第一章汽车制造过程概论.ppt

汽车制造工艺学汽车制造工艺学201020102011 2011 第第2 2学期学期1、工艺是什么？、工艺是什么？工艺是使各种原材料、半成品成为产品的经验、方法和过程。各种机械制造的方法和过程的总和称之为机械制造工艺。工艺是生产中最活跃的因素，它既是构思和想法，又是实际的方法和手段，并落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中。所以它包含和涉及的范围很广，需要多门学科知识的支持，同时又和生产实际联系十分紧密。前言前言 一个新的设计工作者，常常会面临一些感到十分棘一个新的设计工作者，常常会面临一些感到十分棘手、困惑的问题。为什么？手、困惑的问题。为什么？1、工艺是什么？、工艺是什么？工艺是使各种原材料、半成品成为产品的经验、方法和过程。各种机械制造的方法和过程的总和称之为机械制造工艺。工艺是生产中最活跃的因素，它既是构思和想法，又是实际的方法和手段，并落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中。所以它包含和涉及的范围很广，需要多门学科知识的支持，同时又和生产实际联系十分紧密。本课程研究的对象和任务本课程研究的对象和任务 一个新的设计工作者，常常会面临一些感到十分棘一个新的设计工作者，常常会面临一些感到十分棘手、困惑的问题。为什么？手、困惑的问题。为什么？1、工艺是什么？、工艺是什么？工艺是使各种原材料、半成品成为产品的经验、方法和过程。各种机械制造的方法和过程的总和称之为机械制造工艺。工艺是生产中最活跃的因素，它既是构思和想法，又是实际的方法和手段，并落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中。所以它包含和涉及的范围很广，需要多门学科知识的支持，同时又和生产实际联系十分紧密。本课程研究的对象和任务本课程研究的对象和任务 一个新的设计工作者，常常会面临一些感到十分棘一个新的设计工作者，常常会面临一些感到十分棘手、困惑的问题。为什么？手、困惑的问题。为什么？2、机械制造工艺学的研究对象机械制造工艺学的研究对象(1)研究如何研究如何科学地、最优地科学地、最优地生产各种机械装备、机械生产各种机械装备、机械产品的一门技术学科。产品的一门技术学科。(2)研究在机械制造研究在机械制造(机械制造广义包括：铸造、锻、焊、机械制造广义包括：铸造、锻、焊、热处理，机械加工、机械装配。）中热处理，机械加工、机械装配。）中优质、高产、优质、高产、低耗地低耗地生产机械装备的原理和方法的科学。即从生产机械装备的原理和方法的科学。即从质质量量（精度、寿命）、（精度、寿命）、劳动生产率劳动生产率（高级的工艺方法（高级的工艺方法和装备、先进的生产组织和管理方法）和装备、先进的生产组织和管理方法）经济性经济性（通（通过经济分析或经济论证加以确定）方面控制机械制过经济分析或经济论证加以确定）方面控制机械制造。造。3、工艺与设计、制造的关系工艺与设计、制造的关系 只有掌握工艺知识，只有掌握工艺知识，才能得到经济、合理、才能得到经济、合理、可行的设计方案，才能可行的设计方案，才能保证方便、经济、高效、保证方便、经济、高效、高质地制造产品。高质地制造产品。工艺对这三者是直接相关的。工艺对这三者是直接相关的。工艺是制造的基础，是工艺是制造的基础，是企业的核心和灵魂。企业的核心和灵魂。工艺是否合理的依据工艺是否合理的依据就是看所用的工就是看所用的工艺能否优质、高效、低消耗地生产出产品。因此企业制造艺能否优质、高效、低消耗地生产出产品。因此企业制造常以工艺作为突破口，工艺甚至对产品能否加工出来有着常以工艺作为突破口，工艺甚至对产品能否加工出来有着决定性的影响。决定性的影响。4、在生产中要解决的主要问题在生产中要解决的主要问题花费、效率、质量花费、效率、质量5、对目前机械制造业的两点认识、对目前机械制造业的两点认识a、要重新认识机械制造业、要重新认识机械制造业 机械制造已经不是传统意义机械制造已经不是传统意义上的机械制造，即所谓的上的机械制造，即所谓的机械加工机械加工。它是集机械、电子、它是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、激光学、管理光学、信息科学、材料科学、生物科学、激光学、管理学等最新成就为一体的一个新兴技术与新兴工业。学等最新成就为一体的一个新兴技术与新兴工业。制造技术不只是一些经验的积累，制造技术不只是一些经验的积累，实际上它是一个实际上它是一个从产品设计从产品设计进入市场进入市场返回产品设计的大系统。返回产品设计的大系统。信息化与工业化相辅相成。信息化不能代替工业化，信息化与工业化相辅相成。信息化不能代替工业化，但可以提升工业化、促进工业化，提高技术、生产、流但可以提升工业化、促进工业化，提高技术、生产、流通、管理的效率。机械制造工业必须依靠信息科学、材通、管理的效率。机械制造工业必须依靠信息科学、材料科学来改造自己，另一方面信息科学、材料科学也必料科学来改造自己，另一方面信息科学、材料科学也必须依赖于制造技术来取得新的发展。须依赖于制造技术来取得新的发展。b、中国还不是世界工厂、中国还不是世界工厂 什么是什么是“世界工厂世界工厂”？世界工厂应该是指世界世界工厂应该是指世界制造业的主要集中地。制造业的主要集中地。现在，我国制造业的工业现在，我国制造业的工业增加值仅为美国的增加值仅为美国的22.14、日本的、日本的35.43，我，我国制造业的劳动生产率约为美国的国制造业的劳动生产率约为美国的4.38、日本、日本的的4.07、德国的、德国的5.56，所以还不能算是世界，所以还不能算是世界工厂。工厂。我国制造业大量的是来料加工，突出表现在我国制造业大量的是来料加工，突出表现在电子等工业电子等工业，许多产品、设计的知识产权并不掌，许多产品、设计的知识产权并不掌握在我们手里，因此附加值很低。握在我们手里，因此附加值很低。第一章 汽车制造过程概论第一节第一节 汽车的生产过程汽车的生产过程第二节第二节 汽车的生产工艺过程汽车的生产工艺过程第三节第三节 汽车及零件生产模式和生产理念汽车及零件生产模式和生产理念的发展的发展第一节第一节 汽车的生产过程汽车的生产过程汽车的生产是一个复杂的过程。汽车是由许汽车的生产是一个复杂的过程。汽车是由许多零件、部件、分总成等装配而成的。将原多零件、部件、分总成等装配而成的。将原材料制造成产品的全部过程，包括原材料的材料制造成产品的全部过程，包括原材料的运输、保管，毛坯制造、机械加工及热处理，运输、保管，毛坯制造、机械加工及热处理，部件转配和汽车的总装配，产品的质量检验、部件转配和汽车的总装配，产品的质量检验、调试、涂装及包装、储存等调试、涂装及包装、储存等。汽车的生产过程虽然可通过过程简图集中表达出来，但在实际汽车的生产过程虽然可通过过程简图集中表达出来，但在实际生产中，它是一个社会化的生产过程，是由若干不同的专业化生产中，它是一个社会化的生产过程，是由若干不同的专业化生产厂生产厂(车间车间)合作完成的。为了经济地、高质量地、高效率地提合作完成的。为了经济地、高质量地、高效率地提供汽车生产所需要的零、部件，这些专业化工厂供汽车生产所需要的零、部件，这些专业化工厂(车间车间)按产品的按产品的协作原则组织生产、分工合作。协作原则组织生产、分工合作。如生产一台发动机，首先是如生产一台发动机，首先是铸造、锻造厂铸造、锻造厂(车间车间)将各种特性不同将各种特性不同的原材料加工制造成的原材料加工制造成毛坯毛坯，然后经过，然后经过机械加工、热处理厂机械加工、热处理厂(车间车间)制成合格的零件，再结合利用其他专业技术的产品，如火花塞制成合格的零件，再结合利用其他专业技术的产品，如火花塞(汽油机汽油机)、燃油泵、燃油泵(柴油机柴油机)等各种附件，在等各种附件，在总装厂总装厂(车间车间)进行部进行部件装配和总称装配，最后经过调整试验达到要求的性能指标，件装配和总称装配，最后经过调整试验达到要求的性能指标，成为一台质量合格的发动机。一个完整的汽车生成过程，除了成为一台质量合格的发动机。一个完整的汽车生成过程，除了上述生产厂外，还应包括为生成准备和为生成服务的有关部门，上述生产厂外，还应包括为生成准备和为生成服务的有关部门，如如原材料及半成品供应；产品品质检测；工夹具、刀具制造、原材料及半成品供应；产品品质检测；工夹具、刀具制造、管理和准备；设备维护等部门。管理和准备；设备维护等部门。第二节第二节 汽车的生产工艺过程汽车的生产工艺过程压力加工压力加工油漆油漆车身装配车身装配内部装饰内部装饰驱动桥装配驱动桥装配变速箱装配变速箱装配轮胎装配轮胎装配底盘装配底盘装配 车身安装车身安装 最后试验最后试验发动机装配发动机装配发动机试验发动机试验机械加工机械加工热处理热处理锻造锻造熔化熔化造型造型浇铸浇铸压铸压铸油漆油漆机械加工机械加工自动线自动线热处理热处理图图1-2 汽车生产过程示意图汽车生产过程示意图汽车生产的工艺过程 1.工艺过程工艺过程 1）毛坯制造工艺过程）毛坯制造工艺过程 2）机械加工工艺过程：）机械加工工艺过程：3）装配工艺过程：）装配工艺过程：2.工艺过程的组成工艺过程的组成 1）工序）工序 2）安装、工位）安装、工位 3）工步工步 4）复合工步）复合工步1.工艺过程工艺过程工艺过程是生产过程中最主要的组成部分。工艺过程是生产过程中最主要的组成部分。生产过程包含了生产过程包含了工艺过程和辅助过程工艺过程和辅助过程:工艺过程：直接改变工件形状、尺寸、位量、性质工艺过程：直接改变工件形状、尺寸、位量、性质;辅助过程：运输、保管、刃磨、设备维护等。辅助过程：运输、保管、刃磨、设备维护等。工艺过程工艺过程：就是改变原材料（或毛坯）的形状、尺寸、相：就是改变原材料（或毛坯）的形状、尺寸、相对位置和材料性能，使其成为成品或半成品的那部分生产过程，对位置和材料性能，使其成为成品或半成品的那部分生产过程，它主要包括铸造、锻造、热处理、电镀、机械加工和装配等工它主要包括铸造、锻造、热处理、电镀、机械加工和装配等工艺过程。艺过程。一、工艺过程的定义一、工艺过程的定义同一零件（产品）可以采用不同的加工过程，零件依次通同一零件（产品）可以采用不同的加工过程，零件依次通过的全部加工过程称之工艺路线或工艺流程；它是制定工艺过过的全部加工过程称之工艺路线或工艺流程；它是制定工艺过程和进行车间分工的重要依据。程和进行车间分工的重要依据。工艺规程：工艺规程：技术人员根据工件要求、设备条件和工人技术技术人员根据工件要求、设备条件和工人技术情况等，确定采用的工艺过程，并将其写成工艺文件。情况等，确定采用的工艺过程，并将其写成工艺文件。工艺规程的形式：工艺规程的形式：汽车加工工艺过程：由毛坯机加工变为成品的过程。汽车加工工艺过程：由毛坯机加工变为成品的过程。汽车加工工艺规程：将合理的汽车零件加工过程以文汽车加工工艺规程：将合理的汽车零件加工过程以文件的形式写出。件的形式写出。2.工艺规程工艺规程三、机械加工工艺过程的组成三、机械加工工艺过程的组成1.工序、工步和走刀工序、工步和走刀 工序：工序：一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程个工件所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程的基本单元。的基本单元。一组（个）工人一组（个）工人一个工作地（指机床）一个工作地（指机床）连续地加工连续地加工工序包括三要素工序包括三要素三要素任何一个改变都将视为不同工序。三要素任何一个改变都将视为不同工序。（如热处理后再一次回（如热处理后再一次回到同一工作地）。到同一工作地）。200.07210.8图1-4 阶梯轴3240250.07350-0.0170.80.8354030550150其余倒角1453.221加工方案一加工方案一小批量生产：车小批量生产：车铣、去毛刺铣、去毛刺加工方案二加工方案二大批量生产：大批量生产：1、粗车小端面、外圆、倒角、粗车小端面、外圆、倒角2、粗车大端面、外圆、倒角、粗车大端面、外圆、倒角3、精车小外圆、精车小外圆4、精车大外圆、精车大外圆5、铣键槽、去毛刺、铣键槽、去毛刺例题：例题：走刀走刀：(工作行程工作行程)在一个工步中，有时材料要分几次去除，在一个工步中，有时材料要分几次去除，则其切去一层材料称为一次走刀。工艺规程中常不包含走刀，但则其切去一层材料称为一次走刀。工艺规程中常不包含走刀，但对加工量影响大的场合，应规定走刀（余量）对加工量影响大的场合，应规定走刀（余量）。工工工工步步步步指指指指在在在在加加加加工工工工表表表表面面面面不不不不变变变变、切切切切削削削削刀刀刀刀具具具具不不不不变变变变的的的的情情情情况况况况下下下下所所所所连连连连续续续续完完完完成成成成的的的的那那那那部部部部分分分分工工工工序序序序。（在在在在一一一一个个个个工工工工步步步步内内内内，若若若若有有有有几几几几把把把把刀刀刀刀具具具具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）a）立轴转塔车床的一个复合工步）立轴转塔车床的一个复合工步 b）钻孔、扩孔复合工步）钻孔、扩孔复合工步图图1-7复合工步复合工步 为简化工艺文件，对于那些连续进为简化工艺文件，对于那些连续进行的若干个相同的工步，通常都看作行的若干个相同的工步，通常都看作一个工步。如图加工的零件，在同一一个工步。如图加工的零件，在同一工序中，连续钻四个工序中，连续钻四个 5mm的孔，就的孔，就可看作一个工步。可看作一个工步。为了提高生产率，用几把刀具同时参与切削几个表面，这为了提高生产率，用几把刀具同时参与切削几个表面，这也可看作一个工步，称为也可看作一个工步，称为复合工步复合工步。端面或钻两端中心端面或钻两端中心孔，它们都是复合孔，它们都是复合工步。工步。例如：例如：铣端面、钻中心孔铣端面、钻中心孔，每个工位都是用两把刀具同时铣两，每个工位都是用两把刀具同时铣两立轴转塔车床回转刀架立轴转塔车床回转刀架上的复合工步上的复合工步刨平面复合工步刨平面复合工步组合铣刀铣平面复合工步组合铣刀铣平面复合工步钻、扩孔复合工步钻、扩孔复合工步提示：提示：小批量生产：小批量生产：产量少效率不是主要问题，主要应减少设备产量少效率不是主要问题，主要应减少设备使的台数及人员分配，所以不宜采取工序分散的办法。使的台数及人员分配，所以不宜采取工序分散的办法。大批大量生产：大批大量生产：主要问题是要提高生产率，所以宜采主要问题是要提高生产率，所以宜采用高效专业用设备，工序也较多。用高效专业用设备，工序也较多。2、安装和工位、安装和工位 安装：安装：同一工序中，工件在机床或夹具中定位和夹紧一同一工序中，工件在机床或夹具中定位和夹紧一次，称为一次安装。次，称为一次安装。工位：工位：为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的某一个位置。的某一个位置。工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。减少装夹次数的有效办法是采用减少装夹次数的有效办法是采用多工位夹具多工位夹具。减少工件的安装次数减少工件的安装次数 多工位加工多工位加工工位工位1：装卸工件：装卸工件 工工位位2：钻孔：钻孔工工位位3：扩孔：扩孔 工工位位4：铰孔：铰孔 可实现加工时间与辅助可实现加工时间与辅助时间重叠。时间重叠。减少辅助时间，缩减少辅助时间，缩短工时，提高效率。短工时，提高效率。多工位加工的好处：多工位加工的好处：一、生产纲领：一、生产纲领：企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期为内，应当生产的产品常量和进度计划称为生计划。在计划期为内，应当生产的产品常量和进度计划称为生产纲领。计划期为一年的生产纲领统称为年生产纲领。产纲领。计划期为一年的生产纲领统称为年生产纲领。产量的组成：产量的组成：需求产品数量，备品数量、废品数量。需求产品数量，备品数量、废品数量。因此：因此：P=T(1+)(1+)P-汽车零件的生产车间或协作厂的生产纲领汽车零件的生产车间或协作厂的生产纲领 T-该汽车制造厂的生产纲领该汽车制造厂的生产纲领 -每台每台 汽车中该零件的所需量汽车中该零件的所需量-批次中备件的百分率批次中备件的百分率-批次中废品百分率批次中废品百分率 年生产纲领是设计或修改规程的重要依据，本生产纲确定年生产纲领是设计或修改规程的重要依据，本生产纲确定后，就可以根据车间的具体情况按一定期限分批投产，每批投后，就可以根据车间的具体情况按一定期限分批投产，每批投产的零件数量称为批量。产的零件数量称为批量。第三节第三节 汽车及零件生产模式和生产理念的发展汽车及零件生产模式和生产理念的发展二、生产批量二、生产批量生产批量是指一次投入或产出的同一产品或零件生产批量是指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。公式为：的数量。公式为：式中式中式中式中 n-n-每批中的零件数量；每批中的零件数量；每批中的零件数量；每批中的零件数量；N-N-零件中的年生产纲领规定的零件数量；零件中的年生产纲领规定的零件数量；零件中的年生产纲领规定的零件数量；零件中的年生产纲领规定的零件数量；A-A-零件应该储备的天数；零件应该储备的天数；零件应该储备的天数；零件应该储备的天数；F-F-一年中工作日天数。一年中工作日天数。一年中工作日天数。一年中工作日天数。三、生产类型三、生产类型1单件生产单件生产特征：特征：产品做得少，只做一台或数台汽车；产品做得少，只做一台或数台汽车；这种情况一般属于汽车的试制阶段很少重复。这种情况一般属于汽车的试制阶段很少重复。加工设备为通用设备，专用夹具很少使用。加工设备为通用设备，专用夹具很少使用。根据产品的大小、特征、批量和生产纲领，我们通常根据产品的大小、特征、批量和生产纲领，我们通常将产品的生产分成三种生产类型：将产品的生产分成三种生产类型：生产类型生产类型单件、小批生产单件、小批生产成批生产成批生产 大批、大量生产大批、大量生产 2成批生产成批生产 小批生产、中批生产、大批生产统称为成批生小批生产、中批生产、大批生产统称为成批生产。产。一个工作场地分批完成不同工件的一道工序或同一个工作场地分批完成不同工件的一道工序或同一工件的几道相似工序；一工件的几道相似工序；中、重型载货汽车的生产属于成批生产。中、重型载货汽车的生产属于成批生产。3.大量生产大量生产 汽车生产数量大，每一设备或工作地重复地进汽车生产数量大，每一设备或工作地重复地进行一种零件或几种相似零件的某一工序的生产。行一种零件或几种相似零件的某一工序的生产。如：汽车发动机、变速箱、转向器、车身等，均采如：汽车发动机、变速箱、转向器、车身等，均采用此类生产方式，生产设备采用专用机床设备、工艺装用此类生产方式，生产设备采用专用机床设备、工艺装备并按工艺规程顺序排列。备并按工艺规程顺序排列。生产类型的划分：生产类型的划分：生产类型不仅决定于生产纲须，而且和产品的大小和复生产类型不仅决定于生产纲须，而且和产品的大小和复杂程度有关。杂程度有关。划分依据可参照下表：划分依据可参照下表：表表1-2 汽车生产类型与生产纲领（年产量）的关系汽车生产类型与生产纲领（年产量）的关系-生产类型生产类型 小轿车小轿车1.5t(辆辆/年年)载货机械载货机械(26t)载货机械载货机械(815t)单件生产单件生产 10 10 50000 30000 10000-划分生产类型划分生产类型有利于进行生产的规划和管理。有利于进行生产的规划和管理。大批、大量生产大批、大量生产 宜广泛采用高产专用机床和自动化生产宜广泛采用高产专用机床和自动化生产系统，按流小线或自动生产线排列进行生产，可大大提高生产系统，按流小线或自动生产线排列进行生产，可大大提高生产率，从而降低成本，提高竞争力。率，从而降低成本，提高竞争力。单件、小批生产单件、小批生产 宜采用通用性好的机床进行生产，以减宜采用通用性好的机床进行生产，以减少设备投资，从而降低成本。少设备投资，从而降低成本。划分生产类型的意义划分生产类型的意义此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！