汽车制造工艺学1111.

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1、福建工程学院 余 捷,汽 车 制 造 工 艺 学,教材及参考书,教材： 王宝玺 贾庆祥 汽车制造工艺学（第3版） 机械工业出版社 2009.1 参考教材： 王先逵 机械制造工艺学（第2版） 机械工业出版社 2007.2 顾崇衔 机械制造工艺学,课程涉及内容,第一章 汽车制造工艺过程的基本概念（4课时） 第二章 工件的装夹和机床夹具（8课时） 第三章 汽车零件表面的加工方法（6课时） 第四章 汽车零件的机械加工质量（6课时） 第五章 尺寸链原理与应用（6课时） 第六章 机械加工工艺规程的制定（8课时） 第七章 汽车产品设计的工艺性（4课时） 第八章 典型零件制造工艺（4课时）,绪论&第一章,1-

2、1 汽车生产过程及汽车车身制造工艺简介 1-2 工艺过程 1-3 工件尺寸及形状的获得方法和加工经济精度 1-4 生产类型与工艺特征,汽车的生产过程：,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。,1-1 汽车的生产过程,轿车主要生产过程方框图,其他零部件,发动机,车身,车桥,车轮,汽车生产模式：,按产品专业化、工艺专业化原则组织的协作生产。视频,1-1 生产过程,汽车车身制造工艺简介,一、工艺基础 工艺基础：概念 工艺基础：管理 二、车身制造四大工艺定义及特点 冲压

3、工艺 焊装工艺 涂装工艺 总装工艺 三、理论基础 机械设计 机械制造 工程实践,一、工艺基础：概念,工艺 即加工产品的方法(手段、过程)。是利用生产工具对原材料、毛坯、半成品进行加工,改变其几何形状、外形尺寸、表面状态和内部组织的方法。 工艺规程 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等工艺规定（文件）。 工艺文件 指导工人操作和用于生产、工艺管理的各种技术文件。是企业组织生产、计划生产和进行核算的重要技术参数。 工艺参数 为达到加工产品预期的技术指标，工艺过程中选用和控制的有关量，如电流、电极压力压等。,工艺基础：概念,工艺装备 产品制造过程中所用的各种工具的总称。包括刀具、夹具、模具、量具

4、、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。 工艺卡片(或作业指导书) 按产品的零、的某一工艺阶段编制的一种工艺文件。他以工序为单元,详细说明产品(或零、部件)在某一工艺阶段的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备。包括冲压工艺卡片、焊接工艺卡片、油漆工艺卡片、装配工序卡片。 物料清单（BOM） 用数据格式来描述产品结构的文件。 外协件明细表 填写产品中所有外协件的图号、名称和加工内容等的一种工艺文件。,工艺基础：概念,外购工具明细表 填写产品在生产过程中所需购买的全部刀具、量具等的名称、规格与精度等的一种工艺文件。 材料消耗工艺定额明细表 填写产品每个零件在制造过程所

5、需消耗的各种材料的名称、牌号、规格、重量等的一种工艺文件。 材料消耗工艺定额汇总表 将“材料消耗工艺定额明细表”中的各种材料按单台产品汇总填列的一种工艺文件。 零部件转移卡 填写各装配工序零、部件图号（代号）名称规格等的一种工艺。,工艺基础：管理,工艺管理内容包括： 产品工艺工作程序、产品结构工艺性审查的方式和程序、工艺方案设计、工艺规程设计、工艺定额编制、工艺文件标准化审查、工艺文件的修改、工艺验证、生产现场工艺管理、工艺纪律管理、工艺标准化、工艺装备编号方法、工艺装备设计与验证管理程序、工装的使用与维护、工艺规程格式、管理用工艺文件格式、专用工艺装备设计图样及设计文件格式。 工艺设计过程

6、策划(产品定义)-产品设计和开发(产品数据)-过程设计和开发-产品与过程确认-生产-(持续改进)。,二、车身制造四大工艺定义及特点,在汽车制造业中，冲压、焊装、涂装、总装合为四大核心技术(即四大工艺)。从结构上看，轿车属于无骨架车身，它的生产工艺流程大致为：,冲压,焊装,涂装,总装,钢板 模具 ,冲压件 夹具 ,白车身 焊接总成 ,油漆车身,整车入库,底盘件 电器件 车身附件 ,（一）冲压工艺,冲压工艺： 冲压是所有工序的第一步。先是把钢板在切割机上切割出合适的大小，这个时候一般只进行冲孔、切边之类的动作，然后进入真正的冲压成形工序。每一个工件都有一个模具，只要把各种各样的模具装到冲压机床上就

7、可以冲出各种各样的工件，模具的作用是非常大的，模具的质量直接决定着工件的质量。,冲压生产线，由多台压机构成,传输机械手,冲压工艺,冲压技术在汽车制造业占有重要地位 据统计，汽车上有60%70%的零件是用冲压工艺生产出来的。因此，冲压技术对汽车的产品质量、生产效率和生产成本都有重要的影响。 冲压工艺的特点及冲压工序的分类 冲压是一种金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件(冲压件)。冲压工序按加工性质的不同，可以分为两大类型：分离工序和成形工序。 冲压工序可分为四个基本工序： 一、冲裁：使板料实现

8、分离的冲压工序(包括冲孔、落料、修边、剖切等)。 二、弯曲：将板料沿弯曲线成一定的角度和形状的冲压工序。 三、拉深：将平面板料变成各种开口空心零件，或把空心件的形状、尺寸作进一步改变的冲压工序。 四、局部成形：用各种不同性质的局部变形来改变毛坯或冲压成形工序(包括翻边、胀形、校平和整形工序等)。,常用的冲压工艺简介1,落料：用落料模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是零件。,冲孔：用冲孔模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是废料。,剪切：用剪刀或模具剪断板材，剪断线不封闭。,切口：在坯料上将板材部分切开，切口部分发生弯曲。,常用的冲压工艺简介2,切边：将拉深或成形后的半成品边缘部分的多余材料切掉。,剖切：

9、将半成品切开成两个或多个工件，常用于成双冲压。,弯曲：将板料沿直线弯成各种形状。,拉深：将坯料压制成开口空心零件。,常用的冲压工艺简介3,内孔翻边：将板料上孔的边沿翻成竖立边缘。,外缘翻边：将工件的外缘翻成圆弧或曲线状的竖立边缘。,胀形：将板料或工件上压出筋条、花纹或文字。,整形：把形状不太准确的工件校正成形。,汽车覆盖件的冲压工艺,汽车覆盖件的冲压工艺，通常都是由拉深、修边冲孔、翻边整三个基本工序组成；有的还需要落料或冲孔，有的需要多次修边、冲孔或翻边，有的工序还可以合并。因此，对于一个具体的汽车覆盖件来说，要确定其冲压工艺，就必须具体地分析该零件的形状、结构、材料和技术要求，结合生产批量(

10、纲领)和生产设备条件，才能最后确定。,冲压工艺,冲压工艺流程图,汽车冲压工艺流程图,板料区,冲压件入区,冲压件检验,冲裁区,液压区,下料区,（二）焊装工艺,焊装工艺 冲压好的车身板件局部加热或同时加热、加压而接合在一起形成车身总成。在汽车车身制造中应用最广的是点焊，焊接的好坏直接影响了车身的强度。,焊装线,焊接机器人,焊装工艺,汽车车身是由薄板构成的结构件，冲压成形后的板料通过装配和焊接形成车身壳体(白车身)，所以装焊是车身成形的关键。装焊工艺是车身制造工艺的主要部分。 汽车车身壳体是一个复杂的结构件，它是由百余种、甚至数百种(例如轿车)薄板冲压件经焊接、铆接、机械联结及粘接等方法联结而成的。

11、由于车身冲压件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳钢，所以焊接是现代车身制造中应用最广泛的联结方式。,焊装工艺,点焊：通过导电,电阻加热,金属熔合。 点焊的过程：预压-焊接-保压-休止。 点焊相关工艺参数：电流电压电极压力焊接时间电极直径等。 点焊设备：固定式点焊机，移动式点焊机，包括：供电系统（变压器和二次回路）、焊具部分（机臂、电极夹持器、电极）、加压机构（气压、液压等）、冷却系统、机体等。 CO2气体保护焊接：一种熔化极气体保护电弧焊接法，利用焊丝与工件间产生的电弧来熔化金属，由CO2作为气体保护气，并采用光焊丝填充。 焊接工艺参数：电源极性焊丝直径电弧电压焊接电流气体流量焊接速度焊丝伸出

12、长度直流回路电感等。,焊装工艺,车身主体 车身主体主要由车前钣金、前围零件、地板总成、左/右侧围总成、后围总成、行李舱搁板总成和顶盖总成等零部件焊装而成，如图所示。,前围上部总成,焊装工艺,地板总成,侧围总成,焊装工艺,后围零件,顶盖总成,焊装工艺,行李舱搁板总成,车门总成,焊装工艺,发动机盖,行李舱盖焊接总成,焊装工艺,汽车车身部件焊接系列夹具 定位与夹紧 装配焊接三过程，一定位，二夹紧，三点固 定位是通过定位基准与夹具上的定位元件相接触而实现，定位元件有：挡铁，定位销，支承板，样板 夹紧：有力，稳定，避免焊接运动干涉 焊接生产线 机械手焊接等,（三）涂装工艺,涂装工艺 涂装有两个重要作用，

13、第一车防腐蚀，第二增加美观。涂装工艺过程比较复杂，技术要求比较高。主要有以下工序：漆前预处理和底漆、喷漆工艺、烘干工艺等，整个过程需要大量的化学试剂处理和精细的工艺参数控制，对油漆材料以及各项加工设备的要求都很高，因此涂装工艺一般都是各公司的技术秘密。,自动喷涂机器人,空腔注蜡,涂装工艺,概述 汽车车身的涂装质量要求最高，要长期在各种气候条件下使用而不发生漆膜劣化和锈蚀，还要能维持其光泽、色彩和美观。典型的轿车车身涂装工艺是电泳底漆、中涂、面漆3C3B(3Coat3Bake)体系。在电泳底漆与中涂之间有焊缝密封和底板防护涂层的喷涂，以保证车身的密封、降噪声和防锈，面漆后涂内腔防锈蜡。 表面涂层

14、属于一级装饰精度，具有美丽的外观，光亮如镜或光滑的表面，无细微的杂质、擦伤、裂纹、起皱、起泡及肉眼可见的缺陷，并应有足够的机械强度。底面涂层属于优良保护层，应有优良的防锈性和防腐蚀性，很强的附着力；局部或全部刮涂附着力好、机械强度高的腻子，使用数年也不会出现锈蚀或脱落等现象。,涂装工艺,1 准备上挂,2 手机擦洗,3 热水喷淋,4 预脱脂,5 主脱脂,6 工业水喷淋,7 工业水浸洗,8 表面调整,16 UF槽上喷,15 电泳,14 新鲜纯水淋洗,13 新鲜纯水喷淋,12 纯水浸洗,11 工业水喷淋,10 工业水浸洗,9 磷化,17 UF1喷淋,18 UF2浸洗,19 UF3喷淋,20 纯水浸洗

15、,21 纯水喷淋,22 新鲜纯水淋洗,23 沥干,24 烘干,32 强冷,31 烘干,30 放置阻尼板,29 细密封,28 喷防石击涂料,27 粗密封,26 下挂,25 强冷,33 钣金修整,34 刮一道原子灰,35 烘干打磨吹干,36 刮二道原子灰,37 烘干打磨吹干,38 喷一次中涂,39 烘干,40 补刮三道原子灰,48 二道色漆,47 一道色漆,46 精修擦净,45 打磨吹干,44 补红灰,43 烘干,42 喷二次中涂,41 烘干打磨吹干,48 二道面漆,47 一道面漆,49 一道罩光漆,50 二道罩光漆,51 流平,52 烘干,53 强冷,54 小修、抛光,55 检验,56 交总装,

16、汽车涂装工艺流程,涂装工艺,预处理 （打磨、清洗）,喷塑料底胶,烘干,喷中涂,烘干,补红灰,刮灰并干燥,打磨及干燥,检查修饰 或返修,打磨 抛光,装配 （倒车镜、装饰条）,烘干,喷面漆,上件及擦净,打磨并干燥,点补中涂,预处理 （预烘干、打磨、清洗）,喷底漆,干燥,刮灰,干燥,喷中涂,烘干,干燥,打磨,干燥,补红灰,烘干,喷中涂,吹擦净,喷面漆,烘干,打磨 抛光,检查修饰 或返修,汽车塑料件涂装工艺流程,汽车玻璃钢件涂装工艺流程,（四）总装工艺,总装工艺 总装就是将车身、发动机、变速器、仪表板、车灯、车门等构成整辆车的各零件装配起来生产出整车的过程。,装配线,外观检测区,总装工艺,一、汽车装配概念及其特点 汽车装配是汽车全部制造工艺过程的最终环节，是把经检验合格的数以千万计的各类零件，按规定的精度标准和技术要求组合成分总成、总成、整车，并经严格检测程序，确认其是否合格的整个工艺过程。汽车产品要求有好的动力性、经济性和耐久性，以实现在各种复杂环境中的运载功能，现代汽车产品更要求安全可靠、造型美