第三章-汽车零件常用制造工艺基础知识.ppt

第三章：汽车零件常用制造技术的基础知识，常见类型的毛坯，以及几种常见的汽车零件：铸造、锻造、焊接、冲压、粉末冶金、塑料成型等。3.1、汽车零件毛坯制造工艺的基础知识，毛坯类型的选择不仅影响毛坯制造工艺和成本，而且与零件加工工艺和加工质量密切相关。为了合理选择坯料，有必要清楚地了解各种坯料的特点、适用范围和选择原则。常见的汽车零件毛坯有几种：铸件、锻件、冲压件、焊接件和粉末冶金件。铸造是将熔融金属浇铸到模具的型腔中，并在凝固和冷却后获得具有特定形状的零件或零件毛坯的方法。通过铸造获得的毛坯或零件称为铸件。在汽车制造过程中，有许多零件被铸造成毛坯，约占汽车总重量的10%，仅次于钢材用量。就材料而言，铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等都有。铸铁单独使用灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁和其他材料。因此，可以说汽车工业已经充分利用了各种铸造材料。铸造是毛坯生产最常用的方法。铸件可用于生产各种形状复杂的汽车铸件。一些零件(如活塞、活塞环、气缸套、气缸体等。)要求耐磨、承压、减振和价格低廉，以及一些零件(如气缸盖、齿轮箱外壳、进气和排气支管等。)形状复杂且难以通过其他方法形成的材料只能通过铸造来生产。随着铸造技术的不断发展，铸件的应用范围不断扩大。过去，曲轴、连杆、齿轮和其他零件等常用锻件已逐渐被铸件取代。汽车铸件的主要特点是薄壁、形状复杂、重量轻、可靠性好、尺寸精度高、年批量生产量大。如缸体、变速箱、转向器壳、后桥壳、制动鼓、各种支架等。铸件的特点和分类，特点：生产形状复杂，其他机械加工方法难以成形，薄壁、重量轻、可靠性好、尺寸精度高的零件。分类：砂型铸造(90%)和特种铸造(压力铸造、低压铸造、金属型铸造、离心铸造)，砂型铸造工艺，砂型铸造是一种在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件可以通过砂型铸造获得。由于砂型铸造所用的造型材料廉价易得，且铸造模具制造简单方便，因此适用于铸件的单件生产、批量生产和大批量生产，并且长期以来一直是铸造生产中的基本工艺。砂型铸造中使用的模具通常由外部砂型和型芯组成。为了提高铸件的表面质量，砂型和砂芯通常会涂上一层油漆。涂料的主要成分是粉状材料和粘合剂，具有高的耐火性和良好的高温化学稳定性。此外，添加载体(水或其他溶剂)和各种添加剂以方便应用。手工砂型铸造的例子，砂型铸造的零件，锻造，概念：锻造是利用金属材料的塑性，借助外力(压力设备)和加工模具的作用，使毛坯或铸锭产生部分或完全变形，形成所需形状、尺寸和一定组织性能的锻造加工方法。锻造零件是汽车零件制造业中的另一个常见的空白。锻造毛坯在锻造后可以获得连续均匀的金属纤维结构，因此锻件具有较好的力学性能，常用于应力复杂的重要钢件。锻件是材料塑性变形的结果。因此，锻件的晶粒比较细小，铸件没有粗大的组织和内部缺陷。因此，锻造毛坯主要用于一些要求高强度、耐冲击性和耐疲劳性的重要零件。然而，因为它是固态的塑料，所以很难得到c自由锻造模型锻造、锻造分类、焊接和焊接是通过局部加热或同时加热和加压结合在一起的两块金属，有或没有填充材料。焊接件具有体积小、气密性好、生产周期短、节省材料、不需要重型设备、重量轻、生产的毛坯强度和刚度好、重量轻、材料利用率高的特点。缺点是抗振性差和变形大，需要在机械加工前进行时效处理。因此，选择焊接件作为毛坯，对一些性能要求较高的重要汽车零件，在机械加工前应进行退火处理，以消除应力，防止变形。冲压，冲压工艺是一种先进的金属加工方法，它是基于金属的塑性变形，在常温条件下使金属板在模具压力下被切割或成形的加工方法。从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件。板料冲压的毛坯厚度一般小于4毫米，通常在室温下冲压，所以也叫冷冲压。粉末冶金，粉末冶金是将金属粉末或金属和非金属粉末的混合物成型和烧结的过程，通过固结使其成为一定形状的金属产品。其产品统称为粉末冶金零件或烧结零件。汽车工业中使用的各种粉末冶金零件占粉末冶金总产量的70% 80%。由于零件的高强度、高精度和低成本，粉末冶金零件越来越多地用于汽车，如汽车发动机的气门座、带轮、粉末冶金链轮、连杆等。3.2、机械零件常用的机械加工方法，汽车零件的表面形状是不断变化的，由不同的典型表面组成，如外圆、内孔、平面、螺纹、花键和齿轮齿面等。这些典型的表面有一定的加工要求，大多数表面需要专业加工来实现它们的机械制造过程。金属切削是用刀具一层一层地切削金属毛坯。一种获得工件所需形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法。金属切削包括钳工和机械加工。车床是主要的切割设备和最广泛使用的加工设备。车床占机床总数的20%-35%。根据用途和结构不同，可分为卧式车床、立式车床、转塔车床、多轴自动和半自动车床、多刀具车床、仿形车床、数控车床和车削中心。1。车床分类、加工范围：内外回转面、端面、螺纹面等。轴和阀瓣套筒零件上；运动特点：主要运动是主轴带动工件旋转；使用的工具：车刀、钻头、铰刀、丝锥等。加工精度：经济加工精度IT7IT8，表面粗糙度Ra 1.6 6.3 m，精车加工精度IT5IT6，Ra 0.1 0.4 m，2，车削对象，使用范围和刀具，主要几何角度和刀具的选择，3，车削量的选择，切削速度：工件以一定的转速旋转，刀具切削刃上某一点相对于加工面在主要运动方向上的瞬时速度称为切削速度Vc。进给：刀具在进给运动方向上相对于工件的位移。车削外圆的进给速度是刀具沿进给运动方向移动而不车削工件一次的距离。每分钟的进给量称为进给速度Vf。粗车尽量选择大切削深度、大进给速度和低切削速度。收尾正好相反。选择切削参数时，通常首先确定切削深度，然后是进给速度，最后是切削速度。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴和盘等旋转零件。通过数控加工程序的操作，可以自动完成内外圆柱面、锥面、成形面、螺纹和端面的加工，还可以进行开槽、钻孔、铰孔、铰孔等工作。车削中心一次装夹可以完成多道加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合加工复杂的回转零件铣削是一种切削方法，其中铣刀以旋转为主要运动，工件进行进给运动。主要运动是主轴(铣刀)的旋转运动。18阶段(30-1500转/分钟)进给运动，即工件的纵向、横向和垂直运动。1、铣床分类，铣床种类很多，一般根据布局形式和适用范围来区分，主要有升降台铣床、龙门铣床、单立柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具铣床、铣床、卧式铣床(X6125)、立式铣床X5030、2、铣削特点和应用，1)铣削刀片散热条件好的特点；碾磨生产率高；铣削过程中容易发生振动。2)铣削加工平面的应用；加工各种沟槽和成型表面；也可以进行索引工作。公差一般为IT9 IT8表面粗糙度的Ra值一般为6.31.6m.2、铣削特点及应用，3)平面铣刀的铣刀类型；加工凹槽的铣刀；加工特殊表面的铣刀。铣削平面，铣削斜面，铣削槽，铣削键槽，铣削T形槽，铣削螺旋槽，铣刀，带孔铣刀，带柄铣刀，3，铣削用量和选择，铣削用量：铣削速度Vc，进给F，铣削宽度ae和铣削深度ap。铣削速度Vc是铣削过程中主运动中切削刃上选定点的线速度，即切削刃上距离铣刀轴线最大距离在1分钟内的点所行进的距离。进给F是铣刀在进给运动方向上相对于工件的单位位移。根据需要，有三种表达式：(1)每转进给量f是每转进给运动方向上铣刀相对工件的位移，单位为mm/r；(2)每个齿的进给量fz是每个刀具齿在每次旋转的进给运动方向上相对于工件的位移量，单位为mm/z；(3)每分钟进给(即进给速度)vf是每转1分钟进给运动方向上铣刀相对于工件的位移，单位为mm/min。铣削量选择：铣削时，根据加工特性确定每齿的进给量fz，然后根据铣刀的齿数Z和铣刀的转速N计算每分钟的进给量vf。铣削宽度ae，铣削深度ap。正向铣削和反向铣削的区别在于，铣刀和工件之间的接触部分的旋转方向与工件的进给方向相同，反之亦然。正向铣削和反向铣削的特点：1。在正向铣削过程中，每个刀具的切削厚度从小到大逐渐变化。当刀齿刚好与工件接触时，切削厚度为零。只有当刀齿在前一刀齿留下的切削面上滑动一定距离，切削厚度达到一定值时，刀齿才能真正开始切削。反向铣削使切削厚度逐渐由大变小，刀齿在切削面上的滑动距离也很小。此外，在正向铣削过程中，刀具齿在工件上行进的路径比反向铣削的路径短。因此，在相同的切削条件下，使用反向铣削时，刀具容易磨损。2.反向铣削时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件的进给运动方向相反，工作台螺杆和螺母始终能保持螺纹的一个侧面紧密贴合。然而，向下铣削的情况并非如此。由于水平铣削力的方向与工件进给运动的方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，工作台会因丝杠和螺母之间的间隙而移动，这不仅会破坏切削过程的稳定性，影响工件的加工质量，严重时还会损坏刀具。3.在反向铣削过程中，由于刀齿和工件之间的大摩擦，加工表面的冷硬化非常严重。4.铣削时，刀齿每次都从工件表面开始切削，因此它是一个复杂的过程钻机分为台式、立式、摇臂式、深孔式和中心钻机式。主要参数通常是最大钻孔直径。钻孔机、典型的垂直钻孔机、径向钻孔机、钻孔扩孔、铰孔、攻丝、钻孔、锪孔、刮削平面以及钻孔和成形钻孔机的加工方法。孔加工工具根据其应用可分为两类。一类是用实心材料加工孔的工具，如麻花钻、扁钻、中心钻和深孔钻。另一种是重新加工工件上现有的孔，如扩孔钻、埋头钻、铰刀和镗刀。(1)麻花钻，标准高速钢麻花钻，2)钻加工对象、范围和工具，标准麻花钻包括刀体、刀柄和颈部，刀体包括切削部分和导向部分，麻花钻在轴线两侧对称设置有两个切削部分，麻花钻的切削速度为Vs=(m/min)，进给速度f，(mm/r)进给速度fz=，切削深度ap=，中心钻和中心钻用于加工各种轴类工件的中心孔。图3.38是两种中心钻的外形图。中心钻、深孔钻、扩孔钻、埋头钻、铰刀、铰刀结构和几何参数。工艺特点，两个切削刃对称分布在轴线两侧，钻孔时，径向阻力平衡。弯曲和变形不容易。切割深度为孔径的一半，金属切割效率高。排屑困难，加工孔壁因挤压摩擦容易被钻屑划伤，表面粗糙度值较大。冷却条件差，切割温度高，需要降低切割速度，影响生产效率。粗加工的经济精度等级为IT11-IT13，Ra50-12.5 m。加工实例采用不同种类的铰刀和钻床。镗床通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，尤其是分布在不同表面、孔间距较大、位置精度要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。镗床的主要类型有卧式镗床、坐标镗床和金刚石镗床。镗孔、拉削各种内外表面例如刨削、拉削和拉削成形、磨削成形磨床：外圆磨床、内圆磨床、表面磨床、外圆磨床。中心外圆磨削：纵向磨削法、深磨削法、横向磨削法、综合磨削法。无心外圆磨削：穿透法、切削法、内圆磨削、表面磨削。圆周研磨2。端面磨削、磨削成形磨削法、超精加工细粒油石一定压力短行程往复振动珩磨头旋转运动、往复运动和径向运动磨削：手工磨削、机械磨削磨料、磨削成形和精加工，3.4汽车制造过程中其他技术的基础知识，3.4.1热处理金属热处理是机械制造中的重要技术之一。与其他加工技术相比，热处理通常不改变工件的形状和整体化学成分，而是通过改变工件内部的微观结构或改变工件表面的化学成分来赋予或改善工件的使用性能。它的特点是改善工件的内部质量，这通常是肉眼看不到的。3.4汽车制造过程中其他过程的基本知识，2。热处理工艺的分类金属热处理工艺可大致分为三类：(1)整体热处理(2)表面热处理(3)化学热处理，3.4汽车制造工艺中其他工艺的基本知识，(1)整体热处理整体热处理是一种金属热处理工艺，它将工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以获得所需的金相组织，从而改变其整体机械性能。钢的整体热处理包括四个基本过程：退火、正火、淬火和回火。3.4、汽车制造过程中其他过程的基本知识回火为了降低钢零件的脆性，淬火后的钢零件在高于室温但低于650的合适温度下长时间保温，然后冷却。这个过程叫做回火。3.4汽车制造中其他过程的基本知识。退火、正火、淬火和回火是整体热处理中的“四火”。淬火和回火密切相关，经常一起使用，缺一不可。“四火”演化出不同的热处理工艺，具有不同的加热温度和冷却方法。为了获得一定的强度和韧性，将高温淬火和回火结合在一起，称为淬火和回火。一些合金淬火后形成过饱和固溶体，它们在室温或稍高的适当温度下