二章工件的装夹和机床夹具（8课时） 第三章汽车零件表面的加工方法（6课时） 第四章汽车零件的机械加工质量（6课时） 第五章尺寸链原理与应用（6课时） 第六章机械加工工艺规程的制定（8课时） 第七章汽车产品设计的工艺性（4课时） 第八章典型零件制造工艺（4课时） 绪论绪论&第一

2、章第一章 1-1 汽车生产过程及汽车车身制造工艺简介汽车生产过程及汽车车身制造工艺简介 1-2 工艺过程工艺过程 1-3 工件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度工件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度 1-4 生产类型与工艺特征生产类型与工艺特征 汽车的生产过程： 将原材料转变为汽车产品的全过程。包括原材料的运输、产品的将原材料转变为汽车产品的全过程。包括原材料的运输、产品的 技术生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理、部件及产品技术生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理、部件及产品 的装配、检验、调试、油漆与包装，产品的销售和售后服务等。的装配、检验、调试、油漆与包装，产品的销售和

3、售后服务等。 1-1 汽车的生产过程 原材料毛坯热处理机加工装配 试验 调整 汽车 产品 锻造锻造 铸造铸造 粉末冶金粉末冶金 冲压冲压 正火正火 退火退火 淬火淬火 回火回火 车削车削 铣削铣削 磨削磨削 镗削镗削 合件合件 组件组件 部件部件 整车整车 轿车主要生产过程方框图 其他零部件 发动机 车身 车桥 车轮 汽车生产模式：汽车生产模式： 按产品专业化、工艺专业化原则组织的协作生产。视频 1-1 生产过程 汽车汽车车身车身制造工艺简介制造工艺简介 一、工艺基础一、工艺基础 工艺基础：概念工艺基础：概念 工艺基础：管理工艺基础：管理 二、车身制造四大工艺定义及特点二、车身制造四大工艺定义

4、及特点 冲压工艺冲压工艺 焊装工艺焊装工艺 涂装工艺涂装工艺 总装工艺总装工艺 三、理论基础三、理论基础 机械设计机械设计 机械制造机械制造 工程实践工程实践 一、工艺基础：概念一、工艺基础：概念 工艺 即加工产品的方法(手段、过程)。是利用生产工具对原材料、 毛坯、半成品进行加工,改变其几何形状、外形尺寸、表面状 态和内部组织的方法。 工艺规程 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等工艺规定（文 件）。 工艺文件 指导工人操作和用于生产、工艺管理的各种技术文件。是企业 组织生产、计划生产和进行核算的重要技术参数。 工艺参数 为达到加工产品预期的技术指标，工艺过程中选用和控制的有 关量，如电

5、流、电极压力压等。 工艺基础：概念工艺基础：概念 工艺装备 产品制造过程中所用的各种工具的总称。包括刀具、夹具、 模具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。 工艺卡片( (或作业指导书) ) 按产品的零、的某一工艺阶段编制的一种工艺文件。他以 工序为单元,详细说明产品(或零、部件)在某一工艺阶段 的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以 及采用的设备和工艺装备。包括冲压工艺卡片、焊接工艺 卡片、油漆工艺卡片、装配工序卡片。 物料清单（BOMBOM） 用数据格式来描述产品结构的文件。 外协件明细表 填写产品中所有外协件的图号、名称和加工内容等的一种 工艺文件。 工艺基础：概念工艺基

6、础：概念 外购工具明细表 填写产品在生产过程中所需购买的全部刀具、量具等的名 称、规格与精度等的一种工艺文件。 材料消耗工艺定额明细表 填写产品每个零件在制造过程所需消耗的各种材料的名称、 牌号、规格、重量等的一种工艺文件。 材料消耗工艺定额汇总表 将“材料消耗工艺定额明细表”中的各种材料按单台产品 汇总填列的一种工艺文件。 零部件转移卡 填写各装配工序零、部件图号（代号）名称规格等的一种 工艺。 工艺基础：管理工艺基础：管理 工艺管理内容包括： 产品工艺工作程序、产品结构工艺性审查的方式和程序、 工艺方案设计、工艺规程设计、工艺定额编制、工艺文件 标准化审查、工艺文件的修改、工艺验证、生产现

7、场工艺 管理、工艺纪律管理、工艺标准化、工艺装备编号方法、 工艺装备设计与验证管理程序、工装的使用与维护、工艺 规程格式、管理用工艺文件格式、专用工艺装备设计图样 及设计文件格式。 工艺设计过程 策划(产品定义)-产品设计和开发(产品数据)-过程设计和 开发-产品与过程确认-生产-(持续改进)。 二、车身制造四大工艺定义及特点二、车身制造四大工艺定义及特点 在汽车制造业中，冲压、焊装、涂装、总装合为四 大核心技术( (即四大工艺) )。从结构上看，轿车属于 无骨架车身，它的生产工艺流程大致为： 冲压 焊装 涂装 总装 钢板 模具 冲压件 夹具 白车身 焊接总成 油漆车身 整车入 库 底盘件 电

8、器件 车身附件 （一）冲压工艺（一）冲压工艺 冲压工艺： 冲压是所有工序的第一步。先是把钢板在切割机上切割出 合适的大小，这个时候一般只进行冲孔、切边之类的动作， 然后进入真正的冲压成形工序。每一个工件都有一个模具， 只要把各种各样的模具装到冲压机床上就可以冲出各种各 样的工件，模具的作用是非常大的，模具的质量直接决定 着工件的质量。 冲压生产线，由多台压机构成传输机械手 冲压工艺冲压工艺 冲压技术在汽车制造业占有重要地位 据统计，汽车上有60%70%的零件是用冲压工艺生产出来的。 因此，冲压技术对汽车的产品质量、生产效率和生产成本都有重 要的影响。 冲压工艺的特点及冲压工序的分类 冲压是一种

9、金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上， 利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分 离，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件(冲压件)。冲压工序 按加工性质的不同，可以分为两大类型：分离工序和成形工序。 冲压工序可分为四个基本工序： 一、冲裁：使板料实现分离的冲压工序(包括冲孔、落料、修边、 剖切等)。 二、弯曲：将板料沿弯曲线成一定的角度和形状的冲压工序。 三、拉深：将平面板料变成各种开口空心零件，或把空心件的形 状、尺寸作进一步改变的冲压工序。 四、局部成形：用各种不同性质的局部变形来改变毛坯或冲压成 形工序(包括翻边、胀形、校平和整形工序等)。 常用的冲压工艺简介常用

10、的冲压工艺简介1 落料：用落料模沿封闭轮廓曲 线冲切，冲下部分是零件。 冲孔：用冲孔模沿封闭轮廓曲 线冲切，冲下部分是废料。 剪切：用剪刀或模具剪断板材， 剪断线不封闭。 切口：在坯料上将板材部分切 开，切口部分发生弯曲。 常用的冲压工艺简介常用的冲压工艺简介2 切边：将拉深或成形后的半成 品边缘部分的多余材料切掉。 剖切：将半成品切开成两个或 多个工件，常用于成双冲压。 弯曲：将板料沿直线弯成各种 形状。 拉深：将坯料压制成开口空心 零件。 常用的冲压工艺简介常用的冲压工艺简介3 内孔翻边：将板料上孔的边沿 翻成竖立边缘。 外缘翻边：将工件的外缘翻成 圆弧或曲线状的竖立边缘。 胀形：将板料或

11、工件上压出筋 条、花纹或文字。 整形：把形状不太准确的工件 校正成形。 汽车覆盖件的冲压工艺汽车覆盖件的冲压工艺 汽车覆盖件的冲压工艺，通常都是由拉深、修边冲孔、翻边整三 个基本工序组成；有的还需要落料或冲孔，有的需要多次修边、冲孔 或翻边，有的工序还可以合并。因此，对于一个具体的汽车覆盖件来 说，要确定其冲压工艺，就必须具体地分析该零件的形状、结构、材 料和技术要求，结合生产批量(纲领)和生产设备条件，才能最后确定。 物件名称物件名称制作简图制作简图冲压工艺过程冲压工艺过程 发动机盖外板 下料 拉伸 切边、冲孔 竖边 翻边 压印、冲孔 检验 顶盖 拉伸 切割 整形 反边 冲孔 冲孔 切割 冲

12、压工艺冲压工艺 物件名称物件名称制作简图制作简图冲压工艺过程冲压工艺过程 翼子板 下料 拉深、反边 切割、冲孔 竖边、冲孔 反边、冲孔 反边、检验 左右后侧围外板 落料 拉伸 切边、冲孔 整形 冲孔 冲孔 检验 冲压工艺流程图冲压工艺流程图 汽车冲压工艺流程图 板料区 冲压件入区 冲压件检验 冲裁区液压区 下料区 （二）焊装工艺（二）焊装工艺 焊装工艺 冲压好的车身板件局部加热或同时加热、加压而接合在一起形成 车身总成。在汽车车身制造中应用最广的是点焊，焊接的好坏直 接影响了车身的强度。 焊装线焊接机器人 焊装工艺焊装工艺 汽车车身是由薄板构成的结构件，冲压成形后的板料通过装配和焊接 形成车身

13、壳体(白车身)，所以装焊是车身成形的关键。装焊工艺是 车身制造工艺的主要部分。 汽车车身壳体是一个复杂的结构件，它是由百余种、甚至数百种(例 如轿车)薄板冲压件经焊接、铆接、机械联结及粘接等方法联结而成 的。由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢，所以 焊接是现代车身制造中应用最广泛的联结方式。 焊接方式典型应用实例 电阻焊 点焊车身主体总成、车身侧围总成 凸焊螺母 CO2保护焊、氩弧焊车身总成 焊装工艺焊装工艺 点焊：通过导电,电阻加热,金属熔合。 点焊的过程：预压-焊接-保压-休止。 点焊相关工艺参数：电流电压电极压力焊接时间电极 直径等。 点焊设备：固定式点焊机，移动式点焊机

14、，包括：供电系统 （变压器和二次回路）、焊具部分（机臂、电极夹持器、电 极）、加压机构（气压、液压等）、冷却系统、机体等。 CO2气体保护焊接：一种熔化极气体保护电弧焊接法，利用焊 丝与工件间产生的电弧来熔化金属，由CO2作为气体保护气， 并采用光焊丝填充。 焊接工艺参数：电源极性焊丝直径电弧电压焊接电流 气体流量焊接速度焊丝伸出长度直流回路电感等。 焊装工艺焊装工艺 车身主体 车身主体主要由车前钣金、前围零件、地板总成、左/右 侧围总成、后围总成、行李舱搁板总成和顶盖总成等零 部件焊装而成，如图所示。 前围上部总成 焊装工艺焊装工艺 地板总成 侧围总成 焊装工艺焊装工艺 后围零件 顶盖总成

15、焊装工艺焊装工艺 行李舱搁板总成 车门总成 焊装工艺焊装工艺 发动机盖 行李舱盖焊接总成 焊装工艺焊装工艺 汽车车身部件焊接系列夹具 定位与夹紧 装配焊接三过程，一定位，二夹紧，三点固 定位是通过定位基准与夹具上的定位元件相接触而实现，定位 元件有：挡铁，定位销，支承板，样板 夹紧：有力，稳定，避免焊接运动干涉 焊接生产线 机械手焊接等 （三）涂装工艺（三）涂装工艺 涂装工艺 涂装有两个重要作用，第一车防腐蚀，第二增加美观。涂装工 艺过程比较复杂，技术要求比较高。主要有以下工序：漆前预 处理和底漆、喷漆工艺、烘干工艺等，整个过程需要大量的化 学试剂处理和精细的工艺参数控制，对油漆材料以及各项加

16、工 设备的要求都很高，因此涂装工艺一般都是各公司的技术秘密。 自动喷涂机器人空腔注蜡 涂装工艺涂装工艺 概述 汽车车身的涂装质量要求最高，要长期在各种气候条件下使用而 不发生漆膜劣化和锈蚀，还要能维持其光泽、色彩和美观。典型 的轿车车身涂装工艺是电泳底漆、中涂、面漆3C3B(3Coat3Bake) 体系。在电泳底漆与中涂之间有焊缝密封和底板防护涂层的喷涂， 以保证车身的密封、降噪声和防锈，面漆后涂内腔防锈蜡。 表面涂层属于一级装饰精度，具有美丽的外观，光亮如镜或光滑 的表面，无细微的杂质、擦伤、裂纹、起皱、起泡及肉眼可见的 缺陷，并应有足够的机械强度。底面涂层属于优良保护层，应有 优良的防锈性

17、和防腐蚀性，很强的附着力；局部或全部刮涂附着 力好、机械强度高的腻子，使用数年也不会出现锈蚀或脱落等现 象。 涂装工艺涂装工艺 1 准备上挂 2 手机擦洗 3 热水喷淋 4 预脱脂 5 主脱脂 6 工业水喷淋 7 工业水浸洗 8 表面调整 16 UF槽上喷 15 电泳 14 新鲜纯水淋洗 13 新鲜纯水喷淋 12 纯水浸洗 11 工业水喷淋 10 工业水浸洗 9 磷化 17 UF1喷淋 18 UF2浸洗 19 UF3喷淋 20 纯水浸洗 21 纯水喷淋 22 新鲜纯水淋洗 23 沥干 24 烘干 32 强冷 31 烘干 30 放置阻尼板 29 细密封 28 喷防石击涂料 27 粗密封 26 下

18、挂 25 强冷 33 钣金修整 34 刮一道原子灰 35 烘干打磨吹干 36 刮二道原子灰 37 烘干打磨吹干 38 喷一次中涂 39 烘干 40 补刮三道原子灰 48 二道色漆 47 一道色漆 46 精修擦净 45 打磨吹干 44 补红灰 43 烘干 42 喷二次中涂 41 烘干打磨吹干 48 二道面漆 47 一道面漆 49 一道罩光漆 50 二道罩光漆 51 流平 52 烘干 53 强冷 54 小修、抛光 55 检验 56 交总装 汽车涂装工艺流程 涂装工艺涂装工艺 预处理 （打磨、清洗） 喷塑料底胶烘干喷中涂烘干补红灰刮灰并干燥打磨及干燥 检查修饰 或返修 打磨 抛光 装配 （倒车镜、装

19、饰条） 烘干喷面漆上件及擦净打磨并干燥 点补中涂 预处理 （预烘干、打磨、清洗） 喷底漆干燥刮灰干燥喷中涂烘干 干燥打磨干燥补红灰烘干喷中涂 吹擦净喷面漆烘干 打磨 抛光 检查修饰 或返修 汽车塑料件涂装工艺流程 汽车玻璃钢件涂装工艺流程 （四）总装工艺（四）总装工艺 总装工艺 总装就是将车身、发动机、变速器、仪表板、车灯、车门等构成整辆 车的各零件装配起来生产出整车的过程。 装配线外观检测区 总装工艺总装工艺 一、汽车装配概念及其特点 汽车装配是汽车全部制造工艺过程的最终环节，是把经检验合格 的数以千万计的各类零件，按规定的精度标准和技术要求组合成 分总成、总成、整车，并经严格检测程序，确认

20、其是否合格的整 个工艺过程。汽车产品要求有好的动力性、经济性和耐久性，以 实现在各种复杂环境中的运载功能，现代汽车产品更要求安全可 靠、造型美观、乘坐舒适并满足环保要求。这些要求，最终是通 过装配工艺来保证的。若装配不当，以昂贵的代价制造出的合格 零件，不一定能装出合格的汽车。因此装配是保证产品质量的重 要环节。汽车装配特点是零件种类多，数量大，作业内容复杂。 装配零部件除发动机、传动系、车身、悬架、车轮、转向系、制 动系、空调系等之外，还有大量内外饰件、电器、线束、软管、 硬管、玻璃、各类油液加注等。汽车总装工作量约占全部制造工 作量的20%25%，其操作内容包括过盈配合、焊接、铆接、镶 嵌

21、、配管、配线、螺纹连接、各类油液加注等。 总装工艺总装工艺 二、装配方法 螺纹联接法: 螺钉、螺栓联接是机械装配的基本方法，它约占汽 车装配作业工作量31%，个别部位的螺纹联接采用手动扳手，较 普遍的是采用风动扳手或电动扳手以及电动螺丝刀等。 粘接法：需粘接的零部件，内饰件一般有衬垫、隔音材料、车门 内装饰护板，外饰件一般有挡风玻璃、车灯、标志等。粘接方法： 小件预先在车身上涂粘接剂，大件则在需要装在零件上直接涂粘 接剂。 充注法：是指装配时发动机机油、变速器齿轮油、散热器冷却液、 制动液、动力转向液压油、空调制冷剂、挡风玻璃洗涤液、燃油 等各种液体的方法。 三、装配设备 地面输送机（浅托链）

22、 高架空中悬挂式输送机 板式输送链 总装工艺总装工艺 上线工位分装 （前段车身装饰线） 高工位分装 （底盘装配线） 下线工位分装 （后段车身装饰线） 涂装车身总成 上线工位 （前段车身装饰线） 高工位 （底盘装配线） 下线工位 （后段车身装饰线） 外观检测 整车装配 质量检测 称重、加注制动 检测 侧滑、车速 异响检测 底盘故障 排气及通漏气 检测 测四轮定位 参数 淋雨漏水 检测 整车检测线 返修 总检入库 汽车总装工艺流程 三、理论基础（课程学习方法）三、理论基础（课程学习方法） 本课程知识面涉及面较广，为更好地 掌握课程主要知识点，可从以下几方面入 手： （1）认真听课 & 观看视频；

23、（2）结合相关专业课程设计； （3）现场观摩相关制造过程。 一、工艺过程的基本概念一、工艺过程的基本概念 工艺过程设计是产品设计和制造过程的中间环节，工艺过程设计是产品设计和制造过程的中间环节， 是企业生产活动的核心，也是进行生产管理的重要依是企业生产活动的核心，也是进行生产管理的重要依 据。据。 工艺过程：工艺过程：生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对 位置和力学物理性能等，使其成为成品或半成品的过程，称为 工艺过程。该过程可以通过不同的工艺方法来完成，因而工艺 过程又可具体分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、特种 加工、热处理、装配等工艺过程。 1-2 汽车生产的工艺过程汽车生产

24、的工艺过程 生产过程生产过程 = = 工艺过程工艺过程 + + 辅助过程辅助过程 机械加工工艺过程机械加工工艺过程 利用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对 位置和力学、物理性质，使其成为成品的全过程，就 称其为机械加工工艺过程。 装配工艺过程装配工艺过程 将加工好的零件，按一定的技术要求组合成部件 或产品，以改变零、部件之间的相对位置，此过程被 称之为装配工艺过程。 本门课程将研究： 汽车零件机械加工工艺过程及部件装配工艺过机械加工工艺过程及部件装配工艺过 程的理论和知识。程的理论和知识。 1-2 工艺过程 如何描述一个 工艺过程？ 二、工艺过程的组成二、工艺过程的组成 组成工艺过程的基本

25、单元是工序。工序是由工步、 走刀、安装（装夹）及工位组成的。 12.5 其余 0.8 1.6 1-2 工艺过程 机械加工工艺过程和装配工艺过程都是由按一定顺序排列机械加工工艺过程和装配工艺过程都是由按一定顺序排列 的工序组成的。对于机械加工工艺过程，毛坯依次通过各道工的工序组成的。对于机械加工工艺过程，毛坯依次通过各道工 序逐渐变成所需要的零件。序逐渐变成所需要的零件。 切端面 打中心孔 切端面 打中心孔 外圆加工 倒角 倒角 键槽加工 工序1 工序2 工步1 工步2 工序3 工艺过程工艺过程工序工序 走刀 工序工序：是指一个（或一组）工人，在一台机床上（或一个工作地 点），对一个（或同时几个

26、）工件所连续完成的那一部分工 艺过程。 工人、工作地、工件、连续作业工人、工作地、工件、连续作业是构成工序的四 个要素，其中任一要素改变即构成新的工序。连续作业是指 在该工序内的全部工作要不间断地连续完成。 1-2 工艺过程 问题：问题：如何根据生产条件及生产规模来组织零件的制如何根据生产条件及生产规模来组织零件的制 造？其顺序又如何制订？造？其顺序又如何制订？ 例如：一个工人在车床对传动轴的加工 夹持大头，车小夹持大头，车小 头外端面、倒角、头外端面、倒角、 外圆柱面、退刀槽外圆柱面、退刀槽 调头夹持小头，调头夹持小头， 车大头外端面、倒车大头外端面、倒 角、外圆柱面角、外圆柱面 一 道 工

27、 序 注意：若把1、2的车削工作分成二人，分别在二 台机床去加工，则为二道工序。 1 2 1-2 工艺过程 安装（装夹）安装（装夹）：安装是指工件经过一次装夹（即定位与夹紧） 后所完成的那一部分工艺过程。在一个工序中，有的工件只 需装夹一次，也有需多次装夹的。如果从减少装夹误差及装 夹工件花费的工时考虑，应尽量减少装夹次数。 1-2 工艺过程 1 2 工件 工艺过程工艺过程安装安装 工位：当应用转位（或移位）加工的机床（或夹具）进行加工 时，在一次装夹中，工件（或刀具）相对机床要经过几个位置 依次进行加工，在每一个工作位置上所完成那一部分工艺过程， 称为工位。 1-2 工艺过程 2 3 4 例

28、如：在旋转工作台上， 13位分别对工件进行不 同部位或内容的加工，4 位为装卸工件，则工件加 工有三个工位。 工艺过程工艺过程工位工位 1 工步工步：在加工表面、切削刀具、切削用量加工表面、切削刀具、切削用量都不变的情况下所完 成的那一部分工艺过程，称为工步。 三个条件中，只要有一个条件发生变化，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 。 f n 复合工步 1-2 工艺过程 工艺过程工艺过程工步工步 工艺过程工艺过程走刀走刀 在一个工步内，有些表面由于加工余 量太大，或由于其它原因，需用同一把刀 具以及同一切削用量对同一表面

29、进行多次 切削。这样刀具对工件的每一次切削就称 为一次走刀。 走 刀 工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系 机械加工过程机械加工过程 = = N个工序个工序 = = m 安装安装+ +n 工位工位+ +p 工步工步+ +q 走刀走刀 螺栓的机械加工工艺过程螺栓的机械加工工艺过程 工艺过程工艺过程案例案例 1-3 工件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度工件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度 一、一、工件尺寸的获得方法工件尺寸的获得方法 1. .试切法 先试切出很小一部分加工表面，测量试切所得的尺寸，按照 加工要求作适当调整，再试切、测量，如此经过两、三次试

30、切和 测量，当被加工尺寸达到要求后，再切削整个待加工表面。 一、一、工件尺寸的获得方法工件尺寸的获得方法 2. .定尺寸刀具法 用具有一定尺寸精度的刀具（如铰刀、扩孔刀、钻 头等）来保证工件被加工部位（如孔）的尺寸精度。 n n 3. 调整法 利用机床上的定程装置或对刀装置或预先调整好 的刀架，使刀具相对于机床或夹具达到一定的位置精度， 然后加工一批工件。 在大批量生产中，多用定程挡块、样件、样板等 对刀装置进行调整。 一、工件尺寸的获得方法 f n 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 4. 自动控制法 使用一定的装置，在工件达到要求的尺寸时，自动 停止加工。 （

31、1）自动测量：机床上有自动测量工件尺寸的装置， 在工件达到要求的尺寸时，自动测量装置即时发出指令 使机床自动退刀并停止工作。 （2）数字控制：机床中有控制刀架或工作台精确移动 的步进马达、滚珠丝杠螺母副及整套数字控制装置，尺 寸的获得（刀架的移动或工作台移动）由预先编制好的 程序通过计算机数字控制装置自动控制。 一、工件尺寸的获得方法 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 二、二、工件形状的获得方法工件形状的获得方法 1. .轨迹法 n f 利用切削运动中刀 尖的运动轨迹形成被加 工表面的形状。 n 2. .成形法 利用成形刀具刀刃的几何 形状切削出工

32、件的形状。 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 工件齿轮工件齿轮 滚滚刀刀 包络线包络线 3. 展成法（包络法） 利用刀具和工件作展成切削运动时，刀刃 在被加工表面上的包络面形成成形表面。 二、工件形状的获得方法 节圆处的相对速度为0，即为瞬时转动中心，故 称此方法为有瞬心包络法。 三、三、工件位置公差的保证工件位置公差的保证 1. .找正法 利用测量工具及辅助工具，确定工件相对于刀具 的位置，从而保证被加工工件的位置公差。 2. .夹具装夹法 利用专用的夹具，确定工件相对于夹具的位置， 而夹具与机床的相对

33、位置易于保证，从而保证被加工 工件的位置公差。 该内容将在第二章讨论。该内容将在第二章讨论。 四、四、加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度 工件经机械加工后获得的表面，其尺寸、形状、相对 位置总会存在一定的加工误差。 在正常的生产条件下，不同的加工方法所能达到的尺 寸、形状、位置精度是一定的。 1. 加工经济精度加工经济精度是指在 正常的生产条件（采用符 合质量标准的设备、工装 和标准技术等级的工人， 不延长加工时间）下所能 保证的公差等级。 加工误差 加工成本 1 2 3 4 1 c 2 c 3 c 4 c 加工经济精度范围 2. 表面粗糙度 工件表面的几何微观不平程度。 一般情况下，每

34、种加工方法的加工经济精度，具有 相对应的表面粗糙度范围，即尺寸公差等级和表面粗 糙度等级是相对应的。 在特殊情况下，加工经济精度与表面粗糙度范围不 相对应。 n P 往复平动 磨条 工件 外圆表面加工方案及其经济精度 加工方案 经济精度 公差等级 (IT) 表面粗糙度 Ra(m) 适用范围 粗车 半精车 精车 滚压（或抛光） 11132080 89510 671.252.5 67 0.040.32 粗车半精车磨削 粗磨精磨 超精磨 670.631.25 570.160.63 50.020.16 粗车半精车精车金刚石车560.040.63 粗车半精车粗磨精磨镜面磨 精车精磨研磨 粗研抛光 适用于

35、除淬火钢以外 的金属材料 除不宜用于有色金属 外，主要适用于淬火钢 件的加工 主要用于有色金属 主要用于高精度要 求的钢件加工 5级以上 5级以上 5级以上 0.010.04 0.010.04 0.010.16 浮动镗 精镗（或铰） 粗镗（或扩） 粗铰精铰 钻 扩 铰 粗铰精铰 铰 精度要求很高的孔，若以研 磨代替珩磨，精度可达6级 以上，Ra可降低到0.16 0.01 0.040.3267 0.040.3267 0.040.32 67 0.321.2578粗镗（或扩）半精镗磨削 粗磨精磨 大批大量生产（精度可 因拉刀而定） 1.252.578 2.55 半精镗（或精扩） 加工方案 经济精度

36、公差等级 (IT) 表面粗糙度 Ra(m) 适用范围 内孔表面加工方案及其经济精度 1113 20 10111020 71.252.5 892.55 钻（扩）粗铰精铰珩磨 拉珩磨 粗镗半精镗精镗珩磨 0.631.2579钻（扩）拉 0.080.63 加工未淬火钢及铸铁的 实心毛坯，也可用于加工 有色金属 主要用于有色金属 0.160.32 2.5589 781.252.5 11131020 89 670.631.25 粗镗半精镗精镗金刚镗 主要用于淬火钢，不宜 用于有色金属 67 主要用于精度要求高的有 色金属 67 值得注意的是，表中的数据都是生产实际中的统计资料， 这是在一般情况下可能达到

37、的精度和表面粗糙度，在具体条 件下是会有差别的。随着生产技术的发展、工艺水平的提高， 同一种加工方法所能达到的精度和表面粗糙度也会提高。 例如：在普通外圆磨床上精磨外圆，一般情况下可达到 标准公差6级的精度和Ra0.32m的表面粗糙度，但是在采 取适当的措施提高磨床精度以及改进磨削工艺后，可进行镜 面磨削，精磨外圆时，能达到标准公差5级以上的精度和 Ra=0.160.02m的表面粗糙度。 1- 4 生产类型与工艺特征生产类型与工艺特征 一、生产纲领和生产类型一、生产纲领和生产类型 1生产纲领 生产纲领是指企业在计划期（通常为一年）内应 当生产的产品产量和进度计划。当计划期为一年时， 零件的生产

38、纲领N可按下式计算： %)1%)(1 (baQnN 式中， Q：产品的年产量（台/年）； n：每台产品中该零件的数量（件/台）； a%：备品的百分率； b%：废品的百分率。 2生产类型 生产类型是指企业生产专业化程度的分类。一般分为 单件小批量生产、成批生产、大批大量生产三种类型。 （1）单件小批量生产 产品的种类多而同一产品的产量很小，加工地点的加 工对象完全不重复或很少重复。（重型机器、专用设备或 新产品试制） （2）成批生产 成批生产的主要特征是：工作地点的加工对象周期性 地进行轮换。（普通机床、纺织机械等） （3）大批大量生产 产品的数量很大，大多数工作地点长期进行某一零件 的某一道工

39、序的加工。（汽车、轴承、自行车等） 500005000 1000 大批大 量生产 1005000020500051000成批生产 100205 单件小批 量生产 小型零件中型零件重型零件 零件年生产纲领（件/年） 生产类型 生产纲领与生产类型的关系生产纲领与生产类型的关系 生产类型的划分主要取决于生产纲领，即年产量，但也要考 虑产品本身的大小和结构的复杂程度。此外，不同生产类型的零 件加工工艺、工艺装备、毛坯制造方法以及对工人的技术要求等 都有很大的不同。 在一定范围内，各生产类型之 间并没有十分严格的界限。成批 生产还可细分为小批生产、中批 生产、大批生产。 选用汽车生产类型与生产方式的准则

40、 从质量、成本、生产率 到TQCS（交货时间、质量、成本、服务） 世界上汽车制造的生产方式： 1）生产全部零件，并且组装整车； 2）只负责汽车的设计和销售，不生产任何零部件。 3）生产一部分关键零件（如发动机等），其余的外 包。 案例：Ford、丰田的JIT、GM的AM概念 各种生产类型工艺过程的主要特点 广泛采用高生产率刀具和量 具，或采用统计分析法保证 质量 生产类型 工艺过程特点 单件小批量生产成批生产大批大量生产 工件的互换性 大部分有互换性，少数用 钳工修配 一般是配对制造，没有互换 性，广泛采用钳工修配 全部有互换性，某些精度较高 的配合件用分组选配法 毛坯的制造方法 及加工余量

41、铸件用木模手工造型；锻 件用自由锻。毛坯精度低， 加工余量大 部分铸件用金属型；部分 锻件用模锻。毛坯精度中 等，加工余量中等 铸件广泛采用金属型；锻件 广泛采用模锻。毛坯精度高， 加工余量小 机床设备 通用机床、数控机床或加 工中心 数控机床或加工中心或柔性 制造单元，设备条件不够时， 也采用通用机床 专用生产线、自动生产线、 柔性制造生产线或数控机 床 夹 具 多采用标准附件，极少数采 用夹具，靠划线及试切法达 到精度要求 广泛采用夹具或组合夹具， 部分靠加工中心一次安装 广泛采用高生产率夹具，靠 夹具及调整法达到精度要求。 刀具与量具 采用通用刀具和万能量具 可以采用专用刀具及专用 量具

42、或三坐标测量机 对工人的要求 要求技术熟练的工人 需要一定熟练程度的工人 和编程技术人员 对操作工人的技术要求较低， 对生产线维护人员要求有高的 素质 工艺规程有简单的工艺路线卡 有详细的工艺规程 有工艺规程，对关键零件有 详细的工艺规程 各种生产类型的汽车零件机械加工工艺特征 生产类型 工艺特征 成批生产大批大量生产 机床设备机床设备 单一汽车产品或多品单一汽车产品或多品 种汽车产品，产品数量较种汽车产品，产品数量较 多，产品成批轮番投产多，产品成批轮番投产 广泛使用高效专机、广泛使用高效专机、 组机、自动或半自动机组机、自动或半自动机 床，部分使用数控机床床，部分使用数控机床 工艺装备工艺

43、装备 广泛采用专用夹具广泛采用专用夹具 或组合夹具，部分靠加或组合夹具，部分靠加 工中心一次安装工中心一次安装 广泛采用高生产率广泛采用高生产率 夹具，靠夹具及调整法夹具，靠夹具及调整法 达到精度要求。达到精度要求。 机床设备机床设备 的布置的布置 产品产品 单一汽车产品或系列单一汽车产品或系列 化汽车产品，产品数量很化汽车产品，产品数量很 大。大。 使用通用机床、部分使用通用机床、部分 使用高效专机、组机、数使用高效专机、组机、数 控机床和加工中心控机床和加工中心 按零件结构特征组成可按零件结构特征组成可 调式流水生产线调式流水生产线 采用零件流水生产线采用零件流水生产线 和自动生产线和自动

44、生产线 零件尺寸零件尺寸 获得方法获得方法 调整法、定尺寸刀调整法、定尺寸刀 具法及主动测量控制。具法及主动测量控制。 调整法、定尺寸刀调整法、定尺寸刀 具法及主动测量控制。具法及主动测量控制。 大大 批批 大大 量量 生生 产产 工工 艺艺 过过 程程 工序号工序号 工序内容工序内容设备设备 1铣两端面，打中心孔铣两端面，打中心孔专用机床专用机床 2车大外圆及倒角车大外圆及倒角车床车床 3车小外圆及倒角车小外圆及倒角车床车床 4铣键槽铣键槽铣床铣床 5去毛刺去毛刺钳工台钳工台 机械加工过程机械加工过程 = = N个工序个工序 = = m 安装安装+ +n 工位工位+ +p 工步工步+ +q 走刀走刀 例如：生产类型对工艺规程的影响例如：生产类型对工艺规程的影响 工序号工序号 工序内容工序内容设备设备 1车一端面，打中心孔车一端面