第3章汽车零件常用制造工艺

1、第第3章章 汽车零件常用制造工艺基础汽车零件常用制造工艺基础知识知识3.1 汽车零件毛坏制造工艺的基本知识 毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。艺和加工质量密切相关。 为了能合理选用毛坯，需清楚地了解为了能合理选用毛坯，需清楚地了解各类毛坯的特点、适用范围及选用原则等。各类毛坯的特点、适用范围及选用原则等。常用的汽车零件的毛坯种类有几种：铸件、常用的汽车零件的毛坯种类有几种：铸件、锻压件、冲压件、焊接件及粉末冶金件等。锻压件、冲压件、焊接件及粉末冶金件等。常见的毛坯种类常见

2、的毛坯种类常用的汽车零件的毛坯种类有几种：常用的汽车零件的毛坯种类有几种：铸造、铸造、锻压、锻压、焊接、焊接、冲压冲压 、粉末冶金、粉末冶金、塑料成型等。塑料成型等。 铸造铸造是将熔化后的金属液浇灌入铸型空腔是将熔化后的金属液浇灌入铸型空腔中，待其凝固、冷却后，获得一定形状的零件中，待其凝固、冷却后，获得一定形状的零件或零件毛坯的成形方法。通过铸造成形方法获或零件毛坯的成形方法。通过铸造成形方法获得的毛坯或零件称为铸件。得的毛坯或零件称为铸件。 在汽车制造过程中，采用铸造制成毛坯在汽车制造过程中，采用铸造制成毛坯的零件很多，约占全车重量的零件很多，约占全车重量10左右，仅左右，仅次于钢材用量，

3、居第二位。就材质而言，次于钢材用量，居第二位。就材质而言，铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等应有尽有，仅铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等应有尽有，仅铸铁就采用了灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铸铁就采用了灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及合金铸铁等多种材料。因铁、可锻铸铁及合金铸铁等多种材料。因此可以说，汽车工业使各种铸造材质达到此可以说，汽车工业使各种铸造材质达到物尽其用的地步。物尽其用的地步。 铸造是最常用的毛坯生产方法，对于形状复铸造是最常用的毛坯生产方法，对于形状复杂的各类汽车用铸件都可用铸造方法生产。一些杂的各类汽车用铸件都可用铸造方法生产。一些要求耐磨、承压、减振、价廉的零件要求耐磨、承压、减振、价廉的

4、零件(如活塞、如活塞、活塞环、气缸套、气缸体等活塞环、气缸套、气缸体等)，及一些形状复杂、，及一些形状复杂、用其他方法难以成形的零件用其他方法难以成形的零件(如气缸盖、变速箱如气缸盖、变速箱壳体及进、排气支管等壳体及进、排气支管等)，只能通过铸造生产毛，只能通过铸造生产毛坯。随着铸造技术的不断发展，铸件的应用范围坯。随着铸造技术的不断发展，铸件的应用范围继续扩大，过去普通采用的锻件自曲轴、连杆、继续扩大，过去普通采用的锻件自曲轴、连杆、齿轮等零件，也开始被铸件逐渐替代。齿轮等零件，也开始被铸件逐渐替代。 汽车用铸件的主要特点是壁薄、形状复杂、汽车用铸件的主要特点是壁薄、形状复杂、质量轻、可靠性

5、好、尺寸精度高、年产批量大等。质量轻、可靠性好、尺寸精度高、年产批量大等。如气缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、如气缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等制动鼓、各种支架等。锻造 锻造锻造是利用金属材料的可塑性，借助是利用金属材料的可塑性，借助外力外力(加压设备加压设备)和加工模具的作用，使坯和加工模具的作用，使坯料或铸锭产生局部或全部变形而形成所料或铸锭产生局部或全部变形而形成所需要的形状、尺寸和一定组织性能锻件需要的形状、尺寸和一定组织性能锻件的加工方法。的加工方法。 锻压件是汽车零件制造业中的另一种常用毛锻压件是汽车零件制造业中的另一种常用毛坯。锻件毛坯由于经锻

6、造后可得到连续和均匀的坯。锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织，因此锻件的力学性能较好，常用金属纤维组织，因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。锻压件是材料塑性于受力复杂的重要钢质零件。锻压件是材料塑性变形的结果，因此锻压件晶粒较细，没有铸件的变形的结果，因此锻压件晶粒较细，没有铸件的粗大组织和内部缺陷，所以一些要求强度高、耐粗大组织和内部缺陷，所以一些要求强度高、耐冲击、抗疲劳的重要零件大多采用锻造毛坯。但冲击、抗疲劳的重要零件大多采用锻造毛坯。但由于它是在固态下塑性成型，难于获得复杂的形由于它是在固态下塑性成型，难于获得复杂的形状，特别是一些复杂内腔的零件。状

7、，特别是一些复杂内腔的零件。 锻压件广泛应用于汽车发动机、变速器、转锻压件广泛应用于汽车发动机、变速器、转向器、行走部分总成的零件上。向器、行走部分总成的零件上。焊接焊接 焊接焊接是用或不用填充材料，将两片金属局部是用或不用填充材料，将两片金属局部加热或同时加热、加压而接合在一起的加工方法。加热或同时加热、加压而接合在一起的加工方法。 焊接件的特点是可以小拼大，气密性好，生焊接件的特点是可以小拼大，气密性好，生产周期短，节省材料、不需重型设备、减轻重量，产周期短，节省材料、不需重型设备、减轻重量，可生产有较好的强度和刚度、质量轻、材料利用可生产有较好的强度和刚度、质量轻、材料利用率高的毛坯；缺

8、点是抗振性较差、变形大，需经率高的毛坯；缺点是抗振性较差、变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。因此，选用焊接时效处理后才能进行机械加工。因此，选用焊接件为毛坯，对一些性能要求高的汽车重要零件在件为毛坯，对一些性能要求高的汽车重要零件在机械加上前应采用退火处理，以消除应力、防止机械加上前应采用退火处理，以消除应力、防止变形。变形。 焊接与其他连接方法有着本质的区别，焊接与其他连接方法有着本质的区别，焊接生产的特点主要有：焊接生产的特点主要有：节省金属材料，结构重量轻；节省金属材料，结构重量轻；以小拼大、化大为小，制造重型、复杂的以小拼大、化大为小，制造重型、复杂的机器零部件，简化铸造、锻造及

9、切削加工机器零部件，简化铸造、锻造及切削加工工艺，获得最佳技术经济效果；工艺，获得最佳技术经济效果；焊接接头具有良好的力学性能和密封性焊接接头具有良好的力学性能和密封性能够制造双金属结构，使材料的性能得到能够制造双金属结构，使材料的性能得到充分利用。充分利用。冲压 冲压工艺冲压工艺是一种先进的金属加工方法，是一种先进的金属加工方法，它建立在金属塑性变形基础上，在常温条它建立在金属塑性变形基础上，在常温条件下使金属板料在冲模中承受压力而被切件下使金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形的加工方法。从而获得具有一定离或成形的加工方法。从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件。板料冲压的坯形状、尺寸和性

10、能的零件。板料冲压的坯料厚度一般小于料厚度一般小于4mm，通常在常温下冲压，通常在常温下冲压，故又称为冷冲压。故又称为冷冲压。 冲压材料（薄板等）的质量占据全部汽车材冲压材料（薄板等）的质量占据全部汽车材料的料的4045，。采用冷冲压加工的汽车零件，。采用冷冲压加工的汽车零件有：发动机油底壳，制动器底板，汽车车架以及有：发动机油底壳，制动器底板，汽车车架以及大多数车身零件。车身本体的零件基本上采用冲大多数车身零件。车身本体的零件基本上采用冲压工艺生产出来。冲压材料（薄板等）的质量占压工艺生产出来。冲压材料（薄板等）的质量占据全部汽车材料的据全部汽车材料的4045，。，。 汽车车身对其冲压件的尺

11、寸精度和表面质量汽车车身对其冲压件的尺寸精度和表面质量的要求高，只有合格的冲压件才能焊装出合格的的要求高，只有合格的冲压件才能焊装出合格的车身，因此冲压件的质量是汽车车身制造质量的车身，因此冲压件的质量是汽车车身制造质量的基础，冲压技术是汽车车身制造中的关键技术之基础，冲压技术是汽车车身制造中的关键技术之一。一。粉末治金粉末治金 粉末冶金法粉末冶金法是采用成形和烧结等工序将金属是采用成形和烧结等工序将金属粉末，或金属与非金属粉末的混合物，通过固结粉末，或金属与非金属粉末的混合物，通过固结使其成为具有一定形状金属制品的技术。其制品使其成为具有一定形状金属制品的技术。其制品统称为粉末冶金零件或烧结

12、零件。统称为粉末冶金零件或烧结零件。 汽车工业中使用的各类粉末冶金零件，已占汽车工业中使用的各类粉末冶金零件，已占粉末冶金总产量的粉末冶金总产量的7080。由于零部件的高。由于零部件的高强度化、高精度化及低成本化，使粉末冶金零件强度化、高精度化及低成本化，使粉末冶金零件在汽车上的使用量越来越多，如汽车发动机的气在汽车上的使用量越来越多，如汽车发动机的气门座、带轮、粉末冶金链轮、连杆等。门座、带轮、粉末冶金链轮、连杆等。 粉末冶金工艺过程的基本工序有：粉末冶金工艺过程的基本工序有：原料粉末的制取和准备，粉末可以是纯金原料粉末的制取和准备，粉末可以是纯金属或它的合金、非金属、金属与非金属的属或它的

13、合金、非金属、金属与非金属的化合物及其它各种化合物等；化合物及其它各种化合物等；将金属粉将金属粉末及各种添加剂均匀混合后制成所需形状末及各种添加剂均匀混合后制成所需形状的坯块；的坯块；将坯块在物料主要组元熔点以将坯块在物料主要组元熔点以下的温度进行烧结，使制品具有最终的物下的温度进行烧结，使制品具有最终的物理、化学和力学性能。即粉料制备、成形、理、化学和力学性能。即粉料制备、成形、烧结及后续处理等工序。烧结及后续处理等工序。塑料成型工艺 非金属材料是除金属以外的工程材料。非金属材料是除金属以外的工程材料。 工程上常用：塑料、橡胶、陶瓷、复合材工程上常用：塑料、橡胶、陶瓷、复合材料等。料等。 在

14、塑料成型生产中，塑料原料、成型在塑料成型生产中，塑料原料、成型设备和成型所用模具是三个必不可少的物设备和成型所用模具是三个必不可少的物质条件，必须运用一定的技术方法，使这质条件，必须运用一定的技术方法，使这三者联系起来形成生产能力，这种方法称三者联系起来形成生产能力，这种方法称为为塑料成型工艺塑料成型工艺。 注射成型注射成型 、压缩成型 、压注成型、压注成型、挤出成型、中空吹塑 、热成型压延成型、浇铸成型、玻璃纤维热固性塑料的低压成型、滚塑(旋转)成型、泡沫塑料成型、快速成型等. 国内外汽车用塑料件常见的成型加工方国内外汽车用塑料件常见的成型加工方法有注塑（或称注射）成型、吹塑成型、法有注塑（

15、或称注射）成型、吹塑成型、反应注射成型和团状，片状模塑料反应注射成型和团状，片状模塑料（BMC/SMC）等。包括汽车保险杠，仪）等。包括汽车保险杠，仪表板和车门内护板在内的大部分大型塑料表板和车门内护板在内的大部分大型塑料件普遍采用注塑成型工艺，该工艺的主要件普遍采用注塑成型工艺，该工艺的主要优点是可成型形状比较复杂的产品、生产优点是可成型形状比较复杂的产品、生产效率较高、制品刚性好等；缺点是要求制效率较高、制品刚性好等；缺点是要求制品原材料熔融后的流动性好、小批量生产品原材料熔融后的流动性好、小批量生产成本高。成本高。机械零件常用的机械加工方法机械零件常用的机械加工方法汽车零件的表面形状千变万化，由不同的典型表面汽车零件的表面形状千变万化，由不同的典型表面如外圆、内孔、平面、螺纹、花键和轮齿齿面等组如外圆、