汽车制造工艺学教学课件PPT.ppt

1 教学安排 15 18 学时 32学时 学分 2 考核标准 考试 闭卷 80 平时成绩 20 考试题型 判断题 选择题 问答题 分析题 计算题和绘图题共六大类 汽车制造工艺学 2 课程主要内容 绪论 汽车制造工艺概述第2章工件的定位和机床夹具 第3章机械加工质量分析第4章机械加工工艺规程的制定 15 18 绪论 汽车制造工艺概述 15 18 15 18 1 1774年 威尔金森发明了镗床 3 1887年 美国的汤普森发明电阻焊 2 1830 1850年 惠特沃思制造出螺纹差动原理检具 4 1935年出现液压压延工艺 例 影响汽车发展的几项制造技术 汽车发展与制造技术的关系 汽车的发展与制造技术水平密切相关 后者对前者既促进又制约 15 18 1 1774年 威尔金森发明了镗床 15 18 解决了大孔径汽缸 1 8m 的加工难题 威尔金森 1728 1808 的汽缸镗床 1776 一 1774年 威尔金森发明了镗床 15 18 2 1887年 美国汤普森发明电阻焊 电阻焊的发明为车身制造提供了关键技术 电阻焊就是将工件组合后通过电极施加压力 利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法 电阻焊利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态 15 18 3 1830 1850年 惠特沃思制造出螺纹差动原理检具 由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动 即不一致 的螺旋传动称为差动螺旋传动 可产生极小的位移 而其螺纹的导程并不需很小 加工较易 所以差动螺旋传动机构常用于测微器 计算机 分度机及诸多精密切削机床 仪器和工具中 15 18 4 1935年出现液压压延工艺 15 18 1900年 钢板和铝板的出现 1901年 采用钢钣做车身的汽车 1915年提出车身和车架合并理论 1851 1900 世界科技中心 从英国转移到德国 1879 1930年 世界科学技术中心由欧洲转移到美国 美国成为世界第一经济强国 15 18 19世纪末 产生了零件的互换性 使大批量流水生产成为可能 19世纪末 机床工业已初具规模 1934年美国密执安大学雷依教授用汽车模型做风洞试验 测量空气阻力 随后流线型车身产生 1934年美国克莱斯勒公司的气流牌轿车首先采用流线型 15 18 汽车的发展与制造技术水平密切相关 后者对前者既促进又制约 制造业是国民经济的支柱产业 为各个部门提供先进的手段和装备 制造技术的水平标志一个国家的经济实力 科技水平 生活水准和国防实力 15 18 汽车零件机加工工艺基础 1 1生产过程生产过程是指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 部件及产品的装配 检验 调试 油漆与包装 产品的销售和售后服务等 生产过程可以分为主要生产过程和辅助生产过程 1生产过程与工艺过程 注 热处理是将金属材料放在一定的介质内加热 保温 冷却 通过改变材料表面或内部的晶相组织结构 来控制其性能的一种金属热加工工艺 机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程 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 是企业生产活动的核心 也是进行生产管理的重要依据 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机加工的工艺过程 机械加工工艺过程机械加工工艺过程指主要生产过程中的零件机械加工 产品装配 是生产过程中的一个局部过程 其特点是直接改变原材料或毛坯形状 尺寸 性能 本书主要讲解汽车零件机加工工艺 机械加工工艺过程分为若干工序 既毛坯到零件的转变过程是由一个或若干个工序组成 并按照一定顺序依次完成所有加工内容 机械加工工艺规程在具体的机械加工条件下 对于某个零件或产品 用文字按规定的表格形式书写成的工艺文件 称为机械加工工艺规程 其特点是在理论和实践基础上制定 用于规定产品或部件制造工艺过程与操作方法 是组织生产与进行技术准备的依据 1 2机加工的工艺过程 1 3机加工艺过程的组成组成工艺过程的基本单元是工序 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 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序逐渐变成所需要的零件 工序1 工序2 工步1 工步2 工序3 工艺过程 走刀 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 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 例如 一个工人在车床对传动轴的加工 夹持大头 车小头外端面 倒角 外圆柱面 退刀槽 调头夹持小头 车大头外端面 倒角 外圆柱面 一道工序 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 思考 若二人分别在二台机床都上做1 2工作 那么 应划分几个工序 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 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 一道工序可以有一个工位 也可以由多个工位 1 2 3 例如 在旋转工作台上 1位和2位分别对工件进行不同部位或内容的加工 3位为装卸工件 则工件加工有三个工位 立轴式回转工作台 一个安装有四个工位 工位i 装卸工件 工位ii iv 分别加工零件的三个表面 思考 采用多工位加工有什么优点 工步 在加工表面 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 n 复合工步 一次转位形成一个工步 复合工步 复合钻头 同时铣几个平面 思考 采用复合工步有什么优点 切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容 称为一次走刀 一个工步可包括一次或数次走刀 走刀次数又称行程次数 走刀 2 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 零件的生产纲领n可按下式计算 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生产类型与工艺特征 2 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序的加工 汽车 轴承 自行车等 生产纲领与生产类型的关系 从工艺特点上看 小批量生产和单件生产的工艺特点相似 大批生产和大量生产的工艺特点相似 生产类型不同 其工艺特点有很大差异 各种生产类型都朝柔性化方向发展生产过程发展趋势 智能化柔性化 3 1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 3加工精度的获得方法 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 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 n 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 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 3 2工件形状的获得方法1 轨迹法 利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状 2 成形法利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状 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 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 3 3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位置易于保证 从而保证被加工工件的位置公差 3 3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 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 外圆表面加工方案及其经济精度 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ra 0 32 m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 16 0 02 m的表面粗糙度 小结 机械加工工艺过程的基本概念 工艺 生产过程 工艺过程 工序 工步 工位 安装 装夹 工序1 工序2 工步1 工步2 工序3 工艺过程 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 2 生产类型生产类型是指企业生产专业化程度的分类 1 单件小批量生产 2 成批生产 3 大批大量生产 学习方法 15 18 1 重视实践环节 通过生产实习 课程设计 平时观察来更好地体会 理解和巩固理论知识 2 在实践 理论 再实践的循环中提高 3 用理论解释实际问题 同时也要用事实验证理论 培养