汽车制造工艺学

1.工艺规程的作用1.工艺规程是指点消费的主要技术文件2.工艺规程是组织消费和管理任务的根本根据3.工艺规程是新建或扩建工厂或车间的根本资料第一节概述机械加工工艺规程简称为工艺规程，是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法的工艺文件。它是以工序为单位阐明一个零件全部加工过程的工艺卡片。这种卡片包括零件各个工序的称号、工序内容，经过的车间、工段、所用的机床、刀具、夹具、量具，工时定额等。主要用于单件小批消费以及消费管理中。2.常用工艺文件的种类〔1〕机械加工工艺过程卡片简称工序卡，是为每道工序编制的一种工艺文件。包括工序简图、定位基准、工序尺寸、外表粗糙度等技术要求，并阐明各工步顺序和内容、运用设备、规定的切削用量和时间定额等，用于指点工人进展消费。2.常用工艺文件的种类〔2〕机械加工工序卡片机械加工工序卡片(续〕〔3〕调整卡片〔4〕检验卡片指点检验人员对零件进展检验的工艺文件，包括检验内容、运用设备或工量具等。指点调整工件、机床、刀具相互位置的工艺文件。产品整套装配图、零件图质量规范消费纲领、消费类型毛坯情况本厂现有消费条件先进技术、工艺有关手册、图册3.制定机械加工工艺规程的原始资料〔1〕机械加工工艺规程制定的原那么〔1〕保证加工质量，保证技术要求〔2〕保证消费效率，满足消费纲领〔3〕较低制造本钱〔4〕良好劳动条件，保证消费平安4.制定机械加工工艺规程的原那么及步骤〔2〕步骤分析研讨产品图纸工艺性分析选择毛坯拟订工艺道路选择设备、工装技术经济分析确定工序余量、工序尺寸确定切削用量、工时定额填写工艺文件定义——零件构造的工艺性是指所设计的零件在满足要求的前题下，制造的可行性和经济性。功能一样的零件，其构造工艺性可以有很大差别。良好的构造工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造本钱。零件构造工艺性的分析，包括零件尺寸和公差的标注、零件的组成要素和整体构造等方面的分析。零件的构造工艺性分析铸件：便于外型、拔模斜度璧厚均匀、无尖边、尖角锻件：外形简单、无尖边、尖角、飞刺，便于出模在毛坯制造方面在装配方面便于装配、减少修配量构造工艺性内容在加工方面合理标注零件的技术要求便于加工、减少加工减轻零件分量保证加工的可行性、经济性零件尺寸、规格、构造要素规范化正确标注图纸尺寸及加工技术要求。在装配方面提高零件构造工艺性措施在加工方面便于分解独立装配单元便于平行、流水作业调整方便、减轻装配劳动便于到达装配精度定位基准1、粗基准2、精基准3、辅助基准定位基准选择采用毛坯上未经加工的外表作为定位基准。采用经过加工的外表作为定位基准。第二节工艺道路的制定一、粗基准选择重点思索：加工外表与不加工外表的相对位置精度；各加工外表有足够的余量两者有时很难兼顾，甚至矛盾，需求根据详细情况确定，以满足主要要求。1.尽能够选用精度要求高的主要外表作为粗基准，以保证以后加工主要外表时有足够且均匀的加工余量。变速器壳体的轴承座孔作为粗基准

a)铣削接合面时的定位b)钻铰接合面上

两定位销孔时的定位

1—圆锥销2—菱形圆锥销

3—支承板4—支承钉2.用非加工外表作为粗基准，这可以使非加工外表与加工外表间位置误差最小。以活塞不加工的内腔为粗基准假设一切外表均要加工，且没有要求保证重要外表加工余量均匀的情况下，应尽量选择加工余量最小的外表做粗基准。阶梯轴粗基准的选择3.粗基准应平整、光滑、便于装夹。尽量防止飞边、浇铸冒口等缺陷。4.粗基准应防止反复运用，尤其在同一尺寸方向上，否那么反复装夹时很难保证位置的一致性，从而引起较大的定位误差。二、精基准选择重点思索：减少定位误差保证加工精度1、基准重合原那么尽能够选用设计基准或工序基准作为定位基准，防止基准不重合而产生基准不重合误差。基准重合原那么的运用2、基准一致原那么即尽能够选用同一组定位基准加工各个外表，这有利于保证各加工外表间的相互位置关系，防止基准转换所产生的误差，且减少了公用夹具的种类，简化夹具的设计与制造。如轴类零件两定位中心孔、箱体零件的一面两孔〔或销〕等。3、互为基准对于有相互位置公差要求的两个外表，可以采用互为基准的方法反复加工，每次加工都能是基准精度提高，从而保证精度要求。如精细齿轮的加工〔淬火后的磨削加工〕。齿形外表定位

1—卡盘2—滚柱3—齿轮4、自为基准5、定位夹紧可靠方便对于一些精加工，尤其是精整和光整加工，如绗磨、研磨、浮动镗等，由于加工余量很小，通常采用加工外表本身为定位基准。其重点是保证加工外表尺寸精度和外表粗糙度，而位置精度那么主要由之前工序保证。采用基准重合时，假设会引起夹具复杂或定位不稳，那么应重选基准。机械加工经济精度与加工方法的选择一、加工经济精度加工经济精度：是指在正常加工条件下所能保证的加工精度和外表粗糙度。正常的任务条件：采用符合质量规范的设备、工艺配备和规范技术等级的工人，不延伸加工时间的条件。加工经济精度概念的开展二、外表加工方法选择1.加工方法的经济精度、外表粗糙度与加工外表的技术要求相顺应。2.加工方法与被加工零件的性质相顺应。3.加工方法与消费类型相顺应。4.加工方法与本厂条件相顺应。三、机床的选择典型外表的加工道路加工阶段的划分粗加工阶段光整加工阶段精加工阶段半精加工阶段加工阶段划分加工阶段的缘由切除大量多余材料，主要提高生产率。完成主要外表加工，为经加工预备〔达到精度〕，然后加工次要外表(钻、攻丝、铣键槽等)，通常安排在热处置前。主要外表到达图纸要求。进一步提高尺寸精度降低粗糙度〔IT5，≤0.2μm)，但不能提高外形、位置精度1、保证加工质量2、合理运用设备3、便于安排热处置工序4、便于及时发现毛坯缺陷5、防止重要外表损伤。工序的集中与分散1、工序集中就是将工件的加工，集中在少数几道工序内完成。每道工序的加工内容较多。2、工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进展。每道工序的加工内容很少，最少时每道工序仅一个简单工步。3、趋势：工序集中〔MC、FMC等〕基面先行先面后孔先主后次先粗后精1.机械加工顺序的安排进给道路短换刀次数少加工顺序的安排2.热处置工序的安排退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；调质：淬火后高温回火预备热处置最终热处置去除内应力处置位置：粗加工前目的：改善切削性能，消除内应力位置：半精加工后，精加工前目的：提高强度、硬度位置：粗加工前、后，半精加工后，精加工前目的：消除内应力，防止变形、开裂。淬火、渗碳、氮化等自然时效人工时效3.辅助工序的安排金属镀层非金属镀层氧化膜外表处置工序检验工序其它工序安排位置：工艺过程最后目的：美观位置：去毛刺、倒钝锐边应在淬火前目的：平安位置：粗加工后、关键工序后、送往外车间加工前后、零件全部加工终了之后目的：质量控制。质量检验特种检验〔无损探伤、磁力探伤、水压、超速实验〕去毛刺、倒钝锐边去磁清洗涂防锈油一、加工余量确定〔1〕总加工余量〔3〕总余量为各工序余量之和〔2〕工序余量1.加工余量概念总加工余量是指零件加工过程中，某加工外表所切去的金属层总厚度。是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。工序余量是一道工序内切除的金属层厚度，为相邻两工序的工序尺寸之差。机床加工工序的设计〔6〕余量大小对加工精度、消费率、经济性都有影响〔4〕公称余量公称余量是指相邻两工序的根本尺寸之差。〔5〕余量公差1、上工序的外表粗糙度和外表缺陷层〔图〕3、上工序各外表间相互位置的空间偏向〔图〕2、上工序的尺寸公差〔图〕2.影响加工余量的要素4、本工序安装误差〔图)加工外表的粗糙度与缺陷层1－缺陷层；2－正常组织上工序误差轴的弯曲对加工余量的影响三爪卡盘上的装夹误差1、计算法3、阅历法2、查表法3.加工余量确实定二、工序尺寸与公差确实定工序尺寸是零件在加工过程中各工序应保证的加工尺寸，通常为加工面至定位基准面之间的尺寸。1.无需进展尺寸换算时工序尺寸确实定2.需进展尺寸换算时工序尺寸确实定某轴直径为Φ50mm，其尺寸精度为IT5，外表粗糙度Ra0.04um,冰要求高频淬火，毛坯为锻件。其工艺道路为：粗车－半精车－高频淬火－粗磨－精磨－研磨。计算各工序的工序尺寸及公差。3.机床的规格与加工工件的尺寸相顺应5、合理选用数控机床。2.机床的消费率与消费类型相顺应。1.机床的精度应与要求的加工精度相顺应.三、机床设备及工艺配备的选择4、机床的选择应结合现场的实践情况。普通：单件小批：通用机床、工装；大批、大量：专机、组机、公用工装数控机床：可用于各种消费类型。刀具尽能够用规范的。1.选择机床设备的根本原那么1、单件小批消费：采用各种通用夹具和机床附件，如卡盘、虎钳、分度头等。有组合夹具站的，可采用组合夹具。3、多种类中、小批消费可采用可调夹具或成组夹具。2、大批大量消费为提高劳动消费率应采用公用高效夹具。2.工艺配备的选择4、采用数控加工时夹具要敞开，其定位、夹紧元件不能影响加工走刀〔如碰撞等〕。夹具的选择1、普通优先采用规范刀具。3、刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。2、假设采用工序集中时，应采用各种高效的公用刀具、复合刀具和多刃刀具等。4、数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通加工严厉。应合理选择各种刀具、辅具〔刀柄、刀套、夹头等〕。刀具的选择1、单件小批消费应广泛采用通用量具，如游标卡尺、百分尺和千分表等。3、量具的精度必需与加工精度相顺应。2、大批大量消费应采用各种量规和高效的公用检验夹具和量仪等。量具的选择第四节工艺尺寸链一、尺寸链的定义、组成1、定义尺寸链就是在零件加工或机器装配过程中，由相互联络且按一定顺序衔接的封锁尺寸组合。〔1〕在加工中构成的尺寸链——工艺尺寸链A2A1A01.加工面2.定位面3.设计基准〔2〕在装配中构成的尺寸链——装配尺寸链A1A2A02、特征3、组成1、封锁性2、关联性。环——尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。封锁环——在零件加工或装配过程中间接获得或最后构成的环。组成环——尺寸链中对封锁环有影响的全部环。组成环又可分为增环和减环。增环——假设该环的变动引起封锁环的同向变动，那么该环为增环．减环——假设该环的变动引起封锁环的反向变动。那么该环为减环。4、增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封锁环箭头方向相反者为增环,与封锁环箭头方向一样者为减环。A1A0A2A3封锁环减环增环举例：二、尺寸链的分类1、按运用范围分类1〕工艺尺寸链——全部组成环为同一零件工艺尺寸所构成的尺寸链。2〕装配尺寸链——全部组成环为不同零件设计尺寸所构成的尺寸链。3〕零件尺寸链——全部组成环为同一零件设计尺寸所构成的尺寸链。4〕设计尺寸链——装配尺寸链与零件尺寸链，统称为设计尺寸链。1〕长度尺寸链—全部环为长度的尺寸链2〕角度尺寸链—全部环为角度的尺寸链3〕直线尺寸链——全部组成环平行于封锁环的尺寸链。4〕平面尺寸链——全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封锁环的尺寸链。5〕空间尺寸链——组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。2、按几何特征及空间位置分类三、尺寸链的建立1、确定封锁环2、组成环确定1、加工顺序或装配顺序确定后才干确定封锁环。2、封锁环的根本属性为“派生〞，表现为尺寸间接获得。关键关键要领1、设计尺寸往往是封锁环。2、加工余量往往是封锁环〔靠火花磨除外〕。关键关键1、封锁环确定后才干确定。2、直接获得。3、对封锁环有影响1.极值法〔1〕极值法各环根本尺寸之间的关系封锁环的根本尺寸A0等于增环的根本尺寸之和减去减环的根本尺寸之和，即〔2〕各环极限尺寸之间的关系封锁环的最大极限尺寸A0max等于增环的最大极限尺寸之和减去减环的最小极限尺寸之和，即四、尺寸链计算的根本公式封锁环的最小极限尺寸A0min等于增环的最小极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和，即(3)

各环上、下偏向之间的关系封锁环的上偏向ES(A0)等于增环的上偏向之和减去减环的下偏向之和，即封锁环的下偏向EI(A0)等于增环下偏向之和减去减环的上偏向之和，即〔4〕各环公差之间的关系

封锁环的公差T(A0)等于各组成环的公差T(Ai)之和，即极值法解算尺寸链的特点是：简便、可靠，但当封锁环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环的公差能够过小，从而呵斥加工困难，制造本钱添加，在此情况小，常采用概率法进展尺寸链的计算。2.概率法特点：以概率论实际为根底，计算科学、复杂，经济效果好，用于环数较多的大批大量消费中。(2)各环平均尺寸之间的关系

(1)各环公差之间的关系(3)各环平均偏向之间的关系当计算出各环的公差、平均尺寸、平均偏向之后，应按将该环的公差对平均尺寸按双向对称分布，即写成，然后将之改写成上下偏向的方式，即假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。(1)正计算——知各组成环，求封锁环。正计算主要用于验算所设计的产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求。(2)反计算——知封锁环，求各组成环。反计算主要用于产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实践任务中经常碰到。反计算的解不是独一的。如何将封锁环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。〔3〕中间计算——知封锁环和部分组成环的根本尺寸及公差，求其他的一个或几个组成环根本尺寸及公差〔或偏向〕。中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算。3.尺寸链计算的几种情况1〕

等公差原那么按等公差值分配的方法来分配封锁环的公差时,各组成环的公差值取一样的平均公差值Tav：即极值法Tav=T0/〔n-1〕4.确定组成环公差大小的误差分配方法这种方法计算比较简单，但没有思索到各组成环加工的难易、尺寸的大小，显然是不够合理的。概率法2〕按等精度原那么按等公差级分配的方法来分配封锁环的公差时,各组成环的公差取一样的公差等级，公差值的大小根据根本尺寸的大小，由规范公差数值表中查得。3〕按实践可行性分配原那么按详细情况来分配封锁环的公差时,第一步先按等公差值或等公差级的分配原那么求出各组成环所能分配到的公差，第二步再从加工的难易程度和设计要求等详细情况调整各组成环的公差。1)按“入体〞原那么标注公差带的分布按“入体〞原那么标注时，对于被包容面尺寸可标注成上偏向为零、下偏向为负的方式〔即-T〕；对于包容面的尺寸可标注成下偏向为零、上偏向为正的方式〔即+T〕。2〕按双向对称分布标注对于诸如孔系中心距、相对中心的两平面之间的间隔等尺寸，普通按对称分布标注，即可标注成上、下偏向绝对值相等、符号相反方式〔即T/2〕。当组成环是规范件时，其公差大小和分布位置按相应规范确定。当组成环是公共环时，其公差大小和分布位置应根据对其有严厉要求的那个尺寸链来确定。5.工序尺寸的标注工艺基准〔工序、定位、丈量等〕与设计基准不重合，工序基准就无法直接取用零件图上的设计尺寸，因此必需进展尺寸换算来确定其工序尺寸。五、工艺过程尺寸链的分析与解算1.基准不重合时的尺寸换算1〕定位基准与设计基准不重合的尺寸换算A设计基准C定位基准例7－3B例1:某零件如图示，设计尺寸50-0.17、10-0.36，因10-0.36不好丈量，而改为丈量A2，试确定工序尺寸A2。A210-0.36A1=50-0.17A0封锁环A0A2A1解:1)确定封锁环、建立尺寸链、判别增减环。2〕尺寸及偏向计算：A2=40+0.193)假废品情况：当A2=40+0.36(按上述计算应为超差),此时A1=50,A0=10-0.36(合格)这种废品为假废品。2〕丈量基准与设计基准不重合的尺寸换算只需丈量尺寸的超差量小于或等于其他组成环尺寸公差之和，就有能够出现假废品，为此应对该零件各有关尺寸进展复检和验算，以免将实践合格的零件报废而导致浪费。假废品的出现，给消费质量管理带来诸多费事，因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准不重合。假废品的出现例2如下图轴套，其加工工序如下图，试校验工序尺寸标注能否合理。2.多尺寸保证时的尺寸换算50-0.3415±0.210-0.3零件图51-0.410车孔及端面50-0.3410.4-0.220车外圆及端面14.6±0.230钻孔10-0.340磨外圆及台阶解:1)分析从零件图上看,设计尺寸有10-0.3mm、15±0.2mm以及50-0.34。根据工艺过程分析能否全部到达图纸要求.其中10-0.3、50-0.34直接保证，15±0.2间接保证，为封锁环，必需校核。2〕查找组成环，建立尺寸链10.4-0.214.6±0.210-0.3A0封锁环3〕计算尺寸及偏向求得A0=15-0.4+0.5(超差)4)处理方法:改动工艺过程，如将钻孔改在工序40之后；提高加工精度，减少组成环公差。5〕重新标注尺寸，校核计算现将尺寸改为：10.4-0.1，14.6±0.1,10-0.1可求得:A0=15±0.2符合图纸要求.3.校核工序间余量例3一轴其轴向工艺过程如下图，现要校核工序30精车B面的余量。ABCA1A2A3ABCA5A4粗车端面A、B，直接得到A1=28-0.52A2=35-0.34调头，粗、精车C面，直接得到尺寸A3=26-0.28调头，精车A、B，直接得到A4=25-0.14A5=35-0.17解:根据工艺过程作轴向尺寸构成过程及余量分布图，寻觅封锁环，建立尺寸链求解。ABCA1A2A3A4A5Z为封锁环A0A3A2A4A5ZA0Z为封锁环,求得，Zmin=0.38>0,适宜。4、跟踪法建尺寸链对于工件外形复杂、工艺过程很长、工艺基准多次转换、工艺尺寸链环数多时，就不容易迅速、简便地列出相应的工艺尺寸链来进展工序尺寸的换算，而且还容易出过失。采用跟踪法，就可以更直观、更简便地去解工艺尺寸链的问题。而且也便于利用计算机进展辅助工艺设计。1〕跟踪图的绘制〔1〕在图表的上方画出零件的简图，标出有关设计尺寸，并将有关外表向下引出外表线；〔2〕按加工顺序自上而下地填入工序号；〔3〕将工序根本余量填入表中；〔5〕为便于计算，按对称偏向标注设计尺寸。〔4〕按规定符合标出定位基准、工序基准、加工外表、工序尺寸、加工余量、结果尺寸；2〕符号阐明CABA1A2A3A4A5Z为封锁环A0余量定位基准封锁环工序尺寸度量基准加工外表3〕举例为封锁环A0CABA3A4Z4Z2A2A1Z1A5Z3Z5A03=36.25±0.25工序2以D面定位，精车A面，得A3；粗车C面，得A4D工序1以A面定位，粗车D面，得A1；车B面，保证A2＝A02=39.9±0.1A01=49.75±0.25工序3以D面定位，磨A面，保证工序尺寸A5＝；同时保证设计尺寸

4〕尺寸链建立方法〔1〕找出间接保证的设计尺寸和余量作为封锁环；〔2〕沿封锁环两端面竖线同步向前面各工序追踪查找组成环；〔3〕在追踪过程中，遇到箭头拐弯，逆加工箭头横向追踪到此尺寸的度量基准；〔5〕当两边竖线“汇交〞到某一个度量基准为止。〔4〕沿度量基准所在的竖线继续追踪；A03=36.25±0.25A3A4A5以A03为封锁环得到的工艺尺寸链：小测试以下图工件，如先以A面定位加工C面，得尺寸A1；然后再以A面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸A2，要求保证B面与C面间尺寸A0。试求工序尺寸A2。小测试一批小轴其部分工艺过程为：车外圆至φ20.60-0.04mm，渗碳淬火，磨外圆至φ200-0.02mm。试计算保证淬火层深度为0.7～1.0mm的渗碳工序的渗入深度。第五节加工工艺过程的消费率〔一〕时间定额时间定额是在一定消费条件下，规定消费一件产品或完成一道工序所需耗费的时间。单件时间完成一个工件的一个工序的时间称为单件时间td一、时间定额根本时间：直接改动消费对象的性质，使其成为合格产品或到达工序要求所需时间〔包括切入、切出时间〕组成辅助时间：为实现工艺过程必需进展的各种辅助动作时间，如装卸工件、启停机床、改动切削用量及进退刀等布置任务地时间：包括改换刀具、光滑机床、清理切屑、拾掇工具等。休憩和生理需求时间：工人在任务班内，为恢复膂力和满足生理需求所需时间预备终结时间：如熟习工艺文件、领取毛坯、安装夹具、调整机床、发送废品等T单=t基+t辅+t服+t休根本时间是指直接改动消费对象的尺寸、外形、相对位置、外表形状或资料性质等工艺过程所耗费的时间。辅助时间是指为实现工艺过程所必需进展的各种辅助动作所耗费的时间。如装卸工件。操作机床、改动切削用量、试切和丈量工件、引进及退回刀具等动作所需时间都是辅助时间。布置任务地时间是为使加工正常进展，工人看管任务地〔如换刀、光滑机床、清理切屑、拾掇工具等)所耗费的时间。普通按作业时间的2％～7％估算。休憩和生理需求时间是指工人在任务班内恢复膂力和满足生理上的需求所耗费的时间。普通按作业时间的2％估算。在成批消费中零件批量th＝td＋tZ/N单件核算时间预备终结时间单件时间大批大量消费时，每个任务地一直完成某一固定工序，tZ/N≈0，故不思索预备终结时间，即th＝