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1、第第3章章 汽车零件常用制造工艺基础知识汽车零件常用制造工艺基础知识常见的毛坯种类常见的毛坯种类常用的汽车零件的毛坯种类有几种：常用的汽车零件的毛坯种类有几种：铸造、铸造、锻压、锻压、焊接、焊接、冲压冲压 、粉末冶金、粉末冶金、塑料成型等。塑料成型等。3.1 汽车零件毛坏制造工艺的基本知识 毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。加工质量密切相关。 为了能合理选用毛坯，需清楚地了解各为了能合理选用毛坯，需清楚地了解各类毛坯的特点、适用范围及选用原则等。常类毛坯的特点、适用范
2、围及选用原则等。常用的汽车零件的毛坯种类有几种：铸件、锻用的汽车零件的毛坯种类有几种：铸件、锻压件、冲压件、焊接件及粉末冶金件等。压件、冲压件、焊接件及粉末冶金件等。 铸造铸造是将熔化后的金属液浇灌入铸型空腔中，待其凝是将熔化后的金属液浇灌入铸型空腔中，待其凝固、冷却后，获得一定形状的零件或零件毛坯的成形方法。固、冷却后，获得一定形状的零件或零件毛坯的成形方法。通过铸造成形方法获得的毛坯或零件称为铸件。通过铸造成形方法获得的毛坯或零件称为铸件。 在汽车制造过程中，采用铸造制成毛坯在汽车制造过程中，采用铸造制成毛坯的零件很多，约占全车重量的零件很多，约占全车重量10左右，仅左右，仅次于钢材用量，
3、居第二位。就材质而言，铸次于钢材用量，居第二位。就材质而言，铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等应有尽有，仅铸铁铁、铸钢、铸铝、铸铜等应有尽有，仅铸铁就采用了灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可就采用了灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及合金铸铁等多种材料。因此可以说，锻铸铁及合金铸铁等多种材料。因此可以说，汽车工业使各种铸造材质达到物尽其用的地汽车工业使各种铸造材质达到物尽其用的地步。步。 铸造是最常用的毛坯生产方法，对于形状复杂的各铸造是最常用的毛坯生产方法，对于形状复杂的各类汽车用铸件都可用铸造方法生产。类汽车用铸件都可用铸造方法生产。一些要求耐磨、承一些要求耐磨、承压、减振、价廉的零件压、减振、价廉的
4、零件(如活塞、活塞环、气缸套、气缸如活塞、活塞环、气缸套、气缸体等体等)，及一些形状复杂、用其他方法难以成形的零件，及一些形状复杂、用其他方法难以成形的零件(如气缸盖、变速箱壳体及进、排气支管等如气缸盖、变速箱壳体及进、排气支管等)，只能通过，只能通过铸造生产毛坯。随着铸造技术的不断发展，铸件的应用铸造生产毛坯。随着铸造技术的不断发展，铸件的应用范围继续扩大，过去普通采用的锻件自曲轴、连杆、齿范围继续扩大，过去普通采用的锻件自曲轴、连杆、齿轮等零件，也开始被铸件逐渐替代。轮等零件，也开始被铸件逐渐替代。 汽车用铸件的主要特点是壁薄、形状复杂、质量轻、汽车用铸件的主要特点是壁薄、形状复杂、质量轻
5、、可靠性好、尺寸精度高、年产批量大等。如可靠性好、尺寸精度高、年产批量大等。如气缸体、变气缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等等。铸造特点及分类o特点：生产形状复杂，其他机械加工方法难以成形，壁薄、质量轻、可靠性好、尺寸精度高零件。o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）砂型铸造的工艺过程砂型铸造是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都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是
6、铸造生产中的基本工艺。砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量，常在砂型和型芯表面刷一层涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂，另外还加有便于施涂的载体（水或其他溶剂）和各种附加物。手工砂型铸造实例砂型铸造件锻造 概念：概念：锻造是利用金属材料的锻造是利用金属材料的可塑性可塑性，借助外力借助外力(加压加压设备设备)和加工和加工模具模具的作用，使的作用，使坯料或铸锭产生局部或全部变形而形成所需坯料或铸锭产生局部或全部变形而形成所需要的形状、尺寸和一定组织性能锻件的加工要的形状、尺寸和一定组织性能锻件的加工方法。方法。特点 锻压件是
7、汽车零件制造业中的另一种常用毛锻压件是汽车零件制造业中的另一种常用毛坯。锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的坯。锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织，因此锻件的力学性能较好，常用金属纤维组织，因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。锻压件是材料塑性于受力复杂的重要钢质零件。锻压件是材料塑性变形的结果，因此锻压件晶粒较细，没有铸件的变形的结果，因此锻压件晶粒较细，没有铸件的粗大组织和内部缺陷，所以一些粗大组织和内部缺陷，所以一些要求强度高、耐要求强度高、耐冲击、抗疲劳的重要零件大多采用锻造毛坯冲击、抗疲劳的重要零件大多采用锻造毛坯。但但由于它是在固态下塑性成型，难于
8、获得复杂的形由于它是在固态下塑性成型，难于获得复杂的形状，特别是一些复杂内腔的零件。状，特别是一些复杂内腔的零件。 锻压件广泛应用于汽车发动机、变速器、转锻压件广泛应用于汽车发动机、变速器、转向器、行走部分总成的零件上。向器、行走部分总成的零件上。自由锻造模型锻造锻造分类焊接焊接 焊接焊接是用或不用填充材料，将两片金属局部加是用或不用填充材料，将两片金属局部加热或同时加热、加压而接合在一起的加工方法。热或同时加热、加压而接合在一起的加工方法。 焊接件的焊接件的特点是可以小拼大，气密性好，生产特点是可以小拼大，气密性好，生产周期短，节省材料、不需重型设备、减轻重量，可周期短，节省材料、不需重型设
9、备、减轻重量，可生产有较好的强度和刚度、质量轻、材料利用率高生产有较好的强度和刚度、质量轻、材料利用率高的毛坯；缺点是抗振性较差、变形大，需经时效处的毛坯；缺点是抗振性较差、变形大，需经时效处理后才能进行机械加工理后才能进行机械加工。因此，选用焊接件为毛坯，。因此，选用焊接件为毛坯，对一些性能要求高的汽车重要零件在机械加工前应对一些性能要求高的汽车重要零件在机械加工前应采用退火处理，以消除应力、防止变形。采用退火处理，以消除应力、防止变形。冲压 冲压工艺冲压工艺是一种先进的金属加工方法，是一种先进的金属加工方法，它建立在金属塑性变形基础上，在常温条件它建立在金属塑性变形基础上，在常温条件下使金
10、属板料在冲模中承受压力而被切离或下使金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形的加工方法。从而获得具有一定形状、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。板料冲压的坯料厚度一尺寸和性能的零件。板料冲压的坯料厚度一般小于般小于4mm，通常在常温下冲压，故又称，通常在常温下冲压，故又称为冷冲压。为冷冲压。 粉末治金粉末治金 粉末冶金法粉末冶金法是采用是采用成形和烧结成形和烧结等工序将金属粉等工序将金属粉末，或金属与非金属粉末的混合物，通过固结使其末，或金属与非金属粉末的混合物，通过固结使其成为具有一定形状金属制品的技术。其制品统称为成为具有一定形状金属制品的技术。其制品统称为粉末冶金零件
11、或烧结零件。粉末冶金零件或烧结零件。 汽车工业中使用的各类粉末冶金零件，已占粉汽车工业中使用的各类粉末冶金零件，已占粉末冶金总产量的末冶金总产量的7080。由于零部件的高强。由于零部件的高强度化、高精度化及低成本化，使粉末冶金零件在汽度化、高精度化及低成本化，使粉末冶金零件在汽车上的使用量越来越多，如汽车发动机的气门座、车上的使用量越来越多，如汽车发动机的气门座、带轮、粉末冶金链轮、连杆等。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机械零件常用的机械加工方法o汽车零件的表面形状千变万化，由不同的典型表面如外汽车零件的表面形状千变万化，由不同的典型表面如外圆、内孔、平面、螺纹
12、、花键和轮齿齿面等组合而成。圆、内孔、平面、螺纹、花键和轮齿齿面等组合而成。这些典型表面都有一定的加工要求，大多数表面都需要这些典型表面都有一定的加工要求，大多数表面都需要经过专业加工来实现其机械制造过程。经过专业加工来实现其机械制造过程。o金属切削加工是用刀具将金属毛坯逐层切削；使工件得金属切削加工是用刀具将金属毛坯逐层切削；使工件得到所需要的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法。金属到所需要的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法。金属切削加工包括钳工和机械加工两种方法切削加工包括钳工和机械加工两种方法。 车床是切削加工的主要设备，是应用最车床是切削加工的主要设备，是应用最广泛的机械加工设备，车床占
13、机床总数的广泛的机械加工设备，车床占机床总数的20%-35%20%-35% 。按照用途和结构不同，可分为：。按照用途和结构不同，可分为： 卧式车床、立式车床、转塔车床、多轴卧式车床、立式车床、转塔车床、多轴自动和半自动车床、多刀车床、仿形车床、自动和半自动车床、多刀车床、仿形车床、数控车床和车削中心等。数控车床和车削中心等。1、车床分类o加工范围：加工范围：轴、盘套零件上内外回转面、端面、轴、盘套零件上内外回转面、端面、螺纹面等螺纹面等；o运动特征：运动特征：主运动为主轴带动工件作回转运动；主运动为主轴带动工件作回转运动；o所用刀具：所用刀具：车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥车刀、钻头、扩孔钻、
14、铰刀、丝锥等；等；o加工精度：加工精度：经济加工精度经济加工精度IT7IT8,IT7IT8,表面粗糙度，表面粗糙度，精车精车IT5IT6IT5IT6， 2、车削加工对象、范围及使用刀具刀具主要几何角度及选择3、车削用量选择o切削速度：工件以一定的旋转速度旋转，刀具切削刃上的某一点相对于到加工表面在主运动方向上的瞬时速度称为切削速度Vc。o进给量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量。车削外圆的进给量为工件没转一转刀具沿进给运动方向所移动的距离；每分钟的进给量称为进给速度Vf。o粗车尽量选择大的切削深度ap和进给量f，低的切削速度vc;精加工则相反。选择切削用量时，通常先确定切削深度，然后进给
15、量，最后确定切削速度。o数控车床是目前使用最广泛的数控机床之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类、盘类等一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合序，提高加工精度和生产效率，特别适合
16、于复杂形状回转类零件的加工。于复杂形状回转类零件的加工。 o铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及螺纹加工等。铰、镗、锪加工及螺纹加工等。o铣削是铣刀旋转作为主运动、工件作进给运动的切削加铣削是铣刀旋转作为主运动、工件作进给运动的切削加工方法。工方法。o主运动，即主轴（铣刀）的回转运动。主运动，即主轴（铣刀）的回转运动。18级（级（30-1500r/min）o进给运动，即工件的纵向、横向和垂直方向的移动。进给运动，即工件的纵向
17、、横向和垂直方向的移动。铣削铣削1、铣床分类o铣床种类很多，一般是按布局形式和适用范铣床种类很多，一般是按布局形式和适用范围加以区分，主要的有升降台铣床、龙门铣围加以区分，主要的有升降台铣床、龙门铣床、单柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具床、单柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具铣床等铣床等 铣床铣床 卧卧式式铣铣床床 （ X6125 ）立立式式铣铣床床X50302、铣削的特点和应用、铣削的特点和应用1 1）铣削的特点）铣削的特点o刀刃的散热条件好；刀刃的散热条件好；o铣削的生产率较高；铣削的生产率较高；o铣削时易产生振动。铣削时易产生振动。2 2）铣削的应用）铣削的应用o加工平面；加工平面；o加工
18、各种沟槽和成形面；加工各种沟槽和成形面；o还可以进行分度工作。还可以进行分度工作。 公差等级一般为公差等级一般为IT9IT9IT8IT8；表面粗糙度；表面粗糙度R Ra a值一般为值一般为6.36.31.61.6m m。2、铣削的特点和应用、铣削的特点和应用3）铣刀种类o加工平面用铣刀；o加工沟槽用铣刀；o加工特形面用铣刀。铣铣平平面面铣斜面铣斜面 铣沟槽铣沟槽铣键槽铣键槽铣铣T形槽形槽铣螺旋槽铣螺旋槽铣刀铣刀带带孔孔铣铣刀刀带带 柄柄 铣铣 刀刀3、铣削用量及选择o铣削用量：铣削速度Vc、进给量f、铣削宽度ae和铣削深度ap。o铣削速度Vc是铣削时切削刃上选定点在主运动中的线速度，即切削刃上
19、离铣刀轴线距离最大的点在1min内所经过的路程。o进给量f是铣刀在进给运动方向上相对工件的单位位移量。根据需要有三种表示方法：（1）每转进给量f是铣刀每回转一周在进给运动方向上相对工件的位移量，单位为mm/r；（2）每齿进给量fz是每转中每一刀齿在进给运动方向上相对工件的位移量，单位为mm/z；（3）每分钟进给量（即进给速度）vf是铣刀每转1min在进给运动方向上相对工件的位移量，单位为mm/min。o铣削用量选择：铣削时，根据加工性铣削用量选择：铣削时，根据加工性质先确定每齿进给量质先确定每齿进给量fzfz，然后根据铣，然后根据铣刀的齿数刀的齿数z z和铣刀的转速和铣刀的转速n n计算出每分
20、计算出每分钟进给量钟进给量vfvf。o铣削宽度铣削宽度aeae、铣削深度、铣削深度apap。课堂拓展o顺铣和逆铣的区别：顺铣和逆铣的区别：铣刀与工件接触部分的旋转方向与工件进给方向相同成为顺铣，反之为逆铣。 o顺铣和逆铣的特点：顺铣和逆铣的特点： 1.顺铣时，每个刀的切削厚度都是有小到大逐渐变化的。当刀齿刚与工件接触时，切削厚度为零，只有当刀齿在前一刀齿留下的切削表面上滑过一段距离，切削厚度达到一定数值后，刀齿才真正开始切削。逆铣使得切削厚度是由大到小逐渐变化的，刀齿在切削表面上的滑动距离也很小。而且顺铣时，刀齿在工件上走过的路程也比逆铣短。因此，在相同的切削条件下，采用逆铣时，刀具易磨损。
21、2.逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。而顺铣时则不然，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。 3.逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较严重。 4.顺铣时，刀齿每次都是由工件表面开始切削，所以不宜用来加工有硬皮的工件。 5.顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些。o精加工的时候最好用顺铣精加工的时候最
22、好用顺铣 钻削o钻削成形定义：钻削是使用钻头扩孔钻刀具在工件 的实体材料上加工孔的切削方法。主运动：钻头或扩孔钻的回转运动进给运动：钻头或扩孔钻沿着自身轴线方向的移动钻削成形1.常见钻床分类o钻床可以直接加工出尺寸较小（钻床可以直接加工出尺寸较小（13mm13mm）、）、精度要求不太高的孔，螺纹加工，锪孔精度要求不太高的孔，螺纹加工，锪孔和锪平面等工作。加工时，工件不动，和锪平面等工作。加工时，工件不动，刀具一面作旋转主运动，一面作轴向进刀具一面作旋转主运动，一面作轴向进给运动。给运动。o钻床分为：台式、立式、摇臂、深孔和钻床分为：台式、立式、摇臂、深孔和中心钻床等。主参数一般为最大钻孔直中心
23、钻床等。主参数一般为最大钻孔直径。径。钻床钻床典型的立式钻床摇臂钻床 钻孔 扩孔 铰孔 攻螺纹 钻埋头孔 刮平面 o钻削成形钻削成形钻床的加工方法钻床的加工方法孔加工刀具按其用途可分为两大类:一类是从实体材料中加工出孔的刀具，如麻花钻、扁钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上的已有的孔进行再加工，如扩孔钻、锪钻、铰刀及镗刀等。（1）麻花钻标准高速钢麻花钻2.钻削加工对象、范围及刀具标准麻花钻组成：刀体、刀柄、颈部刀体包括：切削部分和导向部分，麻花钻在其轴线两侧对称分布有两个切削部分麻花钻切削速度：Vs=（m/min）进给量f,（mm/r）每齿进给量fz=切削深度ap=中心钻 中心钻用来加工各种
24、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锪钻铰刀铰刀的结构和几何参数3.工艺特点o两条切削刃对称分布在轴线两侧，钻削时，所受径向抗力相互平衡。不容易弯曲变形；o切削深度为孔径一半，金属切除效率高；o排屑困难，已加工孔壁容易被钻屑挤压摩擦划伤，因此表面粗糙度值较大；o冷却条件差，切削温度高，需降低切削速度，影响生产效率。o为粗加工，经济精度等级为IT11-IT13，Ra50-12.5um.不同种类的铰刀钻床加工实例 镗床通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和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
25、卧式镗床、坐标镗床和金刚镗床等。镗削镗削可拉削加工的各种内外表面举例刨削、拉削及插削成形刨削、拉削及插削成形o磨削成形磨削成形磨床：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床磨床：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床o外圆磨削外圆磨削1.中心外圆磨削：纵磨法、深磨法、横磨法、综合磨法2.无心外圆磨削：贯穿法、切入法o内圆磨削内圆磨削o平面磨削平面磨削1.圆周磨削2.端面磨削o磨削成形磨削成形磨削方法磨削方法o超精加工超精加工细粒度的油石一定压力短行程的往复振动o珩磨珩磨珩磨头旋转运动、往复运动、径向运动o研磨：研磨：手工研磨、机械研磨研磨剂o磨削成形磨削成形光整加工3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程
26、中其它工艺基本知识 3.4.1 热处理热处理 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。这一般不是肉眼所能看到的。 3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识
27、 2热处理工艺的分类热处理工艺的分类 金属热处理工艺大体可分为三大类：金属热处理工艺大体可分为三大类： （1）整体热处理）整体热处理 （2）表面热处理）表面热处理 （3）化学热处理）化学热处理3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识 （1）整体热处理）整体热处理 整体热处理整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺淬火和
28、回火四种基本工艺。 3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识 o退火退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。 o正火正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 o淬火淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。 o回火回火 为了降低钢件的脆性，将淬火后
29、的钢件在高于室温而低于650的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火回火 3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识 o退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。 o“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等，这样的热处理工艺称为时效时效处理处理。时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产
30、生的内应力。o把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。 3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识 （2）表面热处理）表面热处理 表面热处理表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。
31、表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。 3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识 （3）化学热处理）化学热处理 化学热处理化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。 化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。 化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。有不少汽车零件，既要保
32、留心部的韧性，又要改变表面的组织以提高硬度，就需要采用表面高频淬火或渗碳、氮化等热处理工艺。3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识 装配 装配装配是按规定的技术要求，用联接零件是按规定的技术要求，用联接零件(螺栓、螺螺栓、螺母、销或卡扣等母、销或卡扣等)把各种零部件、合件和总成联接组合把各种零部件、合件和总成联接组合成完整汽车产品的生产过程成完整汽车产品的生产过程。 装配工艺是使各种零件、合件或总成具有规定的相装配工艺是使各种零件、合件或总成具有规定的相互位置关系的工艺过程互位置关系的工艺过程。 汽车是各种零部件的有机组合体，汽车生产的最汽车是各种零部件的有机组合
33、体，汽车生产的最后一道工序是装配（包括检测和调整），所以装配在汽后一道工序是装配（包括检测和调整），所以装配在汽车生产中占有重要的地位。车生产中占有重要的地位。3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识 o整车装配线，一般是指由输送设备（空中悬挂和地面）和专用设备（如举升、翻转、压装、加热或冷却、检测、螺栓螺帽的紧固设备等）构成的有机整体。o整车装配所用的设备主要包括：装配线所用输送设备、发动机和前后桥等各大总成上线设备、各种油液加注设备、出厂检测设备以及各种专用装配设备。 3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识 整车装配线整车装配线（1
34、）输送设备。）输送设备。输送设备主要用于总装配线、各总成分装线以及大总成上线的输送。输送设备主要用于总装配线、各总成分装线以及大总成上线的输送。完成汽车装配生产过程最重要的设备之一是汽车总装线。完成汽车装配生产过程最重要的设备之一是汽车总装线。（2）大总成上线设备）大总成上线设备。大总成上线设备是指发动机、前桥、后桥、驾驶室、车轮等总。大总成上线设备是指发动机、前桥、后桥、驾驶室、车轮等总成在分装、组装后送至总装配线并在相应工位上线所采用的输送、吊装设备。车轮成在分装、组装后送至总装配线并在相应工位上线所采用的输送、吊装设备。车轮上线一般采用普通悬挂输送机和积放式悬挂输送机。发动机、前桥、后桥
35、、驾驶室上线一般采用普通悬挂输送机和积放式悬挂输送机。发动机、前桥、后桥、驾驶室等大总成上线，传统的方式是采用单轨电动葫芦或起重机。等大总成上线，传统的方式是采用单轨电动葫芦或起重机。 （3）各种油液加注设备。）各种油液加注设备。随着轿车技术的引进，燃油、润滑油、清洁剂、冷却液、制随着轿车技术的引进，燃油、润滑油、清洁剂、冷却液、制动液、制冷剂等各种加注设备的水平有了很大的提高，由过去的手工加注发展到采动液、制冷剂等各种加注设备的水平有了很大的提高，由过去的手工加注发展到采用设备定量加注，直到自动加注。用设备定量加注，直到自动加注。 （4）出厂检测设备。）出厂检测设备。整车出厂试验，渐渐由过去
36、采用室外道路试验发展到现在采用室整车出厂试验，渐渐由过去采用室外道路试验发展到现在采用室内检测线。出厂检测线一般由前束试验台、侧滑试验台、转向试验台、前照灯检测内检测线。出厂检测线一般由前束试验台、侧滑试验台、转向试验台、前照灯检测仪、制动试验台、车速表试验台、排气分析仪等设备组成。仪、制动试验台、车速表试验台、排气分析仪等设备组成。（5）专用装配设备）专用装配设备。随着汽车产量的提高和对质量的高要求，高效专用的装配设备进。随着汽车产量的提高和对质量的高要求，高效专用的装配设备进入装配线。入装配线。3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识 3.4.3 汽车试验汽车试
37、验 汽车的设计、制造过程始终离不开试验，无论是设计思想和理论计算、初步设计、技术设计、汽车定型还是在生产过程，都要进行大量的试验。 汽车试验分为： 1 汽车零部件试验 2 汽车整车性能试验。 测量金属材料的力学性能，包括材料的强度，塑性，疲劳强度，断裂韧性，硬度，高温蠕变性等.汽车零件的实验应该都是基于这几项指标之上的。除了要测抗拉强度，抗压强度，屈服强度，抗弯强度等等，疲劳周期，疲劳强度，断裂韧性也应该都是需要测试的，还有碰撞时候的测试。例如：发动机的重要零件（曲轴、连杆、活塞等以及缸体、缸盖）应进行强度试验。再比如曲轴的平衡实验、连杆的拉力实验、气门密封实验、润滑系统的压力实验、飞轮的动平
38、衡实验、气缸壁的耐磨实验（实验后切片），气缸的压力测试，散热系统的温升实验等等。最后还得做一个发动机整体震动、噪音及加载等。3.4 汽车制造过程中其它工艺基本知识汽车制造过程中其它工艺基本知识 汽车整车性能试验汽车整车性能试验（1）动力性能试验：动力性能试验：对常用的对常用的3个动力性能指标，即对汽车的最高车速、加速和个动力性能指标，即对汽车的最高车速、加速和爬坡性能进行实际试验。爬坡性能进行实际试验。（2） 燃料经济性试验燃料经济性试验：通常做道路试验或做汽车测功器：通常做道路试验或做汽车测功器(亦即转鼓试验台亦即转鼓试验台)试验，试验，后者能控制大部分的使用因素，重复性好，能模拟实际行驶的
39、复杂情况，能采后者能控制大部分的使用因素，重复性好，能模拟实际行驶的复杂情况，能采用各种测量油耗的方法，还能同时测量废气排放。用各种测量油耗的方法，还能同时测量废气排放。（3）制动性能试验制动性能试验：汽车制动性能的优劣直接关系到汽车行驶的安全性，用制动：汽车制动性能的优劣直接关系到汽车行驶的安全性，用制动效能和制动效能的稳定性评价。常进行制动距离试验、制动效能试验效能和制动效能的稳定性评价。常进行制动距离试验、制动效能试验(测制动测制动踏板力和制动减速度关系曲线踏板力和制动减速度关系曲线)、热衰退和恢复试验、浸水后制动效能衰退和、热衰退和恢复试验、浸水后制动效能衰退和恢复试验等。恢复试验等。
40、（4）操纵稳定性试验操纵稳定性试验：试验类型较多，如用转弯制动试验评价汽车在弯道行驶制：试验类型较多，如用转弯制动试验评价汽车在弯道行驶制动时的行驶方向稳定性；用转向轻便性试验评价汽车转向力是否适度；用汽车动时的行驶方向稳定性；用转向轻便性试验评价汽车转向力是否适度；用汽车稳态回转试验确定汽车稳态转向特性等等。稳态回转试验确定汽车稳态转向特性等等。（5）平顺性试验平顺性试验：平顺性主要是根据乘坐者的舒适程度来评价的，所以又叫做乘：平顺性主要是根据乘坐者的舒适程度来评价的，所以又叫做乘坐舒适性，其评价方法通常根据人体对震动的生理感受和保持货物的完整程度坐舒适性，其评价方法通常根据人体对震动的生理
41、感受和保持货物的完整程度确定。确定。（6）通过性试验通过性试验：一般在汽车试验场和专用路段上进行该试验。：一般在汽车试验场和专用路段上进行该试验。（7）安全性试验安全性试验：安全性试验项目很多，而且耗资巨大，特别是碰撞安全试验，：安全性试验项目很多，而且耗资巨大，特别是碰撞安全试验，除正面撞车试验外，近来还增加侧面撞车试验。可以进行实车撞车试验，也可除正面撞车试验外，近来还增加侧面撞车试验。可以进行实车撞车试验，也可以进行模拟试验或撞车模拟计算；但不少国家规定新车型必须经过实车撞车试以进行模拟试验或撞车模拟计算；但不少国家规定新车型必须经过实车撞车试验，以验证其撞车安全性。验，以验证其撞车安全
42、性。3.4.4 检验汽车从整车到外观，有许多检验标准。如GB21861-2008为机动车安全技术检验项目和方法，GA468-2004为机动车安全检验项目和方法等。汽车产品强制性标准检验项目主要有：GB18352.3-2005轻型汽车排放污染物，GB15235-2007汽车倒车灯配光性能，GB15083-2006汽车座椅系统强度，GB7258-2004机动车安全运行强制性项目等等。淬火应用一、应用：承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件，要求表面层承受比心部更高的应力或耐磨性，需对工件表面提出强化要求，适于含碳量We=0.400.50%钢材。二、工艺方法快速加热与立即淬火冷却相结合。通过快速加热使待
43、加工钢件表面达到淬火温度，不等热量传到中心即迅速冷却，仅使表层淬硬为马氏体，中心仍为未淬火的原来塑性、韧性较好的退火（或正火及调质）组织。三、主要方法：感应加热表面淬火（高频、中频、工频）,火焰加热表面淬火，电接触加热表面淬火，电解液加热表面淬火，激光加热表面淬火，电子束加热表面淬火。四、感应加热表面淬火(一）基本原理：将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟内即可升温8001000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火)，使工件表面层淬硬。(如齿轮表面高频淬火)淬火应用(二）加热频率的选用室温时感应电流流
44、入工件表层的深度（mm）与电流频率f（HZ）的关系为频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。常用的电流频率有：1、高频加热：100500KHZ，常用200300KHZ，为电子管式高频加热，淬硬层深为0.52.5mm，适于中小型零件。2、中频加热：电流频率为50010000HZ，常用25008000HZ，电源设备为机械式中频加热装置或可控硅中频发生器。淬硬层深度10mm。适于较大直径的轴类、中大齿轮等。3、工频加热：电流频率为50HZ。采用机械式工频加热电源设备，淬硬层深可达1020mm，适于大直径工件的表面淬火。(三）、感应加热表面淬火的应用：与普通加热淬火比较具有：1、加热速度极快，可扩大A体转变温度范围，缩短转变时间。2、淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体，硬度稍高（23HRC）。脆性较低及较高疲劳强度。3、经该工艺处理的工件不易氧化脱碳，甚至有些工件处理后可直接装配使用4、淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。
