汽车制造工艺基础第6章汽车典型零件制造工艺
汽车制造工艺学课程教学大纲
《汽车制造工艺学》课程教学大纲课程代码：0803515017课程名称：汽车制造工艺学英文名称：Automobile Manufacturing Technology总学时：56 讲课学时：52 实验学时： 4学分：3.5适用对象：车辆工程先修课程：互换性与技术测量、机械制造基础一、课程性质、目的和任务汽车制造工艺与装备是车辆工程专业（汽车技术方向）的一门主要专业课。
课程的内容以质量、生产率及经济性为主线。
通过本课程的教学及有关教学环节的配合，使学生掌握机械制造工艺的基本理论，具有制订机械加工工艺规程、设计专用夹具的基本能力，具有综合分析机械加工过程的一般工艺问题的能力。
二、教学基本要求掌握机械加工规程制订的原则、方法与步骤，具有设计工艺规程的初步能力；掌握机床夹具设计的基本原理和设计方法，具有专用夹具设计的初步能力；能初步分析机械加工中的质量问题，并提出解决问题的工艺途径；掌握保证机器装配精度的装配方法，具有装配方法选择与工艺规程设计的能力。
三、教学内容及要求1．汽车制造工艺过程概论①了解本课程的性质和任务；认识机械加工工艺在国民经济中的地位、作用及国内外发展概况。
②了解汽车的生产过程；了解汽车生产的工艺过程；了解汽车及其零件生产模式和生产理念的发展。
2．工件的定位和机床夹具①掌握基准的概念和工件的安装。
②了解机床夹具的组成及其分类方法。
③熟练掌握工件的定位原理及几种常见的定位方式。
④掌握常用定位元件和工件在夹具中的定位误差的分析计算。
⑤通过典型机床夹具的实例分析，掌握机床夹具设计的方法和步骤。
3．工件的机械加工质量①掌握机械加工质量的基本概念。
②掌握影响机械加工精度的主要因素。
③掌握影响零件表面质量的因素。
④了解表面质量对机器零件使用性能的影响。
4．机械加工工艺规程的制定①了解机械加工工艺规程在生产中的作用、制定步骤。
②掌握制定机械加工路线时定位基准的选择原则；选择表面加工方法；理划分加工阶段；合理安排加工顺序；正确制定加工工序集中与分散的问题。
第6章汽车典型零件制造工艺
2.齿轮孔或轴径尺寸公差和粗糙度 一般6级精度的齿轮孔为IT6，轴径为IT5；7级 精度的齿轮孔为IT7，轴径为IT6；Ra0.4～ 0.08μm。
汽车制造工艺基础
第6章 汽车典型零件制造工艺
3.端面跳动 一般6～7级精度的齿轮，规定端面跳动量为 0.011～0.022mm，基准端面的Ra 0.011～ 0.022μm。基准面Ra 0.40～0.80μm，次要表面 的 Ra 6.3～25μm。 4.齿轮外圆尺寸公差 一般不加工面IT11，基准面为IT8。 5.热处理要求 低碳合金钢齿面渗碳淬火硬度为HRC58～63，心 部淬火硬度为HRC32～48；当mn＞3-5mm时，渗碳 深度0.8-1.3mm。中碳钢和中碳合金钢齿面淬火硬 度不低于HRC53。
工件
液压仿 形刀架
触销
样板
下刀架
液压仿形车床加工汽车主动锥齿轮示意图
常采用液压 仿形车床进行加 工，如图所示。
近年来已开 始采用数控或程 控车床加工，可 显著缩短基本时 间和辅助时间， 提高生产效率。
汽车制造工艺基础
第6章 汽车典型零件制造工艺
6.2 曲轴制造工艺
一、曲轴工作及结构特点 1．曲轴的工作特点 ◆曲轴是汽车发动机中最重要的零件之一。曲轴转速很 高（可达6000r/min）； ◆有很大的燃气压力通过活塞、连杆突然作用到曲轴上， 以每秒100～200次的频率反复冲击曲轴； ◆曲轴受到往复、旋转运动的惯性力和力矩的作用。使 之 产生弯曲、扭转、剪切、拉压等复杂的交变应力， 也造成曲扭转振动和弯曲振动，易产生疲劳破坏； ◆曲轴的主轴颈和连杆轴颈及其轴承副在高压下高速旋 转，易造成磨损、发热和烧损。 曲轴一旦发生故障，对发动机有致命的破坏作用。
汽车典型零件制造技术
7
粗车-半精车一粗磨-精磨超精加工
IT5
0.12-0.l
主要用于 淬火钢,也 可用于未 淬火钢,但 不宜加工 有色金属
Hale Waihona Puke 主要用于8粗车-半精车-精车-精细车 (金刚石车)
IT6～7
0. 025～0.4
要求较高 的有色金
属加工
9
粗车-半精车-粗磨-精磨超精磨(或镜面磨)
IT5以上
0.006～0.025
极高精度
12.5～50
2 粗车一半精车
IT8～IT10
3 粗车一半精车—精车
4
粗车-半精车-精车-滚 压(或抛光)
IT7～IT8 IT7～IT8
3.2～6.3 0.8～1.6 0.025～0.2
适用于淬 火钢以外 的各种金
属
5 粗车一半精车-磨削
IT7～IT8 0.4～0.8
6 粗车一半精车-粗磨-精磨 IT6～IT7 0.1～0.4
工艺尺寸链的特征
尺寸链由一个自然形成的尺寸与若干个直接得到的尺寸所组成。 尺寸链一定是封闭的，且各尺寸按一定的顺序首尾相接。
尺寸链的组成
组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环
分为封闭环和组成环 封闭环 在加工(或测量)过程中最后自然形成的环称为封闭环 每个尺寸链必须有且仅能有一个封闭环。 组成环 在加工(或测量)过程中直接得到的环称为组成环。 按其对封闭环的影响，可分为增环和减环
大批大量生产的产品,可采用专用设各和工艺装备,如多刀、多轴机床或自动机 床等，将工序集中，也可将工序分散后组织流水线生产。但对一些结构简单 的产品，如轴承和刚性较差、精度较高的精密零件，则工序应适当分散。
设备与工装选择
机床的选择
汽车典型零件加工工艺
汽车典型零件加工工艺随着汽车工业的发展，汽车典型零件加工工艺也越来越重要。
汽车典型零件加工工艺是指对汽车零件进行加工和制造的一系列工程技术过程。
本文将介绍汽车典型零件加工工艺的一些常见内容。
一、铸造工艺铸造是汽车典型零件加工工艺中常用的一种方法。
它通过将熔化的金属注入到模具中，待冷却凝固后，得到所需形状的零件。
铸造工艺可以制造出复杂形状的零件，如汽车发动机缸体、曲轴箱等。
常见的铸造工艺包括砂型铸造、压力铸造和失蜡铸造等。
二、加工工艺加工工艺是汽车典型零件加工工艺中最常见的方法之一。
它包括车削、铣削、钻削、磨削等多种加工方式。
通过这些加工工艺，可以对金属材料进行切削、磨削、钻孔等操作，得到所需形状和尺寸的零件。
加工工艺广泛应用于汽车零部件的制造过程中，如发动机曲轴、齿轮、轴承座等。
三、焊接工艺焊接工艺是将不同零件通过加热或压力使其熔合在一起的方法。
在汽车典型零件加工工艺中，焊接工艺常用于连接金属零件，如车身焊接、车架焊接等。
常见的焊接工艺有电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
焊接工艺可以使零件连接牢固，提高汽车的结构强度和安全性。
四、涂装工艺涂装工艺是汽车制造过程中不可或缺的一环。
它通过在零件表面涂覆一层颜料或涂料，起到美观、防腐和保护作用。
涂装工艺包括底漆喷涂、面漆喷涂、烤漆等。
涂装工艺在汽车零部件制造中广泛应用，如车身、车门、引擎盖等。
五、装配工艺装配工艺是将各个零件按照一定的顺序和方式组装成完整的汽车的工艺过程。
装配工艺包括零部件的配对、定位、固定等操作。
装配工艺要求精度高，工艺流程清晰，以确保汽车的质量和性能。
常见的装配工艺有机械装配、焊接装配、胶接装配等。
六、检测工艺检测工艺是汽车典型零件加工工艺中不可或缺的环节。
它通过对零件的尺寸、形状、材料等进行检测和测试，以确保零件符合要求。
常见的检测工艺有三坐标测量、硬度测试、超声波探伤等。
检测工艺可以及时发现零件的缺陷和问题，提高汽车的质量和可靠性。
汽车典型零件制造工艺
汽车典型零件制造工艺概述汽车是现代交通工具的重要组成部分，其制造过程涉及众多典型零件的制造工艺。
本文将重点介绍几个汽车典型零件的制造工艺，包括发动机缸体、座椅和刹车盘。
通过了解这些典型零件的制造工艺，我们可以更好地理解汽车的制造过程和技术要求。
发动机缸体制造工艺发动机缸体是汽车发动机的关键部件之一，承受着巨大的压力和高温。
典型的发动机缸体制造工艺通常包括以下几个步骤：1.材料选择：发动机缸体通常采用铸铁或铝合金材料制造。
铸铁具有良好的耐高温、耐磨和强度特性，而铝合金则具有较轻的重量和良好的导热性能。
2.模具制造：根据设计要求，制造专用的模具。
模具通常由两部分组成，上模和下模。
模具的制造需要考虑到零件的形状、尺寸和精度要求。
3.铸造工艺：将选定的材料熔化，然后倒入模具中，待材料凝固后可以得到初步成型的发动机缸体。
铸造工艺中关键的参数包括熔化温度、铸造压力和冷却时间等。
4.补焊与修整：铸造得到的发动机缸体通常需要进行补焊和修整，以去除毛刺、气孔等不良缺陷。
这一步骤需要高水平的焊接和加工技术。
5.精加工：最后，通过加工工艺对发动机缸体进行精加工，包括钻孔、螺纹加工等。
这一步骤要求高精度的加工设备和工艺控制。
座椅制造工艺座椅是汽车舒适性的重要保证，其制造工艺通常包括以下几个步骤：1.骨架制造：座椅骨架是座椅的基础结构，通常由金属材料制成，如钢管或铝合金。
骨架制造需要考虑到座椅的结构强度和稳定性。
2.泡沫填充：在座椅骨架上填充合适的泡沫材料，以提供舒适的坐感和支撑。
泡沫填充需要掌握合适的材料选择和填充技术，以确保座椅的舒适性和耐久性。
3.皮革覆盖：在泡沫填充完成后，需要将皮革或其他合适的材料覆盖在座椅骨架上。
这一步骤需要高水平的缝纫和安装技术，以保证座椅的质量和外观。
4.装配与调试：最后，对座椅进行装配和调试，确保座椅的各项功能正常运作。
这一步骤涉及到座椅的调整机构、加热与通风系统等。
刹车盘制造工艺刹车盘是汽车刹车系统的关键部件之一，负责通过摩擦产生阻力，使车辆减速停止。
2023年大学_《汽车制造工艺学》(曾东建著)课后习题答案下载
2023年《汽车制造工艺学》(曾东建著)课后习题答案下载《汽车制造工艺学》(曾东建著)简介序前言第一章汽车制造过程概述第一节汽车的生产过程第二节汽车生产工艺过程第三节汽车及其零件生产模式和生产理念的发展习题参考文献第二章汽车及其零件制造中常用制造工艺基础知识第一节铸造工艺基础第二节锻造工艺基础第三节焊接基本工艺第四节冲压工艺基础第五节粉末冶金第六节塑料成型工艺基础第七节毛坯的选择习题参考文献第三章工件的机械加工质量第一节机械加工质量的.基本概念第二节影响加工精度的因素第三节影响表面质量的因素第四节表面质量对机器零件使用性能的影响习题参考文献第四章工件的定位和机床夹具第一节基准的概念和工件的安装第二节机床夹具的组成及其分类第三节工件的定位原理第四节常用定位元件和工件在夹具中的定位误差分析第五节工件的夹紧及夹紧装置第六节典型机床夹具第七节夹具设计的方法和步骤习题参考文献第五章机械加工工艺规程的制定第一节概述第二节机械加工路线的制定第三节工序具体内容的确定第四节工艺方案的经济性评论及降低加工成本的措施第五节制定机械加工工艺规程范例习题参考文献第六章尺寸链原理及其应用第一节尺寸链的基本概念第二节工艺尺寸链、装配尺寸链的应用习题参考文献第七章装配工艺基础第一节概述第二节保证装配精度的装配方法第三节装配工艺规程第四节汽车装配工艺过程习题参考文献第八章结构工艺性第一节零件机械加工的结构工艺性第二节产品结构的装配工艺性习题参考文献第九章汽车典型零件的制造工艺第十章汽车车身制造工艺第十一章自动化制造系统及先进制造技术简介参考文献《汽车制造工艺学》(曾东建著)目录本书是根据全国普通高等教育汽车专业教材编审委员会研究的教材规划编写的，系统地阐述了汽车设计与制造专业所需要的工艺基本理论和知识。
全书共分十一章，内容包括汽车制造过程概论，汽车及其零件制造中常用制造工艺基础知识，工件的机械加工质量，工件的定位和机床夹具，机械加工工艺规程的制定，尺寸链原理及其应用，装配工艺基础，结构工艺性，汽车典型零件的制造工艺，汽车车身制造工艺，自动化制造系统及先进制造技术简介。
汽车典型零件制造工艺之连杆制造工艺
在装配过程中，需使用专用工具确保各零件的正确定位和装配。
03
紧固件的拧紧
连杆螺栓是连杆装配中的关键紧固件，其拧紧力矩需严格控制。一般采
用定力矩扳手或螺栓拧紧机进行拧紧操作，确保达到规定的力矩要求。
连杆的检测方法与设备
1 2 3
尺寸检测
使用千分尺、游标卡尺等量具对连杆的长度、宽 度、高度等尺寸进行测量，确保其符合设计要求 。
抛光
为了进一步提高连杆表面的光洁度和抗疲劳性能，需要对连杆进行 抛光处理。
检测
精加工完成后，需要对连杆进行全面的检测，包括尺寸精度、表面 光洁度、硬度等方面的检测。
连杆的加工设备与刀具选择
加工设备
连杆的加工设备一般包括铣床、钻床、磨床等。在选择加工设备时，需要考虑 设备的精度、稳定性、效率等因素。
材料轻量化
为降低发动机整体重量，提高燃 油经济性，连杆制造材料逐渐从 铸铁向铝合金、钛合金等轻量化
材料发展。
精密锻造技术
采用精密锻造技术，提高连杆的几 何精度和表面质量，降低后续机加 工成本。
先进表面处理技术
应用先进的表面处理技术，如喷丸 强化、渗碳淬火等，提高连杆的表 面硬度和疲劳寿命。
连杆制造的主要技术要求
绿色制造
采用环保材料和清洁生产工艺，降低 连杆制造过程中的能耗和废弃物排放 ，实现绿色可持续发展。
超高强度材料应用
研发和应用超高强度材料，进一步提 高连杆的强度和韧性，满足更高性能 发动机的需求。
柔性制造
提高生产线的柔性，实现多品种、小 批量的高效生产，满足市场的多样化 需求。
THANKS
感谢观看
3D打印技术
运用金属粉末进行3D打印，可以快速制造出结构复杂的连杆， 降低成本和生产周期。
第一篇第六章车身覆盖件拉深工艺课件
汽车覆盖件： 覆盖汽车发动机、底盘，构成驾驶室
和车身的薄钢板冲压件、内部覆盖件 。 载货汽车的车前钣金件和驾驶室、轿
车的车身等。 特点： 覆盖件具有材料薄、形状复杂 、
结构尺寸大、表面质量高 。 覆盖件材料：通常由0.7～1.2mm的08系
列冷轧薄钢板冲压而成。
1
8
(6) 覆盖件上的孔一般应在零件拉深成 形后冲出，以预防 发生变形。
(7) 覆盖件拉深的压料圈形状设计，应 保证压料面材料变形流动顺利、坯料定 位的稳定性、可靠性和送料、取件的方 便性、安全性。
9
(8) 充分考虑为后续翻边、修边等工序 提供良好的工艺条件，包括变形条件、 模具结构、零件定位、送料、取件等。
29
2．拉深筋(槛) (1) 拉深筋的作用 ① 增加进料阻力和刚度。 ② 调节材料的流动情况 。 ③ 扩大压料力的调节范围。 ④ 降低对压料面的加工光洁度的要求，
降低大型拉深模的制造工作量。 ⑤ 纠平材料不平整的缺陷。
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(2) 拉深筋的种类。 ① 拉深筋。 ② 拉深槛。
图6-19 拉深筋
16
(3) 工艺补充部分尽量小。
图6-6 方案a是将翻边展开为 水平面，再加上工艺补充部 分，垂直修边。
方案b是将翻边展开为斜面， 再加上工艺补充部分，垂直
修边。
方案c是将翻边展开为垂直面， 再加上工艺补充部分，水平
修边。
以上三个方案中，方案a最好，
拉深深度浅，易成形，垂直图 6-6 某汽车前围拉深件工艺补充部分的三个方
思考：车门外板单动拉深模主要结构和 辅助结构有哪些？
排气孔，限位器和到位标志器的作用？
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(2) 双动拉深模的典型结构。
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★齿端加工，其内容有倒圆、倒棱和去毛刺等，其 目的是使齿轮沿轴向移动时容易进入啮合状态。 一般在齿轮倒角机进行加工，如图所示。
在一次装中完成，以保证其垂直度。 ●再以加工后的内孔和端面作为组合定位基面加工
外圆和另一端面。 ●加工齿面时应采用
内孔及端面定位。
2．加工轴齿轮时 ■当加工轴的外圆表面、外螺纹、圆柱齿轮齿面和
花键时，常选择轴两端的中心孔作为定位基准， 把工件安装在机床的前、后（或上、下）两顶尖 之间进行加工。 ■如以工件两端中心孔定位不方便或安装刚度不足 时，常用磨削过的两轴颈定位，装夹在精密的弹 性夹头中进行加工。
2．齿形加工
1）对于8级精度以下的软齿面传动齿轮（多采 用调质）
只需用插齿或滚齿成形就能直接满足使用要求；而硬齿
面传动齿轮，则采用滚(或插)齿→剃齿或冷挤→齿端加工→ 淬火→校正孔的加工方案。
2）对6～7级精度的硬齿面传力齿轮
可采用滚(或插)齿→齿端加工→表面淬火→校正基准→ 磨齿(蜗杆砂轮磨齿)。亦可采用滚(或插)齿→剃齿或冷挤→
采用精铸、精锻等工艺制造齿坯，可实现少、无 切削加工。
汽车第一速及倒档齿轮锻件毛坯图
模锻齿轮毛坯材料纤维排列
3.齿轮热处理： ◆齿轮毛坯必须进行初步热处理，常采用正
火或等温退火，以消除内应力，改善切削 加工性 ◆齿轮齿面热处理：对中碳钢或中碳合金钢 常采用高频淬火和低温回火； 对低碳合金渗碳钢采用渗碳淬火热处理。
表面淬火→校正基准→内啮合珩齿的加工方案。
3）对于5级以上精度的齿轮
一般采用粗滚齿→精滚齿→表面淬火→校正基准→粗磨 齿→精磨齿的加工方案。在大批量生产时亦可采用滚齿→粗
磨齿→精磨齿→表面淬火→校正基准→磨削珩齿的加工方案。
3．齿形加工方法
★对于齿圈或盘形圆柱齿轮的齿形加工，采用展成 法在滚齿机或插齿机上利用齿轮滚刀或齿轮插刀 的相对运动进行切削加工，如图所示。
二、齿轮的材料和毛坯 1.材料选择： 汽车传动轮齿表面硬度要求较高，心部要有 良好的韧性。 传力齿轮常用材料有20GrMnTi、20GrNiMo、 20MnVB、40Gr、40MnB、45等； 非传力齿轮可用不淬火钢、铸铁、夹布胶木、 尼龙、工程塑料等制造。
2.毛坯选择： 锻件、铸件、粉末冶金件等；传力齿轮毛坯一般采 用模锻件。模锻后，内部纤维对称于轴线，可提高材 料强度，如图示。
【学习目标】
● 了解齿轮机械加工工艺及主要表面的加工方法
● 了解曲轴机械加工工艺及主要表面的加工方法 ● 了解连杆机械加工工艺及主要表面的加工方法 ● 了解箱体零件机械加工方法及主要表面的加工
方法 ● 能够分析箱体零件的机械加工工艺所注意的问
题
6.1 齿轮制造加工 在大批大量生产条件下生产汽车齿轮，可分为 粗加工和精加工两个大的阶段。工序安排为：齿坯 加工→齿形加工→齿面热处理→热处理后的精加工。
1．齿坯加工
确定齿坯的加工方案，主要是确定内孔、外圆、 端面等表面的加工方法及其加工顺序。
成批大量生产中，加工中等尺寸的盘形齿轮齿
坯时，常采用车（或钻）→拉→多刀车削工艺方案。
一、汽车齿轮的分类 单联齿轮 多联齿轮 盘类齿轮 齿圈 轴齿轮
a）
汽 b)
车
齿 c) 轮
的
结 d)
构
特 点
e)
孔的长径比L/D＞1 孔的长径比L/D＞1 有轮毂，孔的长径比L/D＜1 无轮毂，孔的长径比L/D＜1 轴上自带齿轮
汽车常用齿轮结构类型
a）单联齿轮 b) 多联齿轮 c) 盘形齿轮 d) 齿圈 e) 轴齿轮
如图示。
齿轮滚刀
用齿轮滚刀加工双联齿的小齿 轮时，两轮间应有足够距离
a）
b）
改变盘形齿轮的端面形式， 可提高加工时的支承刚度和 生产率
3）锥齿轮的锥度应合理 设计骑马式主动锥齿轮时，应考虑铣齿或刨齿 时刀刃不应伤着小头一侧的轴颈部分，如图所示。
刨齿刀
a) 悬臂式工艺性较好
b） 骑马式工艺性较差
6.1.2 齿轮机加工工艺 一、齿轮的主要技术要求 1.齿轮精度和齿面粗糙度 重型和中型货车及越野车变速器、分动箱、取
6.1.3 齿轮机械加工工艺
一、基准的选择
1.加工带孔齿轮的齿面时
加工孔长径比L/D﹥1的单联或多联齿轮时，应 以孔作为主要定位基面，如图所示。为了消除孔和 心轴间的间隙的影响，精车齿坯时，常用过盈心轴 或小锥度心轴。
预加工齿面时， 可采用能自动定心的 可胀心轴或分组的小 间隙心轴装夹。
2.当加工孔长径比L/D﹤1的齿圈或盘形齿轮时 ●应先以端面为主要定位基面加工内孔和端面，并
齿轮 滚刀
被滚切 齿轮
渐开线 齿廓
a）齿轮滚刀滚切齿轮及其运动
b）若干包络线形成的渐开线齿廓
齿轮滚刀滚切圆柱齿轮示意图
★对于多联齿轮，当两齿轮间距足够大时，采用在
滚齿机上滚切加工；当两齿轮间距较小或为内齿 时，在插齿机上进行插削加工，如图所示。
齿轮插刀
a）插削小间距齿轮
b）插削内齿轮
插削双联齿轮和内齿轮
力器等齿轮精度7-9级，粗糙度为Ra3.2μm；轿车、 微型车齿轮精度6-8级，粗糙度为Ra1.6μm。
2.齿轮孔或轴径尺寸公差和粗糙度 一般6级精度的齿轮孔为IT6，轴径为IT5；7级 精度的齿轮孔为IT7，轴径为IT6；Ra0.4～ 0.08μm。
3.端面跳动 一般6～7级精度的齿轮，规定端面跳动量为 0.011～0.022mm，基准端面的Ra 0.011～ 0.022μm。基准面Ra 0.40～0.80μm，次要表面 的 Ra 6.3～25μm。 4.齿轮外圆尺寸公差 一般不加工面IT11，基准面为IT8。 5.热处理要求 低碳合金钢齿面渗碳淬火硬度为HRC58～63，心 部淬火硬度为HRC32～48；当mn＞3-5mm时，渗碳 深度0.8-1.3mm。中碳钢和中碳合金钢齿面淬火硬 度不低于HRC53。
二. 齿轮结构的工艺性 1．产品及零件的工艺性
指所设计的产品、零部件在满足使用要求的前
提下，制造、维修的可行性和经济性。 工艺性包括内容：毛坯的制造、热处理、机械
加工、装配和维修的结构工艺性及原材料和毛坯的 选择、制造方法、质量和技术要求、选用标准、生 产类型和批量等诸多因素有关。
2．齿轮设计结构工艺性需考虑的问题 1）双联齿轮之间的距离应足够大。 2）盘类齿轮便于采用多件顺序加工。