汽车制造工艺学

第一章汽车制造过程概述1.汽车的生产过程：是将原材料转变为汽车产品的全过程。2.工艺过程：在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、表面之间的相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。3.机械加工工艺过程的组成：工序，安装，工位，工步。4.生产纲领：汽车企业，根据市场需求和本企业的生产能力制订的年产量和进度计划。5.生产类型：单件生产，成批生产，大量生产。6.不同生产类型的工艺特征：生产类型的不同，生产组织、管理，生产车间的布置，毛坯的制作，设备、工装夹具、加工方法的选择，以及对工人技术等级等方面的要求均不同。制定工艺规程时，必须考虑与生产类型相适应，这样才能取得最大的经济效益。第二章毛坯制造工艺7.铸造：将液态金属浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得零件的毛坯或零件的成形方法。8.铸造方法：砂型铸造、金属型铸造、压力铸造以及熔模铸造等，其中以砂型铸造和压力铸造的应用最为广泛。9.砂型铸造的主要工序内容：制造模样和芯盒、制备型砂和芯砂、造型、砂型及型芯烘干、合型、熔化金属、浇注、落砂、清理和检验等。10.砂型的结构：主要由上砂型、下砂型、浇注系统、型腔、型芯、出气孔等组成。11.铸造的过程：金属液从浇注系统注入，流进型腔，待其凝固冷却后，从砂型中取出铸件，除去表面粘砂和浇冒口，经检验合格，就得到所需的铸件。12.铸造工艺参数选择是否合理，直接影响铸件的质量、生产率和经济性。13.铸造工艺参数的选择主要考虑铸件的浇注位置、分型面、浇冒口系统、型芯结构及其工艺数据等。14.浇注位置：指浇注时铸件中所处的位置，原则为“三下一上”。15.分型面：指上、下型之间所对应的之间的表面。16.分型面选择原则：（1）应使铸型有最简单和最少的分型面，并尽可能使铸件位于下型；（2）采用平直面为分型面，少用曲折面作为分型面；（3）尽量使铸件的主要加工面和加工基准面位于一个砂箱内；（4）分型面一般取在铸件的最大截面处。17.结构工艺性：指产品结构在满足使用要求的前提下，能否用生产率高、劳动量小、材料消耗省和成本低的方法制造出来。18.铸造工艺对铸件结构的要求:（1）铸件外形应力求简单；（2）铸件应具有最少的分型面，并尽量使分型面呈平面；（3）铸件应有结构斜度；（4）铸件应尽可能不使用活块；（5）铸件应尽量不用或少用型芯。19.金属型铸造：将熔融金属浇注入用金属制成的铸型中，待其冷却后获得铸件的方法。20.压力铸造的优点：（1）铸件的精度及表面质量较其他铸造方法均高；（2）可压铸出形状复杂的薄壁件或镶嵌件；（3）压铸件的强度和硬度都较高；（4）压力铸造的生产率比其他铸造方法都高。21.压力铸造的缺点：（1）压铸设备投资大，制造压铸型费用高、周期长；（2）压铸合金的种类受限制；（3）由于压力铸造的速度极高，型腔内气体很难排出，厚壁处收缩也很难补缩，致使铸件内部常有气孔和缩松；（4）由于上述气孔是在压力下形成的，在热处理加热时，孔内气体膨胀将导致铸件表面起泡，所以压铸件不能用热处理来提高性能。22.自由锻造：指金属坯料在上、下砧铁之间，受冲击力或静压力而产生塑性变形的加工方法。23.自由锻造可对坯料进行拔长、镦粗、冲孔、弯曲、切割作业。24.用碳素钢棒料锻造出扳手的过程：（1）将毛坯加热到1100℃左右，用锻锤将圆钢棒锻成长方形的棒；（2）将工具放在扳手坯料头部与柄部的分界处，用锻锤锤击工具，将坯料分段，称为压肩；（3）将柄部拔长；（4）将头部摔圆并进行错移；（5）在头部用冲头钻孔；（6）用錾子切去缺口部分并成型；（7）对锻件进行整形。25.模锻的优点：与自由锻相比具有锻件尺寸较准确、加工余量小、可获得形状较复杂锻件、生产率高等优点，适用于批量生产。26.模锻分为胎膜锻和固定模锻两类。27.常用的汽车零件的毛坯：有铸件、锻压件、焊接件以及粉末冶金件等。28.毛坯选择原则:使用性原则，经济性原则，实际生产条件。第三章冲压工艺29.冲压加工是机械加工的基本方法之一，它主要用于加工薄板零件，所以常称为板料冲压。30.冲压加工的优点：（1）生产率高，而且操作简便，易实现机械化与自动化；（2）冲压零件的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定；（3）利用模具加工，可以获得其他的加工方法所不能或难以得到的复杂零件；（4）节能，而且节省材料；（5）冲压零件的表面质量较好。31.冲裁：是指利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分离的冲压工序。32.冲裁件质量的内容包括：冲裁的断面状况、尺寸精度及形状精度。33.计算冲裁力的目的：为了选用合适的压力机，设计模具和检验模具强度。34.减小冲裁力的方法：斜刃模具冲裁，阶梯凸模冲裁，加热冲裁。35.弯曲：把平板毛坯、型材或管材等弯成一定的曲率、一定的角度，形成一定形状零件的冲压工序。36.弯曲件出现的质量问题有回弹、弯裂和偏移等。37.减少回弹的主要措施：（1）改进弯曲件结构；（2）从模具结构上考虑减少回弹；（3）采用拉弯工艺；（4）采用其他方面的工艺。38.防止弯裂的措施：（1）要选用表面质量好，无缺陷的材料做弯曲件的毛坯；（2）在设计弯曲件时，应使工件的弯曲半径大于其最小弯曲半径；（3）弯曲时，应尽可能使弯曲线与材料的纤维方向垂直；（4）应把有毛刺的一边放在弯曲内侧。39.克服偏移的措施：（1）在模具结构上采用压料装置；（2）采用定位板或定位销；（3）将不对称的弯曲件组合成对称的形状，弯曲后再切开。40.拉延：也称拉深，是利用模具使冲裁后得到的平面毛坯成为开口空心零件的冲压工艺方法。41.形状不规则的零件，如车身零件，具有表面质量要求高、轮廓尺寸大、形状复杂等特点。42.一般制造过程要经过落料、拉延、修边、冲孔、翻边等多道工序。43.拉延工序是制造这类零件的关键，它直接影响产品质量、材料利用率、生产效率和制造成本。44.形状不规则零件的拉延特点：（1）毛坯在模具中的变形十分复杂，各处应力很不均匀；（2）这类零件形状复杂，深度不匀，往往也不对称，压边面积所占比例小；（3）拉延时材料的不道充分的拉延变形，回弹大，易起皱，且刚性不好；（4）其原料的力学性能、金相组织、化学成分、表面粗糙度及厚度公差都有很严格的要求；（5）不规则零件拉延需要的变形力和压边力都较大。45.拉延中的辅助工序：拉延前：材料的软化热处理、清洗、润滑等；拉延工序间：软化热处理、涂漆，润滑等；拉延后：消除应力的退火、清洗、去毛刺、表面处理、检验等。第四章焊接工艺46.焊接：汽车制造的主要工艺方法之一，是指通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种工艺方法。47.焊接优点：结合强度大、气密性好、生产率高、节省材料等优点。48.焊接方法种类：熔焊，压焊和钎焊三大类。49.电弧焊：利用焊接电弧产生的高温作为焊接热源，使被焊金属局部熔化而实现永久性焊接的工艺方法。50.焊接电弧分为阳极区、阴极区和弧柱区三个部分。51.焊条：焊条是由焊芯和药皮组成。焊芯起导电和填充焊缝金属的作用。药皮的主要作用是保证焊接电弧的燃烧稳定，防止空气进入焊接熔池，并使焊缝获得合理的化学成分和力学性能。52.药皮：主要原料有矿石、铁合金、有机物及化学组成物等。其作用是稳弧、造气、造渣、保护焊接区、渗入合金元素和脱氧以及脱硫等。53.焊接接头形式：是指对两个构件进行焊接时所采用的连接形式。54.焊缝的空间位置可分为：平焊，横焊，立焊，仰焊。55.手工电弧焊的焊接工艺参数主要有焊条直径、焊接电流和焊接速度等。56.脉冲氩弧焊的特点是：（1）焊缝是脉冲式的熔化、凝固，易于控制，可避免薄件烧穿；（2）熔池脉冲式熔化凝固，易于克服因表面张力小或自身重量影响造成的焊缝偏浆与塌陷等缺陷；（3）容易调节焊接工艺参数、能量和焊缝在高温停留时间；（4）焊接质量稳定，焊接接头的力学性能比普通氩弧焊高。57.氩弧焊的特点：（1）用惰性气体作保护；（2）电弧稳定，飞溅小，焊缝致密；（3）电弧和熔池区是气体保护，明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊；（4）电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，熔池较小，焊接速度较快。58.电阻焊：又称压焊或接触焊。焊件组合后，通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面和邻近区域所产生的电阻热加热焊件，使之连接。59.搭接接头适于采用点焊、凸焊和焊缝；对接接头仅适于采用电阻对焊和闪光对焊。60.电阻焊具有以下优点：（1）冶金过程简单；（2）热影响区小，焊接变形与应力小；（3）成本低；（4）生产率高；（5）操作简单，易于实现机械化、自动化；（6）不放出有害气体和强光，劳动条件好。电阻焊的缺点：（1）焊接设备费用高，投资大；（2）需要大功率的电网供电；（3）设备搬运麻烦，不能灵活机动工作。61.接触电阻的大小主要与下列因素有关：（1）增大压力F时，接触点因受压而变形，使接触面积变大，同时表面氧化膜也局部被破坏，因而接触电阻减小；（2）硬度低，导线性能好的材料，其接触电阻较小；（3）表面状态对接触电阻有很大影响；（4）升温是金属变软，氧化膜破坏，故接触电阻迅速下降。62.激光焊的特点：（1）极光辐射的能量放出极其迅速，不仅提高了生产率，而且被焊材料不易氧化；（2）焊接热影响区极小，焊件不变形；（3）可用光学纤维引到难以接触的部位，还可以通过透明材料壁进行聚焦；（4）激光可对绝缘材料直接焊接，焊接异种金属材料比较容易。63.摩擦焊：是利用焊件表面相互摩擦产生的热，使焊件端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法。摩擦焊的特点：（1）在摩擦过程中，焊接接触表面的氧化膜与杂质被清除；（2）可焊接的金属范围广；（3）焊接操作简单，不需要焊接材料；（4）设备简单，电能消耗少。64.点焊：是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。65.点焊的接头形式：单剪搭接接头，双剪搭接接头，带垫片的对接接头，弯边搭接接头。66.凸焊：是在一焊件的贴合面上预先加工出一个或多个突起点，使其与另一个焊件表面相接触并通电加热，然后压塌，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。67.缝焊：是将焊件装配成搭接或对接接头，并置于两滚轮电极之间，给滚轮加压，并使之转动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。68.焊接变形的基本形式：收缩变形，角变形，挠曲变形，波浪边形，螺旋形变形。69.在焊接结构设计上预防和减少焊接应力和变形：（1）尽量减少焊缝的数量；（2）焊缝布置尽量对称；（3）尽量避免焊缝密集交叉；（4）不同厚度焊件焊接时，接头处应平滑过渡。70.在工艺措施上：（1）采用反变形法；（2）采用刚性固定法；（3）选用能量集中的焊接方法施焊或采取措施减小焊接热影响区；（4）合理选择焊接顺序；（5）采用焊前预热；（6）焊后热处理可改善焊接接头组织和消除残余应力。71.常见的焊接缺陷：焊接外形尺寸不符合要求、弧坑、烧穿、焊瘤、咬边、气孔、夹渣、未焊透和裂纹等。72.焊接检验方法：外观检验，磁粉检验，着色检验，超声波检验，X射线和r射线检验，焊接接头力学性能试验，密封性试验，水压试验。73.焊接生产线的几种基本形式：（1）贯通式焊接线；（2）环行线；（椭圆形，矩形，地下，“门框”式）（3）转台式。74.焊接生产线设计要点：（1）根据产量大小确定生产节奏；（2）根据总成的大小、形状及结构复杂程度，确定装焊线形式及工件传送方式；（3）确定焊接方法；（4）确定焊接工序及装焊线工位；（5）确定工件的安装方式和流向；（6）确定焊机结构；（7）安全措施；（8）要求产品设计不断改进使之更加合理化、简单化。第五章工艺装备及机床夹具75.获得加工精度方法：试切法，定尺寸刀具法，调整法，自动获得尺寸法。76.专用夹具：为某一道工序的加工而专门设计和制造的机床夹具。77.机床夹具的作用：保证加工精度，提高生产率，减轻工人的劳动强度，扩大机床的加工范围。78.基准：零件图或实际零件上用来确定生产对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面。79.可将基准分为两大类：设计基准和工艺基准。80.位置不确定：一个自由刚体在空间可有任何方向的移动或转动。81.六点定位规则：用六个固定点就能限制工件的六个自由度，使工件的位置唯一确定。82.夹具的组成：定位元件，夹紧装置，对刀、导向元件，连接元件，其他元件及装置，夹具体。83.夹具的分类：专用夹具，组合夹具，成组夹具，随行夹具。84.为使工件具有一个正确的位置，定位元件必须满足：（1）应具有一定的精度；（2）应具有良好的耐磨性；（3）应具有足够的刚性；（4）应具有良好的工艺性。85.常用的定位元件有：钉支承、板支承、可调支承、自位支承、辅助支承等。86.工件以内孔为定位基面时常用的定位元件：定位销和心轴。87.工件以外圆为定位基面时常用的定位元件：V形块、半圆定位块、定位套及定心夹紧机构。88.定位的几种情况：完全定位，不完全定位，欠定位，重复定位。89.定位误差产生的原因：工件在定位过程中会遇到工件的定位基准与工序基准不重合，以及工件的定位基准及定位元件工作表面存在制造误差。90.夹紧装置的组成：力源装置，夹紧元件，中间传力机构。91.中间传力机构的三个功能：使夹紧元件获得夹紧力、改变夹紧力的大小和改变夹紧力的方向。92.对工件夹紧时的基本要求：（1）夹紧不应该破坏工件在定位时所处的正确位置；（2）夹紧力大小要适当；（3）夹紧机构的复杂程度、工作效率应与生产类型相适应；（4）具有良好的自锁性能。93.夹紧力作用点的选择原则：（1）应正对定位元件或作用在定位元件所形成的支承面内；（2）应位于工件刚性好的部位，这对刚性较差的工件尤为重要；（3）应尽量靠近加工表面。94.夹紧力作用方向的选择原则：（1）应垂直于主要定位基面；（2）应与工件刚度最大的方向一致；（3）应尽量与切削力、重力等力的方向一致。95.常用的夹紧机构：斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链杠杆夹紧机构、定心夹紧机构和多件多位夹紧机构。96.定心夹紧机构：是在实现使工件的定位基准与工序基准重合于机床夹具定位元件的对称轴线或对称中心平面的同时，又将工件夹紧的机构。97.定心夹紧机构中与工件定位基准相接触的元件，既是定位元件，又是夹紧元件。98.钻床夹具有固定式、回转式、滑柱式和翻转式等。99.钻套的功能：确定刀具相对于夹具定位元件间的位置和引导刀具，提高刀具的刚性，防止其在加工中发生偏移。100.钻套有固定式、可换式、快换式和特殊结构钻套等。101.机床夹具的设计必须满足下列要求：（1）能保证工件加工的各项技术要求；（2）夹具的结构应与其用途和生产类型相适应；（3）尽量选择标准的夹具零部件；（4）夹具结构应具有足够的刚度、强度和良好的稳定性。（5）应能保证操作方便和安全；（6）应具有良好的工艺性。102.机床夹具的设计步骤：（1）调查研究，收集资料；（2）确定夹具的结构方案；（3）绘制夹具的装配草图和装配图样；（4）绘制夹具零件图样；（5）编写机床夹具设计说明书。第六章机械加工工艺103.工艺规程：把零件的机械加工工艺过程以文件或图表的形式规定下来，作为组织生产和指导生产的依据。104.工艺规程在生产中的重要作用：（1）作为指导生产的主要技术文件；（2）新产品投产前它是进行技术准备和生产准备的主要依据；（3）是新建或扩建工厂和车间的原始资料；（4）便于积累、交流和推广先进的生产经验，提高生产工艺能力和工艺技术水平。105.制订机械加工工艺规程的原始资料包括：（1）产品的装配图和零件的工作图；（2）产品验收的质量标准；（3）产品的生产纲领和生产类型；（4）毛坯的情况；（5）本厂的生产条件；（6）有关手册、标准及指导性文件。106.制订机械加工工艺规程的步骤：（1）对零件进行工艺分析；（2）确定毛坯；（3）拟定工艺路线；（4）确定各工序所采用的设备及工艺装备；（5）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差；（6）确定各工序的切削用量；（7）确定各主要工序的技术要求及检验方法；（8）确定时间定额；（9）填写工艺文件。107.选择粗基准时要遵循下列原则：（1）选择余量小而均匀的重要表面作为粗基准；（2）选择不需要加工的表面为粗基准；（3）应选择工件上平整、光滑，毛坯制造中尺寸和位置可靠，没有浇注系统、冒口、飞边等的表面作为粗基准；（4）粗基准一般只宜使用一次。108.选择精基准的原则如下：（1）基准重合原则；（2）基准统一原则；（3）有时采用自为基准原则；（4）有时采用互为基准、反复加工的原则；（5）所选精基准应尽量使夹具结构简单，工件装夹方便可靠，操作安全，加工时因切削力和夹紧力所产生的变形小。109.划分加工阶段的主要原因是：（1）保证加工质量；（2）合理使用设备；（3）及时发现毛坯缺陷；（4）便于安排热处理工序。110.工件的机械加工工艺过程可划分为：粗加工、半精加工、精加工等加工阶段。111.机械加工顺序安排的原则：基准先行，先主后次，先面后孔。112在下列情况下安排单独的检验工序：（1）粗加工阶段结束，精加工之前；（2）重要工序前后；（3）零件从一个车间转到另一个车间之前；（4）零件表面全部加工完毕之后。113.工序集中原则：指用少数工序完成零件的加工过程，让每一道工序包含尽可能多的加工内容。114.工序集中具有如下特点：（1）有利于采用高效的专用设备和工艺装备；（2）减少了工序数目及设备的数量，有利于生产计划和组织工作；（3）减少了工件的安装次数，有利于保证这些表面间的相互位置精度；（4）采用的专门设备和工艺装备的数量多而复杂，调整和维修比较费事。115.工序分散具有如下特点:（1）设备和工艺装备比较简单，调整方便，对工人的技术水平要求不高，生产准备工作量小，易于适应产品的变换；（2）有利于选择最合理的切削用量；（3）设备数量多，操作人工多，生产面积大。116.尺寸链：在零件的加工或测量以及产品的装配过程中，遇到一些互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合。117.工序尺寸链计算公式：封闭环的基本尺寸=增环的基本尺寸之和--减环的基本尺寸之和封闭环最大极限尺寸=增环的最大极限尺寸之和--减环最小极限尺寸之和封闭环最小极限尺寸=增环的最小极限尺寸之和--减环最大极限尺寸之和封闭环的上偏差=增环上偏差之和--减环下偏差之和封闭环的下偏差=增环下偏差之和--减环上偏差之和封闭环的公差=组成环公差之和加工精度：零件加工后的实际几何参数（尺寸，形状及各表面之间的相互位置等）与理想几何参数的接近程度。实际值越接近理想值，加工精度就越高。加工误差：实际加工时，由于种种原因，加工后的实际几何参数与理想值总存在一定的偏差。装配工艺120.装配：任何机械产品都是由多个零件和部件所组成的，并按照规定的技术要求，将若干个零件装配成组件；然后由若干个组件和零件装配成部件；最后由所有的零件和部件装配成最终产品，该过程分别成为组装、部装和总装，统称为装配。121.汽车的装配是汽车制造过程中影响产品成本、质量、生产率和生产周期的重要环节。122.装配工艺过程装配前的准备（包括装配前的检验、清洗、分选等）装配工作（部件装配和总装配）校正（或调试）检验（或试车）油封、装饰123.装配作业的组织形式固定式装配：集中装配分散装配移动式装配：自由移动装配强制移动装配完全互换装配法优点：装配工作简单，生产效率高，不需要技术水平很高的装配工人，有利于组织流水生产，便于采用协作方式来组织生产，也容易解决备件的供应问题，有利于维修工作。完全互换装配法可用极值解法来计算尺寸链，极值解法计算简便可靠，在我国汽车的设计制造中应用较广。缺点：当封闭环的精度要求高而组成环的数目又多时，采用完全互换装配法所确定的各组成环的公差将会很小，难于制造，也不经济。不完互