1、 第 1 页 共 19 页 汽车 制造工艺学 第一章： 一、 知识点 1、 汽车的生产过程是将原材料转变为汽车产品的全过程。 2、基本生产过程是汽车生产中的中心环节。 3、工艺装备是指产品制造所使用的刀具、夹具、量检具、辅具、模具等各种工具的总称。 4、 汽车产品的生产过程是由汽车制造企业（或公司）与配套企业（或公司）共同完成的。 5、工艺过程是指在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。 6、锻造是在压力设备及工模具的作用下，使金属坯料产生局部或全部的塑性变形以获得一定形状、尺寸和质量的锻件 的方法。 7、在机床上利用切削刀具或其他工具，利用机械力
2、将毛坯或工件加工成零件的过程，称机械加工工艺过程。 8、按规定的装配技术要求，将零件或总成进行配合和连接，使成为半成品或成品的工艺过程称装配工艺过程。 9、机械加工和装配工艺过程是由若干道按一定顺序排列的工序组成的。 工序是组成工艺过程的最基本单元。 10、 一个或一组工人、在一个工作地上，对同一个或同时对几个工件所连 续 完成的那一部分工艺过程，称工序。 11、工序的最主要依据：工作地是否改变，对一个工件不同表面的加工是否连续。 12、采用普通 卧式铣床，依次 在两台铣床上分别铣削大、小头端面，是在两道工序中完成铣削大、小头端面的。 13、在加工表面、切削刀具和切削用量中的主轴转速及进给量不
3、变的情况下，所连续完成的那一部分工艺过程，称工步。 14、通过切削加工方法获得工件尺寸的方法有试切法、静调整法、定尺寸刀具法、主动及自动测量控制法。 15、在汽车零件制造中，获得零件形状的方法有轨迹法、成形刀具法和包络法三种。 16、依靠刀具运动轨迹来获得所需工件形状的方法，称轨迹法。 17、 加工经济精度是指在正常的加工条件下所能保证的加工精度。 18、 工艺过程又可细分为毛坯制 造工艺过程、机械加工工艺过程、热处理工艺过程和装配工艺过程。 19、一般被加工表面的尺寸公差越小，表面粗糙度值也一定较小。但有些被加工表面要求的表面粗糙度值较小，不一定尺寸公差值必须小。 20、 汽车制造企业的生产
4、类型是由其所生产的汽车产品的特征和生产纲领决定的。 21、 零件的材料大致可以确定毛坯的种类，例如铸铁和青铜件多用铸造毛坯。 第 2 页 共 19 页 22、企业在计划期内应生产的汽车产品的产量和进度计划，称 生产纲领 。 23、 汽车产品和汽车零件的生产类型分为单件生产、成批生产和大量生产三种。成批生产又分大批、中批和小批三种。每 台机床设备上常年不重复或很少重复制造同一种零件或相同工序内容的加工， 称单件 生产。 24、 大量生产的工艺特点是按部件 组织生产，通常采用调整法进行加工。 二、 问答题 1. 什么是工艺过程？根据内容的不同工艺过程有分哪几类？ 2. 工件尺寸的获得方法有哪三种？
5、阐述各自的特点和应用场合。 3. 阐述不同特征的汽车各为何生产类型。 4. 汽车零件的年 生产纲领 应如何计算 ？ 第二章 1、通常将确定工件在机床上或机床夹具中占有正确位置的过程称为定位。 2、 用来确定生产对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面，称为基 准。 主要分设计基准和定位基准两种。 3、 设计图样上采用的基准称设计基准。 4、 设计基准可以是点、线、面，它既可是实际存在的，也可为假想的。 5、 在工艺过程中采用的基准为工艺基准，常见的有工序基准、定位基准、测量基准和装配基准等。 6、 工序尺寸联系的是被加工表面和工序基准间的加工尺寸 ，以工序基准为起点，指向被加工表面，所以
6、工序尺寸有方向 性。 7、 作为定位基准的点、线、面在工件上不一定实际存在，而常由某些实际存在的表面来体现，这些表面称定位基面。 8、 一般情况下，定位基准与工序基准和设计基准重合，否则会产生基 准不重合误差。 9、 工件的装夹方法有找正装夹和专用机床夹具装夹两种。找正又分直线找正和划线找正。成批大量生产的汽车零件机械加工宜用专用机床夹具装夹法。 10、 专用机床夹具中定位元件、夹紧装置和夹具体是基本组成部分。 11、 组合夹具是机床夹具标准化、系列化和通用化程度最高的一种机床夹具。但需储备大量标准的零组件。 12、 一个自由刚体在空间有 6个自由度。 采用 6 个按一定规则布置的约束点来限制
7、工件的 六个自由度 ，实现完全定位，称之为六点定位原理 ，即布置 6 个支承点也不一定限制 6 个的自由度。 13、 工序基准的正确定位可转 化为在直角坐标系中用限制工件工序基准的自由度来分析的保证。 14、 为保证加工要求而限制的自由度称第一类自由度。 15、 工件以内孔定位时，常用的定位元件有刚性心轴和定位销。长圆柱销可限制四个自由度，短圆柱销可限两个自由度。 第 3 页 共 19 页 16、 工件以外圆为定位基面时，常用定位元件有 V形块、半圆定位块、定位套及定心夹具机构等。 17、 一个短 V形块限制两个自由度；两个短 V形块的组合或一个长 V形块均限制四个自由度。 18、 实际定位时
8、，第一类自由度未被限制住的现象，称为欠定位。同一个自由度被不同定位元件重复限制的现象称过定位。 定 位点超过六个就是过定位。 工件定位时，被消除的自由度少于六个，但完全能满足加工要求的定位称不完全定位。 不完全定位不 是 欠定位。 过定位有时是允许存在的。 19、 由于定位基准和工序基准不重合引起的加工误差称基准不重合误差。 由于工件定位基面和定位元件制造不准确，使定位基准在工序尺寸方向上产生位置变化而引起的加工误差称为基准位移误差。 20、 通常情况下，对工件夹紧的基本要求的要求是夹得稳、夹得牢和夹得快。 21、 顺序式夹紧机构，由于工件尺寸误差会依次传递，因此用于工件的加工表面和夹紧力方向
9、相平行的场合。 22、 夹紧力方 向应与工件刚度最大的方向一致。 23、 布置在同一平面上的两个支承板相当于的支承点数是 3。 24、 机床夹具中，用来确定工件在夹具中位置的元件是 定位元件。 25、 在一个平面内，两个支承钉限制两个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。 26、 导向支承限制两个自由度；止推支承限制 一 个自由度。几个支承板组合成一个大的支承平面，可限制三个自由度。 27、可调支承多用于支承工件的粗基准，调好后在同一批工件加工中，一般不再进行调节，定位作用同支承钉。 28、自位支承是摆动或浮动的结构，实质只能起一个点的支承作用 中，限制一个自由度。 辅助支承不限制
10、工件的自由度。 辅助支承在定位支承后参与对工件的支承 。辅助支承在每次卸下工件后，必须松开，装上工件后再调整和锁紧 29、一个短削边销可限制 1个自由度。 二、 问答题 1. 一般夹紧装置由几部分组成？ 通常情况下，对夹紧装置有哪些要求 ? 2工艺基准的分类有哪些？ 3什么是定位？ 简述六点定位原则以及完全定位、不完全定位 、过定位和 欠定位的概念。 4用于平面定位的定位元件主要有哪些？ 工件以内孔为定位基面时常用的定位元件有哪些？工件心以外圆为定位基面常采用的定位元件有哪些？ 一孔一端面、前后顶尖孔属于什么性质的基准？ 5什么是夹紧力三要素？ 三、分析题 第 4 页 共 19 页 根据六点定
11、 位 原理指出下图中各定位元件所限制的自由度。 1、 解（ 1）底面支承钉： X 转动， Y 转动和 Z 移动 ;活动 V 形块： Y 移动；左面：X 移动， Z 转动 2、 （ 2） V 形块： Y 移动， Z 移动， Y 转动， Z 转动 ;辅助支承：不限定 3、 指出下图所示零件需限制的自由度。 答案：左图 A 需限制 4 个自由度即 : 右图 B 需限制 5 个自由度即 : 4、 图示轴类零件加工的几种装夹情况 ,（ a） (b）加工光轴 ,(C)加工阶第 5 页 共 19 页 梯轴并保证两轴段的同轴度。 采用浮动顶尖， 试分析各限制了哪些自由度 ? （ a）图三爪夹盘限制工件的 zz
12、yyx 、 五个自由度。后顶尖限制 zy 、 两个自由度。 （ b） 夹盘长夹持， 图三爪夹盘限制工件的 zzyy 、 四个自由度，中心架限制了 zy、 两个自由度。 （ c） 夹盘短夹持， 图三爪夹盘限制工件的 zy 、 两个自由度，后顶尖限制了 zy 、 两个自由度。 轴类零件的装夹要求 车削加工前，必须将零件放在机床夹具中定位和夹紧，使零件在整个切削过程中始终保持正确的位置。根据轴类零件的形状、大小、精度、数量的不同，可采用不同的装夹方法 。 1、在三爪自定心卡盘上装夹 三个卡爪是同步运动的，能自动定心，装夹 般不需找正，故装夹零件方便、省时，但夹紧力较小，常用于装夹外形规则的中、小型零
13、件。 2、在四爪单动卡盘上装夹 卡爪是各自独立运动的，因此在装夹零件时必须找 正。 但找正比较费时。其夹紧力较大，常用于装夹大型或形状不规则的零件。 第 6 页 共 19 页 双顶尖装夹 对于较长的或工序较多的零件，为保证多次装夹的精度，采用双顶尖装夹的方法。用双顶尖装夹零件方便，无需找正，重复定位精度高，但装夹前需保证零件总长并在两端钻出中心孔。 一夹 顶装夹 用双顶尖装夹零件精度高，但刚性较差，故在车削一般轴类零件时采用一端用卡盘夹住，另 端用顶尖 （辅助支承） 顶住的装夹方法。为防止切削时产生轴向位移，可采用限位支承或台阶限位。其中台阶限位安全，刚性好，能承受较大切削力，故应用广泛。 工
14、件装夹的原则 （ 1）用三爪自定心卡盘装夹工件时，若工件直径 30mm，其悬伸长度应不大于直径的 3 倍。 （ 2）当工件长度较长或很长，为增加工件的刚性，防止在车削过程中产生振动、崩刀等，需采用一夹一顶 或使用跟刀架。 （ 3）当加工轴类零件时，各个表面的同轴度要求很高。可采用双顶尖装夹。 第三章 知识点： 1、切削三要素：切削速度、进给量和背吃刀量 2、车削加工按加工精度和表面粗糙度分为粗车、半精车、精车和精细车。 3、 零件光整加工的通常方法有 珩磨 、研磨、超精加工 及抛光等方法。 4、 产生积屑瘤的条件是切削塑性金属和中、低切削速度速度切削，应尽量避免产生积屑瘤。 5、车削时使用的车
15、刀结构主要有整体式、焊接式和机械夹固不重磨的可转位硬质合金车刀等。常用的硬质合金材料有 K (YG) 、 P(YT) 和 M(YW) 类。切削铸铁类等脆性材料时，应选择 K类（ YG类）硬质合金。 、 刀具切削部位材料的硬度必须 大于 工件材料的硬度。 第 7 页 共 19 页 、 切削用量中，影响切削温度最大的因素是 切削速度。 、 积屑瘤的产生在精加工时要设法 避免 ，但对粗加工有一定的好处。 第四章 1、 工艺上的 6原则是指有 99.73的工件尺寸落在了 3范围内 2、 零件加工质量一般用加工精度和加工表面质量两大指标表示；加工精度包括形状精度、尺寸精度、位置精度三个方面。 3、 根据
16、误差出现的规律不同可以分为系统误差、随机误差。 4、 在受迫振动中，当外激励频率近似等于系统频率时，会发生共振现象。 5、 影响机械加工精度的因素有：加工原理误差、机床的制造误差和磨损、夹具误差、刀具误差、调整误差、工艺系统受力变形、工艺系统受热变形、工件残余应力 引起误差等 . 6、 当车床导轨与主轴中心线在水平面内有平 行 度误差时，工件会被车成圆锥体 。当车床导轨与主轴中心线在垂直面内有平行度误差时，车出的工件是双曲面回转体。 7、 工艺系统的变形包括 机床夹具变形、刀具变形、工件变形 。 8、 零件的加 工误差指越 小（大） ，加工精度就越 高（低） 9、 加工表面的几何形状特征包括表
17、面粗糙度、波度、纹理方向和缺陷四方面。 10、 在机械加工中，机床、机床夹具、刀具和工件形成了一个完整的加工系统，称为工艺系统。 11、 车床加工中，一般把加工表面切削点处的法线方向称为误差敏感方向。 12、 刀具误差包括制造和磨损两方面。通常把沿加工表面方向切削刃的磨损量称刀具的尺寸磨损。刀具磨损分三个阶段：初期磨损、正常磨损和急剧磨损。在精加工中，刀具的磨损引起的加工误差占整个加工误差的很大比重。 13、 机床燕尾槽中导轨中 用来补偿间隙用的楔铁温度会降低整个机床部件的刚度。 14、 车床上工件在两顶尖间装夹，如不考虑车床刚度的影响，最终加工出的工件形状为腰鼓形，产生圆柱度误差；工件在卡盘
18、中装夹，如工件刚度较小，加工出的零件形状为喇叭口形，产生圆柱度误差。 15、 对车床而言，工艺系统的刚度在工件全长上是一个变值。工艺系统刚度在工件全长上差别越大，则零件的几何形状误差也越大。 16、 误差复映是因为工艺系统各组成部分在外力作用下的变形引起的。误差复映系数越小，表示加工后零件的精度越高。 17、 加工过程中，工艺系统将在各个受力方向上产生 变形。但只有沿加工表面的法线方向（即误差敏感方向）的变形对加工精度影响最大 。 18、 如车床刚度较差，用两顶尖顶住粗而短的光轴进行车削时，在切削力作用下，尾座刚度较小而“让刀”变形大，切削薄；但主轴箱刚度相对大变形小，切削厚。工件会产生双曲线
19、圆柱度误差而成为鞍形。 19、 减少工件的误差复映的措施：提高毛坯的精度、增加工艺系统的刚度、减小径第 8 页 共 19 页 向切削分力、增加走刀次数。 20、 机床受热变形也是影响工件加工精度的主要因素。机床受热变形的部位，主要发生在 主轴部件 和床身， 机床受热后，会产生主轴抬高或偏移 现象。 21、 一般情况下，使工件产生热变形的热源主要是来自切削热。 22、 细长的轴类零件如汽车凸轮轴、曲轴等，在加工中易产生弯曲变形，常用冷校直的方法校正。 23、 如果从加工一批工件时误差出现的规律来看，加工误差可分为系统性误差，过失误差和随机性误差三类。 24、 加工表面上残留面积越大、高度越高，则
20、工件表面粗糙度越大 25、 为了提高机床零件接合部位的接触刚度，装配时常配刮或配研某些接合面，以增大接触面积。 26、 表面粗糙度的形成主要有两部分的原因：一是几何原因，一是物理原因。物理原因是切削过程中的积屑瘤、鳞 刺和工艺系统的振动等。 27、 采用小的进给量和改变车刀几何参数均可减小表面粗糙度值，这也是精加工时采用小的进给量的原因之一。 。 28、 机械加工工艺系统的振动，当振频较高时，加工表面粗糙度值增大；当振频较低时，会产生波度。振动会使刀具很快磨损或崩刃。 29、 积屑瘤的成长与切削速度有关。切削热属于工艺系统的内部热源。 30、 表面强化主要是切削过程中金属发生塑性变形的结果。塑
21、形变形越大，表面强化越严重。 简答 1、何为加工精度和加工误差？加工精度的具体内容有几项？它们的获得分别受哪些因素影响？ 2、加工表面的几何形状包括 哪几部分？机加过程中表面层的物理力学性能和化学力学性能发生的变化体现在哪三方面？ 3、机床的刚度取决于什么？当在车床两顶尖间加工光轴时，机床的刚度是什么的函数？加工后的轴会出现圆柱度误差吗？简单说明为什么？ 4、 试分析在车床上 加工 光轴 ，工件加工后 出现图示 几 种 情况的 主要原因 。 1）锥体 2）双曲面回转体 3）腰鼓形 4）喇叭口形 等 5、 为什么当成批加工毛坯表面时，因毛坯存在较大的尺寸误差，用静调整法获得工序尺寸时，加工后的工
22、序尺寸将有一定程度的分散？为什么经几次工作行程 的加工后，会更易达到要求的加工精度？ 为什么精加工过程中采用小的进给量？ 6、 何谓机床主轴回转误差 ?可将其分解为哪几种基本形式 ? 7、什么是 表面强化？ 第五章 尺寸链 1、 在加工或装配过程中 最后 形成、间接保证的尺寸称为封闭环。 第 9 页 共 19 页 2、 在尺寸链中，除封闭环以外，其它所有环被称之 为 组成环 。 3、 尺寸链环，包括封闭环和组成环。其中自然形成的尺寸大小和精度受直接得到的尺寸大小和精度的影响，并且自然形成的尺寸精度必然低于任何一个直接得到的尺寸的精度。 4、 尺寸链的特征是关联性和封闭性。 5、 装配尺寸链 为
23、全部组成 环为不同零件设计尺寸所 形成的尺寸链。装配精度为封闭环，是在装配 后间接得 到的。 6、 零件尺寸链是指全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链。工艺尺寸链是指全部组成环为 同一零件工艺尺寸 所形成的尺寸链。封闭环是在零件加工后间接得到的，制造中直接获得的工序尺寸是组成环。 7、 建立装配尺寸链的依据是装配精度。 零件设计尺寸公差大，零件加工就容易，经济性就好。在建立装配尺寸链时应遵循尺寸链最短原则，即 所包含的组成环数目最少。 8、 直线尺寸链是尺寸链中最基本、最常用的尺寸。它的几何量是线性尺寸，也称为线性尺寸链 。平面尺寸链指全部组成环位于一个或几个平行平面内，但有些环不平行于
24、 封闭环的尺寸链。平面尺寸链将各组成环向封闭环所在方向投影可转换为直线尺寸链 。空间尺寸链可通过投影的方法先转换为平面尺寸链，再转换为直线尺寸链。 9、 并联尺寸链中的公共环可为一尺寸链的组成环，也可为一尺寸链的封闭环。 10、 在公差设计计算中常遇到已知封闭环和部分组成环的公差，求解其余组成环公差，一般称为中间计算。 11、增环是指该环的变化引起封闭环作同向变化的组成环。 12、 影响装配精度的零件只能有一个 尺寸作为组成环参加该装配精度所建立的装配尺寸链。 13、在汽车制造中，常用的保证装配精度的方法有完全互换装配法、不完全互换装配法、分组互换装配法和修配装配法等。 互换法的实质就是用控制
25、零件的 加工误差 来保证产品的装配精度。 14、完全互换法采取极值法求解尺寸链。为满足装配精度要求，装配尺寸链各组成环的公差之和不得大于封闭环规定的公差。 15、 完全互换装配法主要适用于组成环数目较少，或组成环数目虽然较多，但装配精度要求较低的各种生产类型场合。 16、不完全互换法保证装配精度是以一定的合格率（置信水平）为依据的 。采用统计法解算尺寸链。可放大零件的制造公差，合格率越低，公差被放大得越大。组成环尺寸为正态分布时，零件制造公差放大值最大。 17、不完全互换装配法适用于大批大量生产中装配精度要求较高、组成环又多的场合。 18、工序尺寸具有方向性。方向是从先加工过的本工序的工序基准
26、指向被加工表面。最终工序的工序尺寸即零件设计图样上要求的设计尺寸，公差即设计尺寸的公差。 计算 第 10 页 共 19 页 1、 计算如图所示齿轮内孔及键槽加工工艺过程是：镗孔至 1.006.39 ，插键槽至尺寸 A； 热处理； 磨内孔 至设计尺寸 40 05.00 。求工序尺寸 A（设热处理后内孔无胀缩）。 解： (1)建立加工艺尺寸链， 3.0046 为封闭环 0A (2)列表计算 环 A ES EI T 增 20 +0.025 0 +0.025 A 45 8 +0.275 +0.05 +0.225 减 -19.8 0 -0.05 0.050 封 46 +0.3 0 +0.30 得工序尺寸 225.00275.0 05.0 8.458.45 mmA 2、 在普通车床床上按调整法加工一批零件。如大端面 1 加工好了，现已它为定位基准加工小端面 3 及台肩面 2。 试求：按极值 法计算工序尺寸 A1及其上下偏差？ 解： 按加工过程画尺寸链计算图，图中 2.0040 是间接保证的尺寸， 为封闭环。
