第9章汽车先进制造技术ppt课件

PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT第第9章汽车先进制造技术章汽车先进制造技术4、52024/7/28第9章汽车先进制造技术45第9章汽车先进制造技术4、52023/8/17第9章汽车先进1PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT焊接优点：焊接优点：（1）节省金属材料，减轻结构重量。）节省金属材料，减轻结构重量。（2）结构强度高，街头密封性好）结构强度高，街头密封性好（3）焊接过程易实现机械化和自动化）焊接过程易实现机械化和自动化（4）为结构设计提供较大的灵活性）为结构设计提供较大的灵活性第9章汽车先进制造技术45焊接优点：第9章汽车先进制造技术452PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT汽车工业所用到的焊接方法及零部件的应用焊接方法零部件的应用电电阻阻焊焊点焊点焊主主要要用用于于车车身身总总成成、地地板板、车车门门、侧侧围围、后后围围、前前桥桥和小零部件等。和小零部件等。多点焊多点焊用用于于车车身身底底板板、载载货货车车车车厢厢、车车门门、发发动动机机盖盖和和行行李李箱盖等。箱盖等。凸焊、滚凸焊凸焊、滚凸焊用用于于车车身身零零部部件件、减减震震器器阀阀杆杆、制制动动蹄蹄、螺螺钉钉、螺螺帽帽和小支架等。和小支架等。缝焊缝焊用于车身顶盖雨檐用于车身顶盖雨檐对焊对焊用于钢圈、进排气阀杆、刀具等用于钢圈、进排气阀杆、刀具等电弧焊电弧焊CO2保护焊保护焊用用于于车车厢厢、后后桥桥、车车架架、减减震震器器阀阀杆杆、横横梁梁、后后桥桥壳壳管、传动轴、液压缸和千斤顶等管、传动轴、液压缸和千斤顶等氩弧焊氩弧焊用于机油盘、铝合金零部件的焊接和补焊。用于机油盘、铝合金零部件的焊接和补焊。焊条电弧焊焊条电弧焊用于厚板零部件如支架、备用胎、车架等。用于厚板零部件如支架、备用胎、车架等。埋弧焊埋弧焊用于半桥套管、法兰、天然气汽车的压力容器等用于半桥套管、法兰、天然气汽车的压力容器等特种焊特种焊摩擦焊摩擦焊用于汽车阀杆、后桥、半轴、转向杆和随车工具等用于汽车阀杆、后桥、半轴、转向杆和随车工具等电子束焊电子束焊用于齿轮、后桥等用于齿轮、后桥等激光焊割激光焊割由于车身底板、齿轮、零件下料及修边等由于车身底板、齿轮、零件下料及修边等氧乙烷焊氧乙烷焊用于车身总成的补焊用于车身总成的补焊钎焊钎焊用于散热器、铜和钢件、硬质合金的焊接用于散热器、铜和钢件、硬质合金的焊接第9章汽车先进制造技术45汽车工业所用到的焊接方法及零部件的应用焊接方法零部件的应用电3PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT搅拌摩擦焊在汽车制造中的应用搅拌摩擦焊原理搅拌摩擦焊原理 由一个圆柱形的焊头伸由一个圆柱形的焊头伸入工件的接缝处，通过焊头入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化，同位的材料温度升高软化，同时对材料进行搅拌摩擦来完时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接成焊接第9章汽车先进制造技术45搅拌摩擦焊在汽车制造中的应用搅拌摩擦焊原理第9章汽车先进制造4PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT搅拌摩擦焊工艺搅拌摩擦焊工艺 第9章汽车先进制造技术45搅拌摩擦焊工艺第9章汽车先进制造技术455PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT搅拌摩擦焊主要优点有：搅拌摩擦焊主要优点有：（1）焊接接头质量高。）焊接接头质量高。焊接接头不易产生缺陷。焊接接头不易产生缺陷。焊接接头热影响区显微组织变化小。焊接接头热影响区显微组织变化小。焊接工件不易变形。焊接工件不易变形。（2）能一次完成较长、较大截面、不同位置的焊接。由于不是依靠两焊接相对摩擦）能一次完成较长、较大截面、不同位置的焊接。由于不是依靠两焊接相对摩擦来进行焊接，根本上改变了传统的摩擦焊只能焊接简单断面的局限性，扩大了应来进行焊接，根本上改变了传统的摩擦焊只能焊接简单断面的局限性，扩大了应用范围。用范围。（3）操作便于机械化自动化。不需要熟练技巧的高水平焊工进行操作，因此质量稳）操作便于机械化自动化。不需要熟练技巧的高水平焊工进行操作，因此质量稳定性好，重复性高。定性好，重复性高。（4）低成本）低成本不需要填充材料，也不用保护气体；不需要填充材料，也不用保护气体；厚焊接件边缘不用坡口加工；厚焊接件边缘不用坡口加工；焊接铝焊接铝材工件不用去氧化膜，只需用溶剂擦去油污即可；材工件不用去氧化膜，只需用溶剂擦去油污即可；对接容许留一定间隙，不苟对接容许留一定间隙，不苟求装配精度；求装配精度；节能，安全，无污染，无烟尘节能，安全，无污染，无烟尘第9章汽车先进制造技术45搅拌摩擦焊主要优点有：第9章汽车先进制造技术456PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT 搅拌摩擦焊可以用于众多汽车搅拌摩擦焊可以用于众多汽车零件的制造，比如汽车车体顶棚零件的制造，比如汽车车体顶棚加强板、车体地板加强构件、铝加强板、车体地板加强构件、铝合金发动机构架、发动机壳体内合金发动机构架、发动机壳体内衬、悬架系统加强件、侧体内衬衬、悬架系统加强件、侧体内衬加强件、车门加强结构件、后门加强件、车门加强结构件、后门加强结构件等。加强结构件等。第9章汽车先进制造技术45 搅拌摩擦焊可以用于众多汽车第9章汽车先进制造技术457PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT激光焊接技术在汽车制造工业中应用激光焊接技术在汽车制造工业中应用 激光焊接是以激光作激光焊接是以激光作为能量的载体的一种高为能量的载体的一种高能密度焊接方法。激光能密度焊接方法。激光焊接是把能量很高的激焊接是把能量很高的激光束照射到工件上，使光束照射到工件上，使工件受热溶化，然后冷工件受热溶化，然后冷却得到焊缝。却得到焊缝。第9章汽车先进制造技术45激光焊接技术在汽车制造工业中应用 激光焊接是以激光作第8PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT激光焊接与常规焊接方法相比有如下特点：激光焊接与常规焊接方法相比有如下特点：（1）可焊接高焊点材料如钛、石英等，并能对异性材料进行焊接，效果良好。）可焊接高焊点材料如钛、石英等，并能对异性材料进行焊接，效果良好。（2）聚焦光斑小，焊接速度快，作用时间短。热影响区小，变形小。）聚焦光斑小，焊接速度快，作用时间短。热影响区小，变形小。（3）属于非接触焊接，无机械应力和机械变形。）属于非接触焊接，无机械应力和机械变形。（4）易与计算机联机，能实现精确定位，实现自动焊接。）易与计算机联机，能实现精确定位，实现自动焊接。（5）可在大气中进行，无环境污染。）可在大气中进行，无环境污染。（6）可焊接难接近的部位，可以远距离焊接。）可焊接难接近的部位，可以远距离焊接。（7）激光束易实现按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为）激光束易实现按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件更精密的焊接提供了条件（8）激光束功率密度很高，焊缝熔深大，速度快，效率高。）激光束功率密度很高，焊缝熔深大，速度快，效率高。（9）激光焊缝组织均匀、晶粒很小、气孔少、夹杂缺陷少，在力学性能、抗腐蚀）激光焊缝组织均匀、晶粒很小、气孔少、夹杂缺陷少，在力学性能、抗腐蚀性能和电磁学性能上优于常规焊接方法。性能和电磁学性能上优于常规焊接方法。（10）激光焊接具有）激光焊接具有 熔池净化效应，能纯净焊缝金属。熔池净化效应，能纯净焊缝金属。第9章汽车先进制造技术45激光焊接与常规焊接方法相比有如下特点：第9章汽车先进制造技术9PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT车身总成激光组焊激光组焊技术是将已冲压或切割成形的各种车身构件，激光组焊技术是将已冲压或切割成形的各种车身构件，先两两件组焊，然后再多件组焊，从而形成白车身先两两件组焊，然后再多件组焊，从而形成白车身分总成，各白车身分总成再组装成白车身总成。白分总成，各白车身分总成再组装成白车身总成。白车身激光焊接虽然目前尚存在设备投资及维护成本车身激光焊接虽然目前尚存在设备投资及维护成本高，使用条件苛刻等问题，但由于其具备焊接精度高，使用条件苛刻等问题，但由于其具备焊接精度高、零件变形小，焊接结构强度与刚度提升显著等高、零件变形小，焊接结构强度与刚度提升显著等一系列突出的优点，而被世界各大汽车厂商采纳使一系列突出的优点，而被世界各大汽车厂商采纳使用。车身的激光焊接主要分为总成焊接、侧围与车用。车身的激光焊接主要分为总成焊接、侧围与车顶焊接、后续焊顶焊接、后续焊第9章汽车先进制造技术45车身总成激光组焊激光组焊技术是将已冲压或切割成形的各种车身构10PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT第9章汽车先进制造技术45第9章汽车先进制造技术4511PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT激光焊接技术运用于汽车车身的优点（1）大幅度提高汽车的刚度、强度和密封性；（2）降低汽车车身重量并达到节能的目的；（3）提高汽车车身的装配精度，使车身的刚度提升30%，从而提高车身的安全性；（4）降低汽车车身制造过程中的冲压和装配成本，减少车身零件的数目并提高车身一体化程度；（5）使整个汽车车身强度更高，安全性更好，并且降低了车辆行驶过程中的噪音和震动，改善了乘坐舒适性。（6）推动了汽车车身在不降低刚度和强度的前提下，向轻量化设计方向发展。第9章汽车先进制造技术45激光焊接技术运用于汽车车身的优点第9章汽车先进制造技术4512PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT激光拼焊板的应用激光拼焊板的应用 拼焊板在汽车工业上被大量应用为不同强度或不同表面拼焊板在汽车工业上被大量应用为不同强度或不同表面处理状态的零件的整体成形。使用拼焊板将几个小零件通处理状态的零件的整体成形。使用拼焊板将几个小零件通过激光焊接集成一个大的毛坯并进行冲压。充分发挥不同过激光焊接集成一个大的毛坯并进行冲压。充分发挥不同强度、不同厚度板材的性能，并使汽车减重，降低零部件强度、不同厚度板材的性能，并使汽车减重，降低零部件数量和保证安全。数量和保证安全。第9章汽车先进制造技术45激光拼焊板的应用 拼焊板在汽车工业上被大量应用为不同强13PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT激光拼接焊技术在车身部件中的应用激光拼接焊技术在车身部件中的应用第9章汽车先进制造技术45激光拼接焊技术在车身部件中的应用第9章汽车先进制造技术4514PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT激光拼焊板优点：激光拼焊板优点：（1）增加汽车安全性、）增加汽车安全性、（2）减轻重量、）减轻重量、（3）减少加工工序、）减少加工工序、（4）降低成本、）降低成本、（5）提高生产效率、）提高生产效率、（6）减少材料消耗）减少材料消耗（7）提高总成装配的精确性）提高总成装配的精确性第9章汽车先进制造技术45激光拼焊板优点：第9章汽车先进制造技术4515PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT汽车零部件激光焊接汽车零部件激光焊接汽车零部件焊接采用激光焊代替传统焊接优点汽车零部件焊接采用激光焊代替传统焊接优点：（1）零件焊接部位几乎没有变形，）零件焊接部位几乎没有变形，（2）焊接速度快）焊接速度快（3）不需要焊后热处理）不需要焊后热处理第9章汽车先进制造技术45汽车零部件激光焊接汽车零部件焊接采用激光焊代替传统焊接优点：16PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT新型焊接技术新型焊接技术激光复合焊接 激光复合焊是将激光束激光复合焊是将激光束与与其他热源结合起来，结合了两其他热源结合起来，结合了两者各自的优点，获得了最佳的者各自的优点，获得了最佳的焊接效果、更高的焊接速度和焊接效果、更高的焊接速度和良好的焊缝搭桥能力。良好的焊缝搭桥能力。激光激光电弧复合焊接技术是电弧复合焊接技术是一种功能多、可靠性高、适应一种功能多、可靠性高、适应性强的精密焊接工艺方法。性强的精密焊接工艺方法。第9章汽车先进制造技术45新型焊接技术激光复合焊接 激光复合焊是将激光束与17PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT激光激光电弧复合焊原理电弧复合焊原理 激光与电弧同时作用于金激光与电弧同时作用于金属表面的同一位置，两者互属表面的同一位置，两者互相促进材料对其的能量利用相促进材料对其的能量利用率率 第9章汽车先进制造技术45激光电弧复合焊原理第9章汽车先进制造技术4518PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT第9章汽车先进制造技术45第9章汽车先进制造技术4519PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT激光激光电弧复合焊优点：电弧复合焊优点：（1）有效地提高了焊接效率）有效地提高了焊接效率（2）增加了间隙的适应性）增加了间隙的适应性（3）可以进行填丝，改善焊缝的组织性能）可以进行填丝，改善焊缝的组织性能（4）通过两种热源的相互作用，提高彼此能量的利用率）通过两种热源的相互作用，提高彼此能量的利用率（5）很宽的焊速调整范围）很宽的焊速调整范围 激光激光-电弧复合焊接技术还能够改善某些难焊材电弧复合焊接技术还能够改善某些难焊材料的焊接性，如异质金属、铝合金等。料的焊接性，如异质金属、铝合金等。第9章汽车先进制造技术45激光电弧复合焊优点：第9章汽车先进制造技术4520PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT新型焊接技术激光远程焊接远程焊接的优点远程焊接的优点:发挥了单侧，非接触式发挥了单侧，非接触式激光焊接带来的技术和经济激光焊接带来的技术和经济优势，并将其与高速扫描镜优势，并将其与高速扫描镜片带来的优势相结合，大大片带来的优势相结合，大大缩短了焊接时间，在整个焊缩短了焊接时间，在整个焊接流程中增加了总生产效率接流程中增加了总生产效率第9章汽车先进制造技术45新型焊接技术激光远程焊接远程焊接的优点:第9章汽车先进制21PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT汽车制造中焊接数值模拟技术的应用通过焊接数值模拟，可以模拟出焊接过程中的应力通过焊接数值模拟，可以模拟出焊接过程中的应力变化及分布情况，为制定合理的焊接工艺提供理变化及分布情况，为制定合理的焊接工艺提供理论依据论依据通过计算机模拟技术与设计者的经验相结合，可以通过计算机模拟技术与设计者的经验相结合，可以优化焊装车间平面布置和工作单元布局；预测工优化焊装车间平面布置和工作单元布局；预测工艺对产品的影响和各工序间的关联；校验所需设艺对产品的影响和各工序间的关联；校验所需设备数量和对自动化设备的需求；计算生产面积和备数量和对自动化设备的需求；计算生产面积和所需工人数；进行焊装线上的机器人、自动化设所需工人数；进行焊装线上的机器人、自动化设备及人体作业仿真分析备及人体作业仿真分析第9章汽车先进制造技术45汽车制造中焊接数值模拟技术的应用通过焊接数值模拟，可以模拟出22PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT汽车工业焊接的总体发展趋势焊接技术的发展趋势具有如下特点：焊接技术的发展趋势具有如下特点：（1）随着新的焊接材料和结构的不断出现，）随着新的焊接材料和结构的不断出现，需要开发新的焊接工艺方法。需要开发新的焊接工艺方法。（2）改进常用的普通焊接工艺方法，提高焊）改进常用的普通焊接工艺方法，提高焊接过程机械化、自动化水平，提高焊接质量接过程机械化、自动化水平，提高焊接质量和生产效率和生产效率（3）采用电子计算机控制焊接过程，大力推）采用电子计算机控制焊接过程，大力推广焊接机器人、焊接中心广焊接机器人、焊接中心（4）发展专用成套焊接设备）发展专用成套焊接设备第9章汽车先进制造技术45汽车工业焊接的总体发展趋势焊接技术的发展趋势具有如下特点：第23PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT9.5机械加工及热处理技术机械加工及热处理技术 汽车制造机械加工技术汽车制造机械加工技术现在的机械加工技术是将现代化信现在的机械加工技术是将现代化信息技术、自动化技术、企业管理技息技术、自动化技术、企业管理技术的新成果运用于机械制造过程中，术的新成果运用于机械制造过程中，发展新的制造技术和生产模式，是发展新的制造技术和生产模式，是机械产品的生产更加优质、高效、机械产品的生产更加优质、高效、低能、快捷、灵活低能、快捷、灵活第9章汽车先进制造技术459.5机械加工及热处理技术 汽车制造机械加工技术第924PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT汽车零部件机械加工生产线的技术特征汽车零部件机械加工生产线的技术特征流水生产线一直是汽车及零部件生产方式的主体，流水生产线一直是汽车及零部件生产方式的主体，其根本技术是集成技术其根本技术是集成技术将工艺系统、物流系统、将工艺系统、物流系统、信息系统集成为流水生产线信息系统集成为流水生产线第9章汽车先进制造技术45汽车零部件机械加工生产线的技术特征流水生产线一直是汽车及零部25PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT（1）工艺系统）工艺系统 也就是机床也就是机床工具工具工件系统。现代汽车制造，特工件系统。现代汽车制造，特别是轿车的生产线的工艺装备已经进入柔性化时代，别是轿车的生产线的工艺装备已经进入柔性化时代，它由数控机床和智能工具组成。它由数控机床和智能工具组成。现代高速加工机床的要求是：高速度、高精度、高现代高速加工机床的要求是：高速度、高精度、高精度保持性精度保持性第9章汽车先进制造技术45（1）工艺系统第9章汽车先进制造技术4526PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT用于发动机生产线的高速加工中心，快速移动已到达用于发动机生产线的高速加工中心，快速移动已到达60100m/min，加速度大，加速度大0.61.5g，主轴最高转速达，主轴最高转速达800015000r/min，定位精度，定位精度/重复定位精度重复定位精度工作台工作台在在1m以下为以下为8m/4m（VD 标准），工作台标准），工作台1m以上以上为为10m/5m（VD 标准），主轴普遍应用电主轴，标准），主轴普遍应用电主轴，进给运用普遍采用直线电机，同时普遍运用三坐标模进给运用普遍采用直线电机，同时普遍运用三坐标模块化和箱中箱结构，机床非常简约，外购件（配套件）块化和箱中箱结构，机床非常简约，外购件（配套件）比例增加，交货值大大缩短比例增加，交货值大大缩短第9章汽车先进制造技术45用于发动机生产线的高速加工中心，快速移动已到达60100m27PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT某高速四轴卧式加工中心第9章汽车先进制造技术45某高速四轴第9章汽车先进制造技术4528PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT第9章汽车先进制造技术45第9章汽车先进制造技术4529PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT要实现数控高速切削加工，就是依据高速切削要实现数控高速切削加工，就是依据高速切削加工理论，采用高速主轴单元、高速进给系加工理论，采用高速主轴单元、高速进给系统以及高性能的刀具系统，并搭配相应的机统以及高性能的刀具系统，并搭配相应的机床支撑技术及辅助单元技术床支撑技术及辅助单元技术第9章汽车先进制造技术45要实现数控高速切削加工，就是依据高速切削加工理论，采用高速主30PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT高速主轴单元高速主轴单元高速运转的电主轴的主轴形式是将主轴电机的定子、高速运转的电主轴的主轴形式是将主轴电机的定子、转子直接装人主轴组件的内部，即把高速电机置于精转子直接装人主轴组件的内部，即把高速电机置于精密主轴内部，电主轴的电机转子就是主轴，主轴的壳密主轴内部，电主轴的电机转子就是主轴，主轴的壳体就是电机的机座，实现了变频调速电机和主轴一体，体就是电机的机座，实现了变频调速电机和主轴一体，电机直接驱动主轴，形成电主轴。电主轴取消了中间电机直接驱动主轴，形成电主轴。电主轴取消了中间的传动环节，传动链长度为的传动环节，传动链长度为0，可以实现真真意义上，可以实现真真意义上的机床主轴系统的的机床主轴系统的“零传动零传动”，避免了中间环节对精度，避免了中间环节对精度的影响的影响第9章汽车先进制造技术45高速主轴单元高速运转的电主轴的主轴形式是将主轴电机的定子、转31PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT密封圈旋转变压器电主轴陶瓷球轴承冷却水出口冷却水入口陶瓷球轴承第9章汽车先进制造技术45密封圈旋转变压器电主轴陶瓷球冷却水出口冷却水入口陶瓷球轴承第32PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT第9章汽车先进制造技术45第9章汽车先进制造技术4533PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT采用几下措施，来解决响应的问题：采用几下措施，来解决响应的问题：(1)高速精密主轴上大量采用高速、高刚度的轴承，如一高速精密主轴上大量采用高速、高刚度的轴承，如一般情况采用陶瓷轴承和液体动静压轴承，特殊场合采般情况采用陶瓷轴承和液体动静压轴承，特殊场合采用空气润滑轴承和磁悬浮轴承；轴承的润滑采用定时用空气润滑轴承和磁悬浮轴承；轴承的润滑采用定时定量的油气润滑而不是油脂润滑。定量的油气润滑而不是油脂润滑。(2)主轴电机主要采用矢量控制的交流异步机。主轴电机主要采用矢量控制的交流异步机。(3)电主轴的内置高速电机采用高频变频装置来驱动，实电主轴的内置高速电机采用高频变频装置来驱动，实现每分钟几万甚至十几万转的转速，变频器的输出频现每分钟几万甚至十几万转的转速，变频器的输出频率甚至要达到几千率甚至要达到几千Hz。第9章汽车先进制造技术45采用几下措施，来解决响应的问题：第9章汽车先进制造技术4534PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT高速进给系统高速加工机床不仅有高速主轴功能，还应有高速进给高速加工机床不仅有高速主轴功能，还应有高速进给功能。目前新的进给机构是大导程滚珠丝杠或直线电功能。目前新的进给机构是大导程滚珠丝杠或直线电机。下图为直线电机原理机。下图为直线电机原理第9章汽车先进制造技术45高速进给系统高速加工机床不仅有高速主轴功能，还应有高速进给功35PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT直线电机直接驱动有以下优点：直线电机直接驱动有以下优点：高速度，目前最大进给速度可高速度，目前最大进给速度可100200m/min；高加速度，可达高加速度，可达210g(g=9.8m/s)；定位精度高，由于只能采用闭环控制，其理论定位定位精度高，由于只能采用闭环控制，其理论定位精度可以为精度可以为0,但由于存在检测元件安装、测量误差，但由于存在检测元件安装、测量误差，实际定位精度不可能为实际定位精度不可能为0，最高定位精度可达，最高定位精度可达 0.10.01m；行程不受限制，由于直线电机的次级行程不受限制，由于直线电机的次级(定子定子)可以一段可以一段一段地铺在机床床身上，不论有多远，对系统的刚度一段地铺在机床床身上，不论有多远，对系统的刚度不会产生影响。不会产生影响。第9章汽车先进制造技术45直线电机直接驱动有以下优点：第9章汽车先进制造技术4536PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT物流系统它是由原材料处它是由原材料处理、存贮、上下理、存贮、上下料装置和机床问料装置和机床问传输装置组成传输装置组成第9章汽车先进制造技术45物流系统它是由原材料处理、存贮、上下料装置和机床问传输装置组37PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT柔性制造技术，也称柔性集成制造技术，是现代先进柔性制造技术，也称柔性集成制造技术，是现代先进制造技术的统称，主要边现在：制造技术的统称，主要边现在：1.生产设备的零件、部件可根据所加工产品的需要变换生产设备的零件、部件可根据所加工产品的需要变换2.对加工产品的批量可根据需要迅速调整对加工产品的批量可根据需要迅速调整3.对加工产品的性能参数可迅速改变并及时投入生产对加工产品的性能参数可迅速改变并及时投入生产4可迅速而有效地可迅速而有效地 综合应用新技术综合应用新技术5.对用户、贸易伙伴和供应商的需求变化及特殊要求能迅速做对用户、贸易伙伴和供应商的需求变化及特殊要求能迅速做出反应出反应。第9章汽车先进制造技术45柔性制造技术，也称柔性集成制造技术，是现代先进制造技术的统称38PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT柔性制造系统原理第9章汽车先进制造技术45柔性制造系统原理第9章汽车先进制造技术4539PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT其他柔性技术形式还有柔性制造单元（Flexible manufacturing Center，简称FMC）柔性制造线（Flexible manufacturing Line，简称FML）柔性制造工厂（Flexible manufacturing Factory，简称FMF）。第9章汽车先进制造技术45其他柔性技术形式还有第9章汽车先进制造技术4540PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT信息系统主要包括生产控制、刀具更换、工装及附件更换、工件调度、自动编程、自动监控、自动补偿、工件质量自动控制、刀具磨损或破损后的自动更换和自动报警等。最新要求是具备CAD，CAM功能，运程生产线管理和维护功能，故障诊断和自动修复功能等。第9章汽车先进制造技术45信息系统主要包括生产控制、刀具更换、工装及附件更换、工件调度41PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT发动机制造技术的发展与变革发动机研发越来越快，新品开发周期越来越短(从30个月缩短到13个月)，车型数量多，生产批量不确定。目前为进一步提高高速柔性生产线的生产效率，最新发展出来敏捷高速柔性生产线（Agile Flexible Transfer Line，简称AFTL）。第9章汽车先进制造技术45发动机制造技术的发展与变革发动机研发越来越快，新品开发周期越42PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT第9章汽车先进制造技术45第9章汽车先进制造技术4543PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT柔性夹具应用技术的发展趋势为柔性夹具应用技术的发展趋势为(1)进一步对传统夹具创新，继续成为柔性夹具的主流，使之进一步对传统夹具创新，继续成为柔性夹具的主流，使之更具柔性和实用性。更具柔性和实用性。(2)重视原理和结构均有创新的柔性夹具开发和研究重视原理和结构均有创新的柔性夹具开发和研究(3)积极尝试和推动计算机辅助夹具设计；积极尝试和推动计算机辅助夹具设计；(4)研究和开发用于标准的组合夹具、通研究和开发用于标准的组合夹具、通/专用夹具的专用夹具的CAFD中中的新型软件。的新型软件。(5)通用、经济、元件的功能强的柔性夹将普遍推广应用。通用、经济、元件的功能强的柔性夹将普遍推广应用。(6)智能夹具的开发与应用。智能夹具的开发与应用。第9章汽车先进制造技术45柔性夹具应用技术的发展趋势为第9章汽车先进制造技术4544PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT汽车齿轮制造技术发展齿轮是汽车运动中的核心传动部件，其加工质量齿轮是汽车运动中的核心传动部件，其加工质量的优劣对总成乃至整车的振动噪声以及可靠性会的优劣对总成乃至整车的振动噪声以及可靠性会带来直接影响，有时会成为制约产品水平提高的带来直接影响，有时会成为制约产品水平提高的关键因素。关键因素。汽车用齿轮大体可分为四类：圆柱齿轮，锥齿轮汽车用齿轮大体可分为四类：圆柱齿轮，锥齿轮（直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮），齿环类，特殊用（直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮），齿环类，特殊用途齿轮途齿轮第9章汽车先进制造技术45汽车齿轮制造技术发展齿轮是汽车运动中的核心传动部件，其加工质45PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT齿轮类型应用圆柱齿轮发动机、变速箱、桥等动力传动系统的平行轴锥齿轮主要用于变速箱、桥等动力传动系统中起差速、减速以及变向作用的交叉轴或交错轴传动齿环类变速箱的滑动齿套和行星变速传动的齿圈属于内齿环，变速器同步器齿环属于外齿环特殊用途齿轮 机油泵齿轮、速度表蜗杆、转向齿条第9章汽车先进制造技术45齿轮类型应用圆柱齿轮发动机、变速箱、桥等动力传动系统的平行轴46PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT计算机辅助工程计算机辅助工程设计过程中设计过程中CAE可在齿轮进入实际加工前正确预测可在齿轮进入实际加工前正确预测制造因素的影响程度。有效的分析可以获得如下制造因素的影响程度。有效的分析可以获得如下效果：效果：（1）延伸和提升设计方法和思路。）延伸和提升设计方法和思路。（2）最大限度地降低试制、试验成本，缩短开发周）最大限度地降低试制、试验成本，缩短开发周期。期。（3）生产时获得可靠的齿轮结构数据和正确的工艺）生产时获得可靠的齿轮结构数据和正确的工艺调整数据。调整数据。第9章汽车先进制造技术45计算机辅助工程设计过程中CAE可在齿轮进入实际加工前正确预测47PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT第9章汽车先进制造技术45第9章汽车先进制造技术4548PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT齿轮数值分析的有效性取决于计算数学模型的准确齿轮数值分析的有效性取决于计算数学模型的准确性、几何实体模型的精确程度、各种可知边界条性、几何实体模型的精确程度、各种可知边界条件输入数据的正确与否。件输入数据的正确与否。于各种可知边界条件中，材料于各种可知边界条件中，材料PSN曲线、热处理状曲线、热处理状态、摩擦因数等主要性能数据可通过试获得，而态、摩擦因数等主要性能数据可通过试获得，而对于润滑、温度、相对滑移速度等一些重要数据对于润滑、温度、相对滑移速度等一些重要数据的获得还需要更深入的研究的获得还需要更深入的研究第9章汽车先进制造技术45齿轮数值分析的有效性取决于计算数学模型的准确性、几何实体模型49PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT第9章汽车先进制造技术45第9章汽车先进制造技术4550PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT预调修正技术预调修正是基于系统性考虑问题的方法，其目的预调修正是基于系统性考虑问题的方法，其目的是最大程度地利用已有条件制造出适合不同产是最大程度地利用已有条件制造出适合不同产品性能要求的齿轮，该方法目前主要有如下几品性能要求的齿轮，该方法目前主要有如下几个方面个方面。第9章汽车先进制造技术45预调修正技术预调修正是基于系统性考虑问题的方法，其目的是最大51PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT（1）热处理变形预调修正）热处理变形预调修正第9章汽车先进制造技术45（1）热处理变形预调修正第9章汽车先进制造技术4552PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT（2）考虑结构和装配误差的预调修正）考虑结构和装配误差的预调修正（3）考虑噪声和寿命的预调修正）考虑噪声和寿命的预调修正（4）考虑工况载荷的预调修正）考虑工况载荷的预调修正第9章汽车先进制造技术45（2）考虑结构和装配误差的预调修正第9章汽车先进制造技术4553PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT汽车工业热处理技术展望汽车工业热处理技术展望近年来，汽车工业热处理技术的发展除了对产品质近年来，汽车工业热处理技术的发展除了对产品质量实行更加严格的控制之外，也更加重视节能与量实行更加严格的控制之外，也更加重视节能与环保。环保。在信息时代，热处理技术会更加充分利用计算机技在信息时代，热处理技术会更加充分利用计算机技术，依赖计算机技术。使热处理生产管理、工艺术，依赖计算机技术。使热处理生产管理、工艺过程控制、工艺设计与质量预测分析实现高度数过程控制、工艺设计与质量预测分析实现高度数字化、智能化字化、智能化未来，热处理技术会紧紧围绕精密、节能、环保、未来，热处理技术会紧紧围绕精密、节能、环保、智能化的方向发展。智能化的方向发展。第9章汽车先进制造技术45汽车工业热处理技术展望近年来，汽车工业热处理技术的发展除了对54PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT精密（精确）化热处理精密（精确）化热处理所谓精密化热处理是指以组织、硬度、硬化层为控制所谓精密化热处理是指以组织、硬度、硬化层为控制指标的内在质量的精密化及对以零件外形特征为指指标的内在质量的精密化及对以零件外形特征为指标的畸变量的严格控制。标的畸变量的严格控制。精密化的热处理是通过对材料、热处理工艺装备的精精密化的热处理是通过对材料、热处理工艺装备的精确设计，对热处理工艺过程和冷却技术的严格控制，确设计，对热处理工艺过程和冷却技术的严格控制，保证使产品热处理后的组织、硬度、硬化层、畸变保证使产品热处理后的组织、硬度、硬化层、畸变量等质量分散度最小。量等质量分散度最小。第9章汽车先进制造技术45精密（精确）化热处理所谓精密化热处理是指以组织、硬度、硬化层55PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT节能热处理技术的发展节能热处理技术的发展第9章汽车先进制造技术45节能热处理技术的发展第9章汽车先进制造技术4556PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT热处理是能耗巨大的工艺之一，节能技术的开发和应热处理是能耗巨大的工艺之一，节能技术的开发和应用对热处理节能降耗、降低生产成本具有十分重要用对热处理节能降耗、降低生产成本具有十分重要的意义的意义采用新型节能筑炉材料，如陶瓷纤维材料、矽酸钙板、采用新型节能筑炉材料，如陶瓷纤维材料、矽酸钙板、红外炉内涂料等，可以大大减少炉衬蓄热量，降低红外炉内涂料等，可以大大减少炉衬蓄热量，降低炉壁热损耗，节能效果可达炉壁热损耗，节能效果可达10-20%。与电加热相比，采用燃气加热具有更高的加热效率。与电加热相比，采用燃气加热具有更高的加热效率。第9章汽车先进制造技术45热处理是能耗巨大的工艺之一，节能技术的开发和应用对热处理节能57PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT热处理生产过程中的余热热处理生产过程中的余热利用是热处理节能的重利用是热处理节能的重要途径。要途径。（1）利用烟道气废热预）利用烟道气废热预热燃烧用空气，节能效热燃烧用空气，节能效果显著。果显著。第9章汽车先进制造技术45热处理生产过程中的余热利用是热处理节能的重要途径。第9章汽车58PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT（2）等温退火炉利用毛坯在中冷过程中发出的余）等温退火炉利用毛坯在中冷过程中发出的余热来预热前室毛坯热来预热前室毛坯（3）调质线利用淬火槽的热油预热清洗机的清洗）调质线利用淬火槽的热油预热清洗机的清洗液液（4）利用炉顶直列式反应罐产生的吸热式气体可）利用炉顶直列式反应罐产生的吸热式气体可直接通入炉内，节省了独立发生器的工作能耗直接通入炉内，节省了独立发生器的工作能耗第9章汽车先进制造技术45（2）等温退火炉利用毛坯在中冷过程中发出的余热来预热前室毛坯59PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT（5）采用燃气辐射管加热时，利用排除的废热预热）采用燃气辐射管加热时，利用排除的废热预热混合空气，可节约混合空气，可节约1520%第9章汽车先进制造技术45（5）采用燃气辐射管加热时，利用排除的废热预热混合空气，可节60PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT合理的热处理工艺设计合理的热处理工艺设计（1）亚温淬火工艺的应用）亚温淬火工艺的应用（2）低温化学热处理代替浅层渗碳和碳）低温化学热处理代替浅层渗碳和碳氮共渗；氮共渗；（3）局部表面硬化处理代替整体强化等。）局部表面硬化处理代替整体强化等。第9章汽车先进制造技术45合理的热处理工艺设计第9章汽车先进制造技术4561PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT清洁热处理技术的发展清洁热处理技术的发展正确处理好资源与环境，技术与环境的关系是正确处理好资源与环境，技术与环境的关系是实现可持续发展的基本保证。新世纪，汽车实现可持续发展的基本保证。新世纪，汽车工业热处理更加重视清洁、无害化技术的发工业热处理更加重视清洁、无害化技术的发展。真空热处理技术，离子热处理技术得到展。真空热处理技术，离子热处理技术得到迅速的发展，就是清洁热处理技术发展的一迅速的发展，就是清洁热处理技术发展的一个标志。个标志。第9章汽车先进制造技术45清洁热处理技术的发展正确处理好资源与环境，技术与环境的关系是62PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT真空热处理真空热处理真空热处理是指热处理工艺的全部和部分在低于真空热处理是指热处理工艺的全部和部分在低于一个大气压的环境中进行加热的热处理工艺。一个大气压的环境中进行加热的热处理工艺。真空热处理包括真空淬火和真空渗碳。真空热处理包括真空淬火和真空渗碳。第9章汽车先进制造技术45真空热处理真空热处理是指热处理工艺的全部和部分在低于一个大气63PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT真空淬火工艺流程如图所示。同其他热处理工艺相比真空淬真空淬火工艺流程如图所示。同其他热处理工艺相比真空淬火工艺不仅热后畸变小，而且还使所处理的模具使用寿命火工艺不仅热后畸变小，而且还使所处理的模具使用寿命可以提高可以提高13倍。模具采用真空热处理代替盐浴热处理的倍。模具采用真空热处理代替盐浴热处理的加热方法已成为热处理行业的发展趋势。加热方法已成为热处理行业的发展趋势。第9章汽车先进制造技术45真空淬火工艺流程如图所示。同其他热处理工艺相比真空淬火工艺不64PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT真空渗碳工艺流程如图所示。真空真空渗碳工艺流程如图所示。真空(低压低压)渗碳具有原料气消耗渗碳具有原料气消耗极少、零件变形小、热处理质量好、零件表面光洁、无污染极少、零件变形小、热处理质量好、零件表面光洁、无污染的显著特点，是真正意义上的清洁热处理，是未来可预测的的显著特点，是真正意义上的清洁热处理，是未来可预测的对环境友好的主导工艺之一对环境友好的主导工艺之一第9章汽车先进制造技术45真空渗碳工艺流程如图所示。真空(低压)渗碳具有原料气消耗极少65PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT离子化学热处理离子化学热处理可显著提高零件表面的可显著提高零件表面的耐磨性，抗疲劳性，耐磨性，抗疲劳性，耐腐蚀性能。耐腐蚀性能。对冷冲模、热锻模、压对冷冲模、热锻模、压铸模采用离子氮化，铸模采用离子氮化，对提高表面耐磨性，对提高表面耐磨性，抗热疲劳性能均有显抗热疲劳性能均有显著效果。著效果。第9章汽车先进制造技术45离子化学热处理可显著提高零件表面的耐磨性，抗疲劳性，耐腐蚀性66PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT其他清洁热处理技术对热处理工艺排放的无害化技术处理是清洁对热处理工艺排放的无害化技术处理是清洁热处理技术发展的重要内容。热处理技术发展的重要内容。在清洗技术方面，开发无污染高效清洗剂也在清洗技术方面，开发无污染高效清洗剂也成为清洁技术发展的重要方面。成为清洁技术发展的重要方面。第9章汽车先进制造技术45其他清洁热处理技术对热处理工艺排放的无害化技术处理是清洁热处67PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT智能化热处理技术的发展传感技术与计算机控制技术是热处理智能化的基础。传感技术与计算机控制技术是热处理智能化的基础。在传感技术方面未来研究重点为：在传感技术方面未来研究重点为：开发可分别用于气体和离子渗氮和氮碳共渗所用的氮开发可分别用于气体和离子渗氮和氮碳共渗所用的氮势传感器；势传感器；低压渗碳、离子渗碳和直生式气氛条件下的碳势传感低压渗碳、离子渗碳和直生式气氛条件下的碳势传感器；器；可在线准确反映、检测零件表面硬化层的硬度分布传可在线准确反映、检测零件表面硬化层的硬度分布传感器；感器；可在线准确检测、显示零件表层应力分布的应力传感可在线准确检测、显示零件表层应力分布的应力传感器。器。第9章汽车先进制造技术45智能化热处理技术的发展传感技术与计算机控制技术是热处理智能化68PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT在控制技术方面，未来的热处理技术发展趋势：在控制技术方面，未来的热处理技术发展趋势：建立和完善针对不同材料，产品结构和性能建立和完善针对不同材料，产品结构和性能要求，为实现产品最佳质量要求的热处理工艺要求，为实现产品最佳质量要求的热处理工艺过程控制的自适应系统；过程控制的自适应系统；零件淬火冷却过程的计算机模拟技术；零件淬火冷却过程的计算机模拟技术；针对炉子结构设计建立的气氛和温度场的计针对炉子结构设计建立的气氛和温度场的计算机模拟技术。算机模拟技术。第9章汽车先进制造技术45在控制技术方面，未来的热处理技术发展趋势：第9章汽车先进制造69PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT感应热处理新技术（1）双频淬火技术）双频淬火技术高频感应加热高频感应加热中频感应加热中频感应加热第9章汽车先进制造技术45感应热处理新技术（1）双频淬火技术高频感应加热中频感应加热第70PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT由于齿轮存在凸面和凹面，采用高频感应加热进行由于齿轮存在凸面和凹面，采用高频感应加热进行齿轮表面淬火，感应电流产生的热量迅速传导，齿轮表面淬火，感应电流产生的热量迅速传导，齿顶得到完全硬化，但是齿根硬化不足。此外，齿顶得到完全硬化，但是齿根硬化不足。此外，这种处理方法还容易在根齿面上增加残留应力，这种处理方法还容易在根齿面上增加残留应力，导致断裂的发生。导致断裂的发生。同样地，采用中频感应加热进行齿轮的表面淬火，同样地，采用中频感应加热进行齿轮的表面淬火，热量在齿根进行传导，由于齿根的凹面形状，热热量在齿根进行传导，由于齿根的凹面形状，热量在传导的过程中以指数形式递减，齿根得到有量在传导的过程中以指数形式递减，齿根得到有效的硬化，而齿顶却硬化不足。效的硬化，而齿顶却硬化不足。第9章汽车先进制造技术45由于齿轮存在凸面和凹面，采用高频感应加热进行齿轮表面淬火，感71PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT同步双频感应加热技术就是在一个感应线圈上同时使同步双频感应加热技术就是在一个感应线圈上同时使用两种不同频率用两种不同频率(高频和中频高频和中频)对一个工件进行热处理。对一个工件进行热处理。在中频振荡基础上叠加高频振荡在中频振荡基础上叠加高频振荡采用集成采用集成PLC控制，具有多个程序时间和功率设定控制，具有多个程序时间和功率设定两个频率的输出比例和在齿根和齿面的硬化深度可以两个频率的输出比例和在齿根和齿面的硬化深度可以根据工件的处理要求进行调整。根据工件的处理要求进行调整。第9章汽车先进制造技术45同步双频感应加热技术就是在一个感应线圈上同时使用两种不同频率72PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT(2)汽车车身薄板件的感应淬火汽车车身薄板件的感应淬火(3)冲压件粘接后感应加热固化技术冲压件粘接后感应加热固化技术(4)中空零件的感应淬火中空零件的感应淬火(5)超快速短时间感应淬火技术超快速短时间感应淬火技术(6)发动机缸体缸孔淬火发动机缸体缸孔淬火第9章汽车先进制造技术45(2)汽车车身薄板件的感应淬火第9章汽车先进制造技术4573PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT机械加工及热处理的发展趋势未来先进机械加工的特点可以用八个字未来先进机械加工的特点可以用八个字概括，即概括，即“数、精、极、自、集、网、数、精、极、自、集、网、智、绿智、绿”第9章汽车先进制造技术45机械加工及热处理的发展趋势未来先进机械加工的特点可以用八个字74PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again3rew3rew2024/7/28第9章汽车先进制造技术45演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again3rew75