2017级材料成型及控制工程
专业生产实习日志
院 系 专 业 班 级 姓 名 学 号
材料科学与工程学院 材料成型及控制工程
材控171 XXX XXX
目录
2020年6月15日星期一 .................................................................................................................................2 2020年6月16日星期二 .................................................................................................................................6 2020年6月17日星期三 .............................................................................................................................. 11 2020年6月18日星期四 .............................................................................................................................. 14 2020年6月19日星期五 .............................................................................................................................. 25 2020年6月22日星期一 .............................................................................................................................. 44 2020年6月23日星期二 .............................................................................................................................. 46 2020年6月24日星期三 .............................................................................................................................. 47 2020年6月25日星期四 .............................................................................................................................. 49 2020年6月26日星期五 .............................................................................................................................. 52 2020年6月29日星期一 .............................................................................................................................. 52 2020年6月30日星期二 .............................................................................................................................. 53
2020年6月15日星期一
这是本学期最后一门课程，由于疫情的原因，不能去厂里真正的经历车间的流水生产作业，于是我们通过学习通平台，进行了线上的生产实习。
今天观看的是1.2锻造和1.5注塑两部分。
锻造是一种利用锻压机械，对金属坯料施加压力，使其产生塑
性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般由于同样材料的铸件，相关机械中负载高工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材和焊接件外，多采用锻件，根据锻造温度可以分为热锻、温锻和冷锻。按所用设备和工（模）具的不同，可将锻造分为自由锻和模锻。
其中自由锻造包含镦粗、延伸、冲孔、弯曲等工序。（镦粗：使坯料高度减小，而横截面增大的锻造工艺，包含完全镦粗、局部镦粗。延伸（拔长）：使坯料横截面减小，而长度增加的锻造工艺，包含平砧板延伸、带芯轴延伸、芯轴扩孔。冲孔：利用冲子将坯料冲出孔来的锻造工序。生产中一般冲出工件厚度的4/5左右时，将工件翻转180°后再用冲子从工件背面冲孔。空心冲子冲孔适用于孔径大于400㎜的大型锻件。弯曲：将坯料弯成所需外形的锻造工序。自由锻造除上述4种工序外还包括切割、扭转、错移等基本工序。）
图1 空心冲子冲孔过程
模锻分为开式模锻和闭式模锻。模锻是将金属坯料放入具有一定形状的锻模模膛内，使坯料受压而变形的压力加工方法。与自由锻相比，模锻具有如下优点：①操作技术要求不高，但生产率高②锻件尺寸和形状精确，加工余量小③能锻造形状较为复杂的锻件，可节省金属材料。缺点是由于受到模锻设备吨位的限制，锻件质量不能太大，
一般在150kg以下；因为锻模成本高，因此模锻只适用于大批量生产，广泛用于飞机、汽车、轴承等行业。
不同零件加工成型方式由其形状决定，环状零件的轧制被称为碾环。环件轧制能改善金属组织提高力学性能、精度高、加工余量少、材料利用率高，环件内部质量好，生产成本低、生产效率高等优点。缺点是一般无法锻打出比较复杂的工件，需要较大的加工量。其次了解了特种锻造，包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻。生活中常用的刀具、法兰、钢球、铝箔、钢锅都采用锻造工艺成型，同时这些材料成型还需要利用铸造工艺，仅靠锻造是无法加工出来的。
图2 碾环过程
注塑是指将热塑性塑料或热固性料，利用塑料成型模具制成各
种形状塑料制品的过程，注塑可分橡胶注塑、塑料注塑、成型注塑。橡胶注塑是指直接从机筒注入模型硫化的生产方法，其优点是成型周期短、生产效率高、取消了胚料准备工序、劳动强度小、产品质量优
异。塑料注塑是塑料制品的一种方法，是将熔融的塑料利用压力注进塑料制品模具中冷却成型得到想要各种塑料件，目前最常使用的塑料是聚苯乙烯。成型注塑所得的形状往往就是最后成品。
生活中常见的塑料玩具、电器的各种塑料外壳等等，都是利用注塑成型工艺将塑料材料融化后，利用模具塑造成型，利用高温将塑料颗粒加热至流体状，加入产品所需色素等添加剂，利用注塑机上的加压装置，将流体状的塑料压入成型模具，在模具内循环的冷却水迅速将成型塑料件冷却然后脱模，一个塑料件就生产出来了。一般生产塑料件都是大批量生产，玩具上的塑料零件，塑料瓶子的盖子都是一次注塑成型，能生产几十件甚至上百件产品，注塑成型方法生产效率高，操作可实现自动化，从简单的塑料件到复杂的塑料件它都能生产。
注塑机的工作原理：注塑机是利用塑料的热物理性质，把物料从料斗中加入到料筒中，料筒外由加热圈加热使物料熔融，在料筒内装有在外动力马达作用下驱动旋转的螺杆，物料在螺杆的作用下沿着螺槽向前输送并压实，在外加热和螺杆剪切的双重作用下逐渐塑化熔融和均匀，当螺杆旋转时物料在螺槽摩擦力和剪切力作用下把已熔融的物料推到螺杆头部，与此同时，螺杆在物料的反作用力下后退，使螺杆的头部形成储料空间完成塑化过程，然后螺杆在注射油缸的活塞推力作用下以高速、高压，将储料室内熔融料通过喷嘴注射到模具中，型腔中的熔料经过保压、冷却、固化成型后，模具在合模机构的作用下开启模具，并通过顶出装置把定型好的制品从模具中顶出落下。
图3 螺杆式注射机注射原理图
2020年6月16日星期二
今天观看的是1.7 3D打印和1.8冲压等其他加工及热处理工艺两部分。
目前最常见的是熔融沉积3D打印机，3D打印机一般使用PLA聚乳酸和ABS工程塑料作为原材料，打印机根据计算机事先建好的模型，将打印材料一层层叠加起来，最终把计算机通过UG、Catia等软件设计好的三维模型切片处理后逐渐层层堆积成型。目前3D打印技术已广泛应用于航天航空、汽车、高端模具和医疗等高端领域，相比传统的材料成型制造，3D打印缩减了成型周期，可以实现各种复杂形状零件的制作，同时智造更偏向智能化和数字化，伴随着制造业的智能化发展。3D打印也被用于许多文物的修复，让许多珍贵的文物又重现人们的视野。结合3D打印技术，可以加快模具的设计制造
过程，节约时间。金属激光立体成型技术已被应用于大型钛合金构件制造难题，成功试制国产C919大飞机中央翼缘条构件。但是3D打印技术目前仍受到材料和机器的限制，尤其是一些比较稀缺的材料依然是3S打印技术的巨大阻碍之一，还有许多材料加工成型还不能通过3D打印技术来完成，同时成本花费巨大，很难满足大型工件的加工生产。
冲压生产主要是针对板材的，通过模具能做出落料，冲孔，成型，拉伸，休整，铆接及挤压件等，冲床需要配合多套模具使用，冲床对材料施以压力使其塑性变形，而得到所要求的形状与精度，因此必须配合一组模具（分上模与下模），将材料至于其间，由机器施加压力使其变形，加工时施加于材料之力，所造成之反作用力由机械本体所吸收。其传动原理：启动调整马达→转动蜗杆→带动调整螺杆→滑动向上（向下）移动。汽车作为现代文化，其制造业也涉及冲压工艺，汽车的车身，覆盖件都是现将原材料进行冲压，然后再用铆接焊接进行连接一体化。
图4 汽车覆盖件冲压
其他材料加工成型方式包括切割、铆接、折弯等，以及对材料进
行热处理。切割中包含火焰切割、激光切割、水切割，其中属水切割最为节能环保，水通过加压后可用水刀切割钛合金。铆接即铆钉连接，是利用轴向力，将零件铆钉孔内钉杆镦粗，并形成钉头，使多个零件相连接的方法。使用铆钉连接两件或两件以上的工件叫铆接，铆接分冷铆和热铆，还可以分为活动铆接（结合件可以相互转动，不是刚性连接。如：剪刀、钳子）、固定铆接（结合件不能相互活动，是刚性连接。如：角尺、三环锁上的铭牌、桥梁建筑）、密封铆接（铆封严密，不漏气体、液体，是刚性连接）。如今制造的飞机都采用铆接，而不选用焊接，主要原因是：①材料不适合焊接，飞机制造中都采用的轻的材料，焊接会破坏复合材料，铝合金也不宜焊接，把不同材料连接在一起就必须用物理方式固定；②焊接效果不好，焊接过程实际是对金属再加工，焊缝附近的金属性能会变弱，且这种变化无法预测；③
铆接更稳定。航母等大型装备也用到昂贵的钛合金铆钉。
图5 铆接原理图
折弯一般采用折弯机对钢板进行弯曲，可以根据设计好的参数弯曲得到所需的角度和弧度。
图6 45毫米钢板折弯过程
热处理是一种常见的金属热加工工艺，具体是指金属材料在固态
下通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的加工工艺。淬火：将烧红的金属放入液体中适当浸润，使金属迅速冷却的一个过程，在这之后得到的是一类碳含量较高的物质，这种结构非常硬，因此淬火可以强化钢的硬度，但是淬火后的钢会变脆。因此一般会利用回火工艺通过保温在冷却来降低脆性。退火：把金属升温到固定值并保持，在以适当速度令其冷却的过程，它能稳定尺寸、提高锋利度、降低硬度。正火：将金属升温后置于冷却的过程，效果与退火类似，但效果更好，经正火后的金属制件尺寸更加稳定，可以改善刀具的锋利度。除了热处理外之外，一般还采用金属的冷处理，冷处理后的钻头比热处理钻头更耐用，因为热处理会导致奥氏体残留，从而产生内应力，打造出来的金属不耐磨，脆性大而且容易爆裂，由于马氏体的转变温度很低，通过冷处理可以是更多的残余奥氏体向马氏体转变，减少内应力，使钻头更耐磨。
图7 钢件淬火过程
2020年6月17日星期三
今天观看2.1.1.1，2.1.1.3，2.1.1.4，2.1.1.5，2.1.2.9，2.3.1，2.3.3节。
LNG船用与运送液化天然气，韩国采用非常先进的智能电焊技术，和一体化组装技术建造LNG船，既缩短了建造周期，又降低了1.3亿元的建造成本，其次我国的LNG船日蒸发率为0.1%，韩国的LNG船的日蒸发率只有0.07%。建造LNG船最难的一个环节就是殷瓦钢焊接，我国只能靠人工进行焊接，但是焊接殷瓦钢时不能在上面出现一滴汗，否则就会前功尽弃。矿砂船排水量约是辽宁舰的7倍，达到了40吨，主要用于我国和巴西之间铁矿石的运输，其制造也标志着我国造船业的逐渐崛起。
图10 LNG船体殷瓦钢自动焊接机器人
船的动力核心是发动机，过去我国还没有船舶发动机的制造能力，
随着国家一代又一代人的努力，我国现在可以制造世界最大的船用柴油机了，2007年6月30日，一台单机功率达49680马力的船用低速柴油机（机长15.6米，高12.4米，自重达1253吨）在大连船用柴油机厂建造成功，打破了日韩在该领域的垄断局面。除了发动机外，螺旋桨也是船只关键的部件，被水中气泡所伤，螺旋桨在高速运转时不断出现空泡现象，日积月累不断侵蚀螺旋桨。为了降低空泡对螺旋桨的损伤，目前螺旋桨通过铸造成型，再经工人手工打磨，喷完处理后在安装在船只上。工信部部长张相木说：“动力问题不解决，造船强国就是空话。”的确，只有掌握核心关键技术，不用受制于人，才是一个国家制造业变大变强的具体体现。
图11 船体螺旋桨的铸造
今天的后部分讲解的是工业机器人，操作人员要求具有在生产一线从是工业机器人及其相关机电设备的安装、编程、调试、运行维护和设备管理能力。大型机器人ABB IRB 8700高达3.1米，操作灵活自
如，可以实现绕中心轴全方位旋转，用于应对各种复杂的加工姿势，目前随着人工智能以及大数据的应用，不断深度学习，提高机器人的灵活性，同时伴随着网络的迅速发展实现远程交互制造，更多的工业机器人出现在世界各个汽车制造厂，这无疑为企业节约了生产成本，同时保证了产品的质量，提高了产品的制造效率，目前市场上所见到的多位五轴联动、四轴联动机器人，通过伺服电机进行驱动，运用MATLAB软件进行计算模拟仿真，得到一定的轨迹，设定好参数后，机器人便能适应自动化生产流水线的作业。近些年，由于电子技术的发展，现在的许多机器人可以实现对曲面的加工。工艺机器人已经被广泛地用于自动焊接、铸造、喷涂、装配、码垛、搬运、冲压等。渐渐朝着人机协同方向发展，以满足更多场景的应用。
图12 工程师正在训练机器人的灵活性
2020年6月18日星期四
今天学习2.4节，主要讲的是东风公司第二汽车集团。 进入21世纪，面对全球能源危机，节能环保的汽车设计制造思想席卷全球，越来越多的汽车制造企业向着整车轻量化的目标进行转移，东风商用车公司不断探索创新，实现了整车底盘比行业标准轻20%，安全指数也不断提高。东风轻量化公路运输车导入完善的开发流程，采用新结构、新工艺、新材料为整车车架、前后桥、悬架、发动机、变速箱，以及底盘附件等各个领域进行轻量化设计，通过采用高强度钢板，铝镁合金等新技术、新材料，实现了汽车产品的更新换代，在满足车辆自身强度和性能的同时，大幅度减轻了车辆自重，可以多装货物，多拉快跑，提高了运输的效率和安全性。
在轻量化的过程中采用了大量先进理念，在整车结构、整车材料上进行了大量的优化设计和改善，轻量化自卸车在结构设计方面有很高的可靠性，利用Hyperworks软件对每个零件进行仿真优化，在不降低零件强度的前提下，优化零件的外形取消多余的功能，使每个零件做到了重量轻可靠性高，实现了高承载、高效率的最佳组合。在轻量化车型的研发工程中，对新型材料进行了大量可靠性的实验和分析论证，从而保证了产品的性能，在车架纵梁上采用高强度钢，将抗弯、抗扭性能提升了20%，对油箱、储气筒等部件采用铝镁合金等新型材料，有效的保证了零部件的抗压性能，通过材料升级降低了整车自重，提升了燃油经济性。
图13 工程师正在对车辆进行仿真优化
随镜头来到了东风商用车发动机内装生产线现场，介绍了由东风公司自主开发的龙擎系动力的排量为13升的DDi13发动机，采用双顶置凸轮轴，其次和沃尔沃合作开发的DDi11发动机,排量为10.8升，都采用六缸，属于重型发动机，剩余的是排量为6升的四缸中型发动机。其次通过东炳实习平台观看了东风公司50余年来的发动机，发动机有车载发动机和非车载发动机，包含汽油电喷、柴油电喷、CNG双燃料混合燃料作为发动机动力来源，排量有2升到13升。首先介绍了EQ6100汽油机（EQ：二汽缩写；6100：直列六缸缸径为100），黑色的部件为空气滤清器，其作用是将空气过滤净化后，将干净的空气吸入到化油器（化油器分上体、中体和下体），从中体的浮子式可以汽油量的多少，下体中含有一个节气门，通过瓣膜式汽油泵将汽油通过管道输送到化油器当中，形成一个可燃的混合气，然后点燃进行
活塞工作。缸体上部分铝质管道为过桥水管，弯头的部分内部含有节温器（节温器控制发动机的大小循环），当发动机的温度没有达到80℃的时候，通过小循环在发动机的缸体和缸盖里面进行循环，当发动机的运转时间长了以后，温度升高后进进行大循环，节温器把开关打开。冷却液通过水箱进行大循环。风扇给发动机进行降温，发电机给电瓶充电，踩离合器后拨叉的运动进行轴承的分离，实现重新排列。其次介绍了EQ6100汽油机的升级版EQ6100I（I：电控），跟普通化油器的发动机相比，化油器只有下体部分，多了一个供油轨，始终保持一个恒定的压力，来保证发动机每次的一个初期的启动压力，保证每次启动很容易点着。接着是EQD6102（直列六缸缸径为102）第一代直喷柴油发动机，柴油机的马力达，更经济，相比汽油机没有火花塞，只需要压燃。EQD6102的升级版EQD6102T增加了一个增压器，提升功率，把空气压缩后，使可燃气燃烧更充分。
图14 东风首款EQ6100汽油机
全电控EQ491i多点电喷汽油发动机，上面黑色部件为绝对压力传感器，感应进入气缸内气体的压力，正式盖板面含有齿轮系。质量好的发动机都使用硅油的风扇。
图15 全电控2升EQ491i多点电喷汽油发动机
自主研发的EQ4H系列发动机，和前面发动机主要的区别是增压器增加了排气制动阀，可以辅助刹车制动，长期下坡路况，按下制动阀按钮，叶片就旋转一个开路，人为的给排气孔堵了一部分，造成排气不畅，发动机动力就下降了，降低了了下坡频繁踩刹车对压盘、从动盘、刹车片过度的磨损。
图16 含排气制动阀的增压器
dCi 11系列发动机是直列六缸四冲程发动机，排量为11.12 L，排放标准为国Ⅲ/国1Ⅳ牌号，它的风扇不同于以前老式发动机的风扇，以前的风扇是硬连接的，不管是齿轮传动、皮带传动、链传动，只要发动机一运转，风扇就跟着转起来，这会造成过多的能耗。而这款发动机温度达不到要求的温度时，风扇不会转动，减少了发动机的耗能。而且它的通风管也进行了优化设计，原先老式的通风管车辆在停留很长时间后，地上会遗留汽油，对机油造成浪费，不环保。而这款发动机的通风管含有一个飞溅式的强制的油气分离器，工作的时候将油和空气进行分离，这样的话就会把干净的空气排出，里面的机油就会在离心力作用下进入到油底壳内，就不会出现第二天车一开地面就遗留一摊油的现象。同时这款发动机还有一个预热器，含有双预热系统，保证在寒冷的北方冬天也能方便点火，启动更顺畅。发动机的ECO是采集所有传感器的信号，ECO采集后在通知所有的构件进行命令的执
行，相当于发动机的大脑。
图17 硅油670的风扇
2.4.2部分是机械加工工艺编制基础方法。首先是定位基准（在工件加工时用来确定工件加工位置所采用的基准。或在加工时用于工件定位的基准）的选择。定位基准包括：①粗基准：选择未经加工的表面作为定位基准的②精基准：选择经加工的表面作为定位基准的。
精基准的选择原则：
①基准重合原则：指选用设计基准作为精基准。遵循这一原则，可避免因定位基准与设计基准不重合而产生的加工误差。
②基准统一原则：指选择某个定位基准作为大多数加工工序的精基准。遵循这一原则，既有利于保证这些工序加工的表面间的位置精度，又可简化机床夹具设计与制造过程。
③互为基准原则：指选择两个位置精度要求较高的表面相互作为基准。遵循这一原则，可以保证两个表面之间的位置精度和加工余量
均匀。
④自为基准原则：指选择加工表面自身作为精基准。这一原则多用于某些加工余量小而均匀的精加工工序。遵循这一原则，有利于保证加工质量和提高生产率。
一般生产中先定精基准，再定粗基准，基准先行，先一粗基准定精基准表面。
粗基准的原则：①保证位置精度原则:当要求保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度时，应选择该不加工表面作为粗基准。②保证余量足够原则:当要求保证所有加工表面都有足够的加工余量时，应选择加工余量较小的表面作为粗基准。③保证余量均匀原则:当要求保证某些重要表面余量均匀时,应选择该重要表面作为粗基准。④保证材料切除量最小原则:当要求考虑相关的加工表面材料切除率最小时，应选择相关加工表面中其加工面积较大的表面作为粗基准。⑤不重复使用原则:当作为粗基准的工件表面质量较差时，在同一加工要求方向上，该表面作为粗基准只能使用一次。⑥选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁:不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、装夹可靠。 下图为动力转向器壳体零件：
图18 动力转向器壳体零件
其加工工序如下：
机械加工零件工艺编制方法：到企业现场我们会看到很多零件加工过程，这些加工过程都是按照这个零件的加工工艺进行加工的，越复杂的零件，精度要求越高的零件，加工工艺越长，越复杂。那么这些零件是怎么把工艺编制出来的?根据我们学过的知识，它是遵循以下步骤:①先确定典型表面加工路线，②再确定总体加工路线。一个再复杂的零件不外乎是由外圆、孔、平面组成，这些典型表面加工路线出来了，总体加工路线也就出来了。
我们知道要了解和分析典型汽车零件机械加工工艺过程，首先从零件设计图上，从设计图上重要表面入手，对这些重要但简单表面加工方法和工艺搞清楚了，那整个零件工艺大致组成也就出来了。
加工顺序的安排包括：①加工顺序的安排原则：基面先行、先粗后精、先平面后孔、主次穿插。②热处理工序的安排:I预备热处理(正火、退火、调质)，安排在切削加工之前。II去内应力热处理(人工失效、正火、退火)，安排在粗加.工之后。III最终热处理(淬火、淬火-回
火)，为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行;也可安排在精加工之后。
加工阶段的划分包括：①各加工阶段的任务【⑴粗加工阶段主要任务是切除各加工表面的大部分加工余量,使毛坯的形状和尺寸接近成品，同时加工出精基准(面)。在这一阶段要求所用设备功率大、效率高。⑵半精加工阶段主要任务是切除各主要加工表面上由粗加工所留下的缺陷，使各主要加工表面达到一定的精度，为各主要加工表面的精加工作好准备。同时完成一些次要加工表面的加工。⑶精加工阶段主要任务是完成主要加工表面达到图纸要求的加工精度和表面质量。在这一阶段要求所用设备精度高,刚性好。⑷精密超精密加工和光整加工阶段主要任务是完成那些加工精度和表面质量要求很高的加工表面，以达到这些表面的最终的加工要求。如:精密磨削、金刚石车削、金刚镗削或珩磨、研磨、抛光等加工方法。】
2.4.2.2节数控机械一体化主要是电控，自动化编程在数控加工中的的应用，主要了解了常见的电气设备，如空气开关，机床的控制面板以及电控系统，其次是数控转盘的检测，通过检测可知道蜗轮蜗杆的间隙有多大。
图19 数控转盘
2020年6月19日星期五
今天学习的是2.4.3冲压工艺基础知识、2.4.4零部件实习、2.4.5第二专业厂。
2.4.3冲压工艺基础部分主要介绍了汽车零部件中冲压工艺的应用情景，主要是汽车的车身零部件的冲压，结合车身的焊接完成材料的成型。其中白车身的焊接工艺流程是车身制造四大工艺之一，白车身焊接工艺是车身制造工艺中十分重要的工艺。将几百个冲压件通过分装合件、分总成、总成焊接成为完整的白车身，这个工艺过程，要做到几个重要方面:车身焊接不开焊、骨骼精度达到合格水平，还有很多标准和工艺要求要得到实施。在焊接实施过程中，如何满足白车身3700~4000个焊点合格率95%的要求。就需要焊接工程师制定焊接工艺,还要制定质量标准(如焊接工艺标准、标准作业等
等) ,利用标准通过验证。没有焊接工艺就没有白车身总成。白车身焊接制造工艺是焊接工艺员根据工厂年生产纲领、焊接自动线自动化程度、车型特点、车身设计结构形式、焊钳适合类型、生产节拍等要求设计编排而成。焊接的流程：零件→组件→合件→分总成→总成（白车身）。
2.4.4零部件实习简述了连杆、曲轴、凸轮轴、缸盖、缸体的加工制造，还包括发动机的装配，齿轮的加工。
2.4.5第二专业厂包括飞轮壳的的加工，其主要的材料为铸铁，通过车削，将端面铣平，保证零件的加工精度。其次介绍了各个工位机械手在生产流水线扮演的重要角色，对提高产品质量和生产效率有决定性作用。
图20 机械手进行缸套的装配
汽车车轮材质一般选用钢板或铝合金制造，两者占市场份额95%。钢制车轮在汽车车轮使用中曾长期占据主导地位。钢制车轮成本低，
足够的强度和抗疲劳寿命。安全性比铝合金车轮更具优势，故大部分载重汽车仍然使用钢制车轮。但自上世纪80年代起，钢轮市场份额逐步减小，已被铝合金所替代。钢轮份额快速下跌的原因有多方面的因素，首先，钢板加工成型性能和制造工艺难以做到铝合金车轮那样的结构和外形多样化。外观吸引力也是最主要的原因之一。同时，钢制车轮质量大，制造和使用上所消耗的能量比铝制车轮大得多。目前钢制车轮材料主要有: 12LW、15LW、16Mn、Q235等。铝合金车轮在轿车上使用已高达90%以上。铝合金车轮与钢制车轮相比，具有美观、舒适、节能、质量小等优点。由于车轮本体质量小，抓地性，具有更精确的转向提高了动作和更好的转弯性能;再者，其惯性小，改善加速性和制动性;同时，铝合金车轮具有良好的导热性，提高了制动系统散热性能，能够大幅度降低由高温导致的制动失灵。除上所述，铝合金车轮耐腐蚀、成形性好、具有良好的减振性与平衡性、材料利用率高等等多方面的优势，符合现代汽车安全、节能、环保三大主题要求。这对降低汽车自重、减少油耗、减轻环境污染和改善操作性能，具有现实意义。因此，铝合金车轮已成为当今汽车首选。
除了选用钢板或铝合金制造的车轮外，还有用镁合金、复合材料、钢铝组合材料制作的车轮。镁合金车轮：镁在实用金属中密度最小，能减轻整车质量，减少油耗。比强度高于铝合金和钢，刚度接近铝合金和钢，能够承受一定的负荷。应用镁合金制造车轮，具有良好的铸造性能和尺寸稳定性，易加工，废品率低，能够降低生产成本。镁合金车轮在使用中具有良好的振动阻尼系数，减振量大于铝合金，用作
轮圈可以减少振动，提高汽车的安全性和舒适性。用镁合金制造车轮，是高档汽车车轮发展的趋势。复合材料车轮(塑料或碳纤维复合)一般用于赛车，重量更轻，强度高，但价格昂贵。钢铝组合车轮：轮辋为普通钢制轮辋，轮辐为铸造的铝合金轮辐，经过机械加工，借助嵌件与钢的轮辋装焊而成。它集中了钢制车轮与铝合金车轮的优点，并以其较低的价格占领了市场的一席之地。
车轮辐板（轮辐是车轮总成中的重要构件,它与车轮总成联成一体传递转矩。冲压轮辐由厚钢板冲压成形，主要工序是落料、多次冲孔和形状修整等）冲压的一般工艺流程如下:①剪切下料→②酸洗除锈→③冲定位孔并落料→④拉深→⑤冲中心孔及螺栓孔→⑥冲通风孔→⑦挤压通风孔毛刺→⑧校平轮辐底平面→⑨车削轮辐外径→⑩冲豁口。⑦、⑧、⑨三道工序可视为修整工序。冲制轮辐工艺孔及落料可在2500~3000吨压力机上用一套级进模来完成。级进模也称连续模，即在一套模具的不同工位上分别完成两道或两道以上的冲压工序。冲压轮辐钢板厚度达t=8~ 14mm， 所需冲裁力较大，冲孔时需采用800吨以上的压力机，模具工作零件(凸模、凹模或复合工序中用到的凸凹模)应尽可能采用波浪型刃口。
大洋车轮公司辐板生产流程:开卷、剪切、下料→冲压、落料(圆盘型)→冲孔(中心孔、螺栓孔)→挤压成型(强力旋压成形)→冲孔(冲散热器孔)→冲压整型(校平轮辐底平面) (粗糙度,平面度)→扩孔(保证孔的位置度、孔的直径)→外圆、端面加工(立式车床三把刀同时加
工，组合刀具使用，提高了加工效率，加工精度。辐板有多种品种，只需要更换模具即可，工序相同)→喷丸。
图21 冲压的车轮辐板
图22 一般型钢车轮轮辋成型工艺流程
大洋车轮有限公司轮辋生产有两条不同的生产线，流程不同。生产线1下料→初步成型(滚压成型)→四次整形(逐步完成，整成一个
圆)→自动焊接(CO2保护焊)→清理焊渣(类似拉刀，直接拉，温度较高，对刀具磨损较慢)→轴向挤压整形→冲气门芯孔→辐板与轮辋压合→五点焊接→全面焊接(内外焊接两次)→车焊渣→检验打磨。生产线2下料→卷圆、压平→焊接(对焊)→拉焊渣(采用拉刀拉削)→焊缝打磨+滚压整型(三次，逐步整型)→扩胀→冲压气门芯孔→轮辋与辐板压合+五点焊接→全面焊接(内、外焊接两次)→检验打磨。
图23 车轮轮辋滚压整型
脱脂：将车轮制件金属表面的各种油脂去除的过程称为脱脂。钢材及其零件在储运过程中要用防锈油保护,车轮钣金工件在冲压成型加工时要用拉延油，润滑油。零件在切削加工时要接触乳化液，热处理时可能接触冷却油，零件上还经常有操作者手，上的油渍和汗迹。这些油污大都由矿物油、动植物油及石蜡等组成，在室温下，它们以固态、液态或半流动状态存在，吸附在车轮表面，不仅阻碍磷化膜的形成，而且影响涂层的结合力、干燥性能、装饰性能和耐蚀性能。油
污的性质、玷污的程度、被涂金属的种类、制品的光洁度以及最后涂层的作用不同，其脱脂去除工艺也各不相同。
脱脂方法：①压力喷射脱脂时间一般为1.5-3min;②浸渍脱脂一般为3min-5min。增加脱脂时间可以提高脱脂效果,有时也经常采用喷射预脱脂1min,再用浸法脱脂3min (槽内浸洗)【在脱脂时，借助于压力喷射或搅拌等机械作用是非常有效的。一般来说，压力喷射脱脂比浸渍脱脂速度要快1倍以上。喷射压力通常为0.1MPa-0.2MPa。】
水清洗工序：脱脂后车身要进行清洗，若水洗不完全，表面活性剂或碱液在金属表面残存，会给后面磷化处理工艺造成恶劣影响。所以要用流水充分清洗，然后再用热水进行冲洗，把表面附着的微量异物完全除去是非常重要的。脱脂后和磷化后都要进行水清洗工序。水洗工序的实质是用水稀释、置换被涂物上附着的处理液,水洗效果(被涂物洗后的清洁度)与水洗次数、水洗方式、水洗用水的污染度、自来水和纯水的水质、沥水时间等工艺参数有关。多次水清洗是提高清洗效果的关键因素，一般达到工艺要求的洗净度，需水洗2-4次。在大量生产的流水线上喷射水洗一般为20-30s，浸式水洗为浸入即出。
全喷式漆前处理生产线采用全喷淋方式，其优点是车身外表面的处理效果好，占地面积小，设备投资少；缺点是对内腔的处理不够理想，但是对车轮而言基本满足要求。车轮喷淋在罩壳中进行，设备下部为工作液循环和加料副槽。
图24 全喷式漆前处理生产线（全喷淋方式）
表面调整( 简称表调)：脱脂后磷化前的表面调整是生成磷化膜结晶的重要工序。它改变金属表面的微观状态，促使磷化过程中形成结晶细小、均匀、致密的磷化膜。尤其是经酸洗或高温强碱清洗过的金属表面，和浸式低温低锌薄膜磷化场合，特别需要进行表面调整。表面调整液的主要成分是钛化合物(钛胶体)和磷酸钠，是微碱性的胶体溶液。由于胶体微粒表面能很高，对金属表面有极强的吸附作用，在被处理表面形成数量极多的磷化膜晶核，大量的晶核限制了大晶体的生长，促使磷化膜结晶细化和致密，且提高了磷化的成膜性和均匀性，缩短了磷化时间，降低膜厚，同时也能消除金属表面状态的差异对磷化质量的影响。此外，镍盐、钙盐中镍、钙离子也可以起到表调作用。车轮采用表面调整处理，磷化膜结晶晶粒细小，而且均匀。有助于提高磷化膜的成膜均匀性和结晶的细密性，从而提高磷化膜的耐腐蚀性。
磷化处理：用磷酸或锰、铁、锌、镉的磷酸盐溶液处理金属制品表面，使金属表面生成一层多孔性不溶于水的磷酸盐薄膜(简称磷化膜)的过程称为磷化处理。为获得车轮涂层的耐久性、耐腐蚀性、车轮金属表面致密的磷化膜可以增强被涂物的防锈性，保护车轮(金属面)10年以上不生锈成为可能。磷化膜作为油漆涂层的基底，其功
能是提高涂布在其上的涂膜(电泳涂膜)的附着力，即能增强基材与底漆的附着性。涂膜的附着力得到了提高。其耐蚀性也随着涂膜附着力的提高，防止腐蚀生成物的侵入而显著提高，因而能大大延长涂层的使用寿命。
(阴极电泳涂装)阴极电泳底漆涂漆原理:电泳涂漆与电镀相似，将工件(车轮)作为阳极(或阴极) ,浸入在盛有电解质一水溶性涂料(油漆)的槽中，槽体作为阴极(或阳极)两极间通以直流电后，在工件表面就形成了一层均匀的涂膜。其实质就是胶体化学中的电泳原理,即带电荷的胶态粒子在直流电场的作用下，向着它所带电荷相反的电极方向运动，在电极(工件)上脱去电荷，并沉积在工件表面上。电泳过程中伴随着电解、电泳、电沉积、电渗四种化学物理现象。
车轮阴极电泳底漆涂装工序:将车轮作为阴极,将车轮浸入到盛有阴极电泳底漆的电泳槽中，并按规定的泳涂条件通电一定时间(一般为2min-4min),使槽液中成膜物质泳涂至车轮表面上。电泳涂膜烘干:在规定的温度下保持一定时间,直到涂膜完全固化。
车轮装配工艺流程:轮胎上线(外购件、根据要求装配不同的轮胎)→钢制车轮上线→装配→打气(根据客户要求对轮胎气压打气，气压有变化)→动平衡(增重法)
图25 车轮自动化动平衡测试生产线
轴瓦：轴瓦也称滑动轴承，它在轴与座孔之间主要起支承载荷和传递运动的作用。作为运动学来说，轴瓦是主要的摩擦副，我们知道对于两个相对运动的物质(零件)来说，必然有一个要磨损乃至损坏。那么在发动机里面,无任是主轴还是机体磨损后的更换其成本都很高，所以人们就想到在主轴与机体座孔之间增加一种容易更换且成本较低的零件，那就是轴瓦。要损坏就首先损坏轴瓦。所以有专家说，轴瓦相当于电路中的保险丝，当电路短路时或负荷增大时，首先烧坏的就是保险丝。为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损、主轴颈的磨损，连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承，简称连杆轴瓦。曲轴主轴颈上也装有主轴瓦，这些轴瓦分上、下两个半片，目前多采用钢背一合金层双层结构轴瓦，即在钢背轴瓦内表面浇铸有耐磨合金层。耐磨合金层具有质软，容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不易磨损等特点。耐磨合金常采用的有铜基合金，铝
基合金，巴氏合金等。连杆轴瓦的背面有很高的光洁度。半个轴瓦在自由状态下不是半圆形，当它们装入连杆大头孔内时，或者装入主轴轴承座时又有过盈,故能均匀地紧贴在大头孔壁上，或主轴轴承座上。具有很好的承受载荷和导热的能力，并可以提高工作可靠性和延长使用寿命。
图26 轴瓦结构
轴瓦主要结构及其作用：油槽及油孔主要是保证油压的正常供给。定位唇有两个作用，一是保证轴瓦在轴承座孔中的正确装配位置；其次是保证轴瓦因弹开量缩小而防止轴瓦转动。
轴瓦材料的种类:目前使用的轴瓦材料均为钢背一合金双金属材料，使用最广泛的是钢背一铝基 合金和钢背一-铜基合金。其中钢背材料多为45#优质中碳钢。①铝基合金。铝基合金主要成分是铝(AI) 、锡(Sn)及硅(Si)组成。高锡铝合金:内圆表面不需电镀减磨合金层。具有中等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性，有较好的轴承表面性能。适用与软曲轴。中锡铝合金:内圆表面不需电镀减磨合金层。具有中等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性，有较好的轴承
表面性能。特别适用与球铁曲轴。低锡铝合金:内圆表面需电镀减磨合金层。具有中等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性，有较好的轴承表面;性能。适用与硬曲轴。常见的铝基合金材料牌号: AISn20Cu、AISn12Si2.5Pb1.7、A20、AISn6CuNi等。优点:铝基合金的材料抗咬合性能特别好，而且易于和钢背材料粘结，拥有较好的耐蚀性、顺应性、嵌藏性、相容性及亲油性，此外成本相对较低。缺点:铝基合金的疲劳强度较低，轻载荷下使用较多，一般乘用车多采用铝基合金轴瓦。②铜基合金。铜基合金主要成分由铜(Cu)、铅(Pb)及少量的锡(Sn) 组成。铜铅合金:内圆表面需电镀减磨合金层。具有高的疲劳强度、承载能力、抗冲击能力、耐蚀性，有较好的轴承表面性能。常用于高速、重载的重型商用车柴油机。铜铅合金表面镀层材料常用的有铅锡铜三元材料。
乘用车铝基合金轴瓦工艺流程如下：
落料校平弯曲成型车两端并倒角铣油槽冲定位唇冲油孔锪油孔热处理（镀锡）二次热处理镗内圆拉对口面及倒热处理（镀锡）角
图26 乘用车铝基合金轴瓦工艺图
乘用车铝基合金轴瓦工艺图工艺说明：①落料:毛坯为条状板料，在落料冲压模具上制成料长:77.6土0.2mm； 料宽: 21.1±0.2mm的矩形板料。②校平:在压机上对矩形板料进行校平，保证平面度。③弯曲成形:在压力机上利用弯曲模对矩形板料进行弯曲成形，要保证的尺寸主要有:瓦高尺寸H、弹开尺寸L、则合度。其中贴合度要求在中心线90°范围内贴合度大于90%，采用量胎进行测量。
车身部分主要讲述了车身的冲压工艺及焊接过程，首先是将一定厚度的板材放入冲压模具进行冲压，然后在进行焊接和铆接。
图27 自动焊接机器人正在对金属板材进行焊接
车架部分介绍的是十堰劲迟车架有限公司，该企业覆盖车架冲压、焊接、装配四大工艺。对于商用车，根据不同的车型，车架的结构形式也不相同，主要有边梁式、中梁式和综合式等几种；目前国内外卡车普遍采用边梁式车架结构。
图28 边梁式车架结构图
车架钢板材料：汽车大梁不但承受较大的静载荷，而且要承受一定的冲击、振动等，要求钢板强度好、耐疲劳、具有良好的冲压性能和冷弯性能。目前在汽车制造中，车架纵梁一般都选用汽车纵梁专用高强度低合金钢热轧厚钢板作为板料，目前常用的有16MnL、510L、610L、Q550、Q620等，用以制造车架纵梁和横梁等结构件。因为这种钢板具有良好的塑性加工性能、冲压性能、冷弯性能和焊接性，强度和刚度能满足汽车车架使用要求，因此在汽车车架中使用很广。车架用板料主要是以锰为固溶元素的低合金钢，材料存放的时间不宜过长，材料表面的锈蚀层,氧化皮，毛刺，会影响加工质量，使设备、冲压模具加速磨损，特别是最后的油漆，影响更为严重，因此，原材料在使用时需进行前处理，常用的方法是喷砂、喷丸、涂油处理。
车架冲压工艺特点：车架纵梁、横梁制造方式不同主要体现在孔加工和成形的工艺上。车架纵梁断面呈“U”字形结构，在上下翼面和腹面.上通常分布着300~500个不同直径的孔，用于驾驶室、发动机、板簧吊耳、油箱支架、电瓶箱支架等的装配。除少部分通过孔外，80%以上孔对卡车装配的一致性、安全性至关重要。纵梁是车架的最主要构件，零件尺寸大，形状复杂，尺寸和形状精度要求高，生产所需的
设备、工装投入很大，根据目前汽车纵梁的结构类型，纵梁加工工艺主要分以下三类：①模具修边冲孔+模具成型工艺；②辊型+三面冲冲孔工艺；③模具修边冲工艺孔+平面冲冲孔+模具成型工艺。
I．模具修边冲孔+模具成型工艺其工艺流程为落料冲孔→冲多孔→弯曲成形。其中冲孔和弯曲工序多采用压力机+模具冲压方式进行。由酸洗、剪切生产线完成毛坯的准备,冲压工艺完成纵梁孔特征和形状特征的加工。适用于一品种、大批量生产方式。使用设备上主要是利用3000t-5000t压力机对平板料进行冲孔和成形加工，大型压力机连线生产。工装为大型模具，一般一种纵梁产品通常需要一套落料冲孔模与两套成形模。
图29 冲孔工艺图
II．纵梁辊型加工工艺采用辊形工艺+三面冲冲孔工艺结合进行，具体工艺流程如下:板材开卷→辊形(辊压成型) →数控三面冲冲孔→机器人等离子切割长圆孔、变翼面和燕尾→抛丸→按需校平→前宽后窄折弯。纵梁辊型加工工艺特点：①柔性化程度高，各工序衔接较好，采用自动化数控设备组合成流水线进行纵梁生产，加工精度高，劳动强度低，物流成本低、生产周期较短,特别适用于多品种、少批量的混线生产模式;②最大特点是产品切换快捷,技术资料可迅速转换为产品。可根据成形要求随时调整成形尺寸而无需更换模具。③受设备结构限制，只能生产等截面纵梁和加强梁;腹面高度变化的纵梁无法加工，生产节拍较模具加工型工艺要低。
图30 纵梁辊型加工工艺图
III．模具修边冲工艺孔+平面冲冲孔+模具成型工艺流程为：酸洗、剪切→模具修边冲工艺孔→平面数控冲冲孔→模具弯曲成形→前宽后窄折弯。以边定位的平面数控冲孔机其典型工艺路线为:剪切下料→平面数控冲孔→模具弯曲成形(槽形)；以孔定位的平面数控冲孔机其典型工艺路线为:剪切下料+模具落料冲定位孔→平面数控冲孔→模具弯曲成形(槽形)。本工艺是传统冲压工艺与数控柔性化加工工艺的继续保留了模具生产的高效率,并充分利用了教控设备的柔性化,主要适用于结构相对简单的车架的纵梁生产。其中平面教控冲孔是一种先加工孔后成形槽，最后形成纵梁的工艺方式。平面教控冲冲孔由数控平板冲孔生产线完成，该生产线一般由上料、坯料对中、进料辊道、送料机械手、冲孔压力机、出料辊道、下料等部分组成。冲一个孔的时间为1.2S左右,冲一片250个孔的纵梁时间为5分钟左右。
图31 模具修边冲孔、折弯加工工艺图
横梁冲压工艺流程：剪床下料→数控平面冲孔→用模具压弯成型→装配→油漆。纵梁加工工艺流程：①开卷→2剪板→3平面数控冲冲孔→4折弯→5合梁（内梁、外梁合在一起）→6钻孔→7内梁、外梁支架铆接装配→8表面处理（打磨、清洗、喷丸、电泳涂漆、烘干）
客车生产工艺包括备料、焊装、涂装、底盘、总装、检测6大基本事项。备料车间板材加工主要包括下料开卷（冲压件、板材、折弯、蒙皮），检验合格后进行零件成型（手工敲制、拼焊，电阻焊）。涂装车间工艺流程为：车身清洁前处理、阴极电泳→发泡、喷阻尼胶打胶→车身打磨、舱门装配→刮焊缝灰、粗刮、精刮、细刮→喷中涂漆、打磨、找补红灰（2次）→喷面漆、面漆烘烤→贴彩条、贴遮盖纸、喷彩条→油漆修补。
图32 客车车架电泳工艺
2.4节最后一部分讲的是汽车的总装。任何机器产品都是由零件装配而成的，零件的精度和产品精度的关系以及达到装配精度的方法，这些都是装配工艺所要解决的基本问题。汽车装配是汽车制造工艺过程的最终环节。它是把经验合格的数以万计的各类零件，按规定精度标准和技术要求联接组合成分总成、总成、整车，并经严格检
测程序，确认其合格的完整工艺过程。若装配不当，就不能够装出一辆合格的汽车。
汽车装配工艺指使用规定的工具，按指定的装配方法，将汽车零部件组装成符合质量要求，工艺特性的整车的过程叫做汽车装配工艺。国内各汽车制造厂汽车总装配的工艺过程大致可以分为准备、装配、检测、调整、试车、重修等环节。①准备阶段:熟悉产品结构和技术要求，确定装配的方法。②装配按一定的技术要求，将各种汽车零件、部件进行组合。同时，对于需润滑的部位加注润滑剂，对冷却系加注冷却液，基本达到组合后的汽车可以行驶的过程。包含:总成分装、汽车总装配(装配线)。③检测对装配好的整车进行多个涉及整车安全和技术性能的项目检测。如:加速、烟度检测刹车检测、侧滑检测、速度检测、轴重检测等。④调整根据检测结果，对不符合要求的车辆通过调整，消除装配中暴露的质量问题，使整机整车处于最佳工作状态。⑤试车调整合格的汽车要经过3~-5km的路面行驶试验，完成在实际运行情况下的各种试验以充分暴露质量问题，以便及时消除。⑥重修如调整和路试中暴露出的质量问题，不能在其各自的生产节奏时间内消除，要进行重修。所谓重修，一般都是更换新的零件或部件。
汽车总装配的一般技术要求：①装配的完整性。必须按工艺规定，将所有零件、部件和总成全部装上，不得有漏装、少装现象，不要忽视小零件。如螺钉、平垫圈、弹簧垫圈，开口销。②装配的完好性。按工艺规定，所装零件、部件和总成不得有凹痕、弯曲、
变形、机械损伤及生锈现象。③装配的紧固性。按工艺规定，凡螺栓、螺母、螺钉等联接件，必须达到规定的力矩要求，不允许有松动或过紧现象。应交叉紧固的必须交叉紧固，否则会造成螺母松动现象。不过，过紧会造成螺纹变形，螺母卸不下来。有些螺栓联结采用了防松装置，常用防松装置种类:弹垫防松、双螺母并紧防松、破坏螺纹防松、保险片( 丝)防松。④装配的润滑性。按工艺规定，凡润滑部位必须加注定量的润滑油或润滑脂。对发动机来说，如果润滑油过少或漏加，发动机运转起来，很快会造成齿轮磨损、拉缸现象，直到整机损坏;因此加油量必须按照工艺要求加。
汽车装配的常用方法主要有：螺纹连接法、粘接法、液体充注法、卡扣法、卡箍连接法、销连接和电器线束的插接法等。①螺纹连接法。螺钉、螺栓依靠螺纹连接，是机械装配的基本方法。螺纹连接约占汽车装配作业工作量的30%左右。个别部位的螺纹连接还需要采用手动扳手。较普遍的是采用风动扳手或电动扳手以及电动螺丝刀进行操作。②粘接法。粘接法是通过粘接剂的粘接力把相关零件粘接成一体。其中，需要采用粘接法连接的零部件和内饰件，-般是衬垫、隔音材料和车门内装饰护板等;而外饰件则包括挡风玻璃、车灯与标志件等。普通粘接操作方法是:对小件，可以先在车身上涂上粘接剂;对大件，则在零件粘接表面上上直接涂上粘接剂，随后再粘接到汽车车身的连接部位上。③液体充注法。充注法是将各种液体注入相关总成内的方法。汽车装配中需要注入的液体包括燃油、发动机机油、变速器齿轮油、散热器冷却液、动力转向液压
油、制动液、空调制冷剂、挡风玻璃洗涤液等。④卡扣法。卡扣法就是通过卡扣来连接。其操作要求是将安装在零件卡座.上的卡扣连接车身对应位置.上的安装孔，以此实现零件与车身的对接。卡扣法多用于内饰件的装配。⑤卡箍连接法。卡箍连接法就是用卡箍来束紧相关连接零件。卡箍具有钢带式、钢丝式和蜗杆传动式等类型，多用于油、气、水管路的装配与束紧。卡箍在软管和硬管插接后能对管件起到固定作用。⑥销连接法。销连接主要对零件装配起到准确定位而不起紧固作用。在汽车装配中也是如此，一般通过开口销或其他类型的销轴，实现两个相关零件连接时的定位。
2020年6月22日星期一
3.1.1节零部件原理及制造工艺主要讲述了世界各品牌汽车的突出制造工艺，雪佛兰的后桥、宾利的座椅、宝马的车身喷涂、保时捷的排气管、法拉利的发动机、F1轮胎等。
图33 新型无曲轴发动机
能源危机不断提醒人们要开发节能环保汽车，但是首要解决的问题主要还是动力来源。当前最火热的新能源汽车电池冲上风口浪尖。电池的主要材料是四大类：正极材料、负极材料、电解液、隔膜。正极材料占总成本的2/3，锂离子电池主要的正极材料用碳酸锂制成。电池在汽车中主要是电芯的安全，为了提高汽车的续航能力，现在的三元锂电池基本上取代了之前的磷酸铁锂电池。
其次了知晓了轮胎的生产大致过程，将橡胶制成条带，然后进行层层包卷，正反轮换卷，然后挤压，最后通过模具，在加热加压条件下使橡胶塑性变形，同时装入车轮钢圈。
图34 轮胎的制造成型
3.2节讲述的是汽车的整车制造，生产工艺中进行了机器人自动化加工制造，提高效率，降低成本，节约物流仓储空间。
3.1.3.4节讲述的是世界名车特斯拉车的制造过程。工序1冲压工序对钣金下料冲压，主要通过机械手完成。工序2焊装工序机械手对冲压出来的型材进行焊接。工序3涂装工序清洗、电泳、喷涂烤漆，并对外观进行检测。工序4是电池动力总成。将一节节电池进行串联组装一体。工序5总装车间主要是汽车底盘，轮胎、车身及内饰装配、动力系统装配，检查测试等。
图35 电池的组装
2020年6月23日星期二
3.1.3.5节讲述的是沃尔沃重型卡车的底盘制作工艺，驾驶室制作，发动机的制作，车身内饰及电器件安装，整体组装，道路测试及运输。3.1.3.6节讲述的是巨型卡车制造流程。车架的制作：对板料切割、焊接成型、超声波检测、打磨喷砂、喷涂。轮胎的制作：密炼橡胶、橡胶部件准备、内胎制作、模具成型、检验。液压悬挂系统的制作：液压杆制作（精车-镀铬）、液压缸准备、装配、压力测试。制动系统的制作：冷却油、摩擦盘制作、制动系统装配。电力驱动系统：电池制作、储能系统安装、柴油发电机系统安装、成组安装。控制系统调试：车身控制系统及液压系统调试。整车组装：组装场地选择。
3.1.3.7节捷豹路虎常熟工厂自动化程度已经达到90%以上，每3秒钟就会产出一个冲压件，因为该车厂生产5种型号汽车，因此需要
经常更换模具只需要10分钟就更换完成，2分钟内就会生产出1辆车身，其车身喷涂也采用先进的干式喷漆系统，实现了涂装工艺的环保无污染化。同时实现了车身和底盘的自动合装工序，提升了效率，提高了装配精度。
目前汽车工业正朝着智能化信息化方向发展，各国汽车工业人才都在相互交流，完成汽车的研发制造，工业物流，智能化、模拟仿真等也逐渐应用在汽车生产制造的各个环节，正在实现汽车制造4.0。
2020年6月24日星期三
3.2节讲述的是飞机的制造工艺。涡轮叶片是燃气涡轮发动机中压气机的重要组成部件，许多的涡轮叶片实际是为了更好地发挥压气机的功能，同时涡轮叶片的排列方式、形状、选材等也很有讲究。涡轮叶片由定子叶片和转子叶片交错组成，一对定子叶片与转子叶片成为一级，级数越多，涡轮压缩空气的能力就越强，发动机的性能越高。但是随着级数的增加，越靠后的叶片要承受的压力就越大，为了防止出现前级空气压力低而后级压力高所导致的空气反向膨胀现象，一般会在五、六级叶片之间放置放气环，使得叶片能够在压力异常时自动调节转速。另外，不同的发动机所采用的叶片形状也是不同的，大型的压气机为了满足更高的性能要求，一般会采用圆弧窄叶片，而小型压气机则可能会采用机翼型叶片或者平板曲线后向叶片。由于航空飞机的涡轮在高速运转时会产生高温，所以航空飞机所采用的叶片通常
会使用高温合金或者单晶材料制作，以确保叶轮在高热环境下不易受损，保证飞行安全。
图36 涡轮叶片
飞机的机翼其主要结构采用的是高硬度碳纤维与树脂的复合材料设计。从结构上看，机翼形式为双梁单块式把冲压成型的前后翼梁和翼肋，用链接角片铆接起来，这样做成的机翼内主承力结构使得机翼就不会很薄。而机翼的外部结构则需运用数控机床和自动编带机来协助作业，为了使机翼在飞行过程中受到的阻力小，蒙皮应力求光滑，减小它在飞行中的凹凸变形。将带宽为300㎜的材料放入编带机内，在机器的纸幅张力控制系统保障下，碳纤维材料会被压实在蒙皮层，同时机器所配备的两个超声波刀片，可在材料下压的过程中，能对未固化的部件的余料进行切割，保证蒙皮极高的贴合性。
图37 机翼蒙皮的制造过程
除了涡轮机叶片，航空发动机也显示着一个国家飞机制造业的水平，航空发动机中最为关键的部件是航天轴承，目前，我国的SiN4氮化硅混合陶瓷融合了不锈钢与陶瓷的优点，在400℃还能保持原有硬度，800℃才会失效，隶属于高功能轴承技术范畴，这种混合陶瓷轴承可以在无润滑油的状态下还能正常工作，其转速可达到金属轴承的1.5倍，大大提高了发动机的效率。
2020年6月25日星期四
锻造虚拟实验
蒸汽-空气模锻锤原理：当操作操纵手柄时，使滑阀处于上面位置时，压力蒸汽或压缩空气由进气管经滑阀气缸进入工作气缸的上部空间，推动活塞带动锤杆向下运动，工作缸下部的废气则由滑阀气缸
上的排气管排出，当滑阀移至气缸底部时，压力蒸汽则进入工作气缸的下部，将活塞顶起。
图38 锻压原理图
热模锻压力机有多种形式，其中楔式热模压机的传动模型是：巨大的曲轴通过连杆和楔块将旋转运动转变为滑块的往复运动，对坯料进行锻压，压力机一般都有锻件顶出装置，热模压机的滑块行程在锻造过程中是固定不变的，一次下压即可完成一个变型工步。
图39 楔式热模压机
齿轮毛坯的锻造过程：夹取毛坯放入镦粗模堂，拉动控制杆完成镦粗，接着将初步镦粗的毛坯放入预锻模堂，拉动控制杆完成预锻，然后再将预锻好的毛坯放入终锻模堂, 拉动控制杆完成终锻。终锻完成后放入传送带进行切边工序，切边完成后，齿轮毛坯的锻造过程就完成了。
图40 齿轮毛坯的锻造
弯曲连杆的锻造过程：夹取毛坯放入拔长模堂，拉动控制杆完成拔长，接着将拔长的毛坯放入滚挤模堂，拉动控制杆完成滚挤，然后再将滚挤好的毛坯放入压弯模堂, 拉动控制杆完成压弯，压弯完成后放入终锻模堂, 拉动控制杆完成终锻，终锻完成后放入传送带进行切边工序，切边完成后，弯曲连杆的锻造过程就完成了。
图40 弯曲连杆的锻造
2020年6月26日星期五
卡车装配流水线虚拟实验
卡车的装配顺序：车架上线→落装柴油滤清器、油箱托架→方向机装配→消声器、备胎升降设备装配→落装中后桥→落装前桥→传动轴装配→车架翻转→落装发动机→水箱中冷合件装配→电瓶装配→备胎、轮胎装配→落装车身→空气滤清器、引气管装配→油料加注→卡车调试。
图41 装配完成待调试的卡车
2020年6月29日星期一
柴油发动机工作原理及拆装虚拟实验或汽油发动机工作原理及拆装虚拟实验（二选一）
图42 汽油发动机的工作原理图
2020年6月30日星期二
承载式轿车白车身结构与装配虚拟实验
承载式车身主要结构件和覆盖件焊接在一起的,形成框架结构，有助于在碰撞时保护车内成员，由于没有独立车架，质心低，行驶稳定性较好，内部的空间更大，汽车可以小型化;结构紧凑,质量轻，车身刚性较大，有助于向整个车身传递和分散冲击能量，使远离冲击点的一些部位也会变形。
图43 车身结构分解图
图44 车身结构总成分布图
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