汽车制造工艺学教案新.docx

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汽车制造工艺学教案新

教案

（2017—2018学年第一学期）

专业名称：

汽车制造与应用

课程名称：

《汽车制造工艺》

授课班级：

16中专汽修班

授课教师：

王禄春

组别：

汽修组

绵阳职业技术学院中专教学部

绵阳职业技术学院中专教学部教案

授课教师信息

姓名

王禄春

职称

中一

授课老师所在组

汽修组

授课课程信息

总学时

理论课30学时；实操课0学时

周学时

4

考核方式

期末统考

授课对象信息

授课对象所在部

中专部

授课对象班级

16中专汽修班

教研组检查情况：

教务处检查情况：

绵阳职业技术学院中专教学部首页

教研组：

汽修组授课教师：

授课

名称

汽车制造工艺的基本概念

课次

1

审批签字（组长）

主要教学内容（任务与案例）

1.汽车生产工艺过程的定义

2.汽车制造工艺流程的定义

授课时数

4

授课时间

授课班级

16中忖汽修班

参考教材：

英语基础模块1

章

节

页次

第一章

3

12

教学目标

知识

目标

1、汽车生产工艺过程的定义

2.汽车制造工艺流程的定义

能力

目标

1.汽车毛坯零部件的获得方法

2.零部件精度的获得方法

素质

目标

了解铸造、锻造、焊接、压制等车辆生产方法

教学重点

（突破方法）

教学难点

（处理方法）

了解铸造、锻造、焊接、压制

通过讲解、类比、观看视频

教具、资源、PPT

（资源链接）

PPT

拟留作业

绵阳职业技术学院中专教学部提纲

课程名称

汽车制造工艺基础

课程编号

0302004

总学时数

总学时72理论学时68实践学时4

学分数

课程类型

必修课

（）校级公共课（√）专业课（）基础课或专业基础课

选修课

（）限选课（）任选课

授课年级专业班级

××级汽车装配与制造技术

授课方式

课堂讲授为主

考核方式

（√）考试（）考查

教学目标及基本要求

《汽车制造工艺基础》是汽车制造与装配技术等相关专业的一门专业课程。

它是研究汽车零（部）件如何有效地进行机械加工的技术学科。

其任务是通过本课程的学习，使学生获得汽车制造过程中汽车零件毛坯的成形、汽车零（部）件的制造加工工艺、汽车装配工艺、汽车轻量化等基本知识；熟悉汽车生产过程及汽车零（部）件的加工工艺过程、加工方法和保证汽车装配质量的工艺方法；学会应用这些知识去分析处理汽车生产中如何改善汽车产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本的工艺途径等问题；也为学生毕业后从事汽车制造奠定一定的工艺基础，以适应现代汽车工业高速发展对高技能应用型人才的需要。

教材

名称

汽车制造工艺基础

作者

王永伦

出版社

机械工业出版社

出版时间

参

考

书

1．机械制造工艺与夹具

作者

兰建设

出版社及出版时间

机械工业出版社，2009.

2．汽车制造工艺

作者

赵桂范，杨娜

出版社及出版时间

北京大学出版社，2008.

3．汽车制造工艺学

作者

王宝玺，贾庆祥

出版社及出版时间

机械工业出版社，2007

授课教师

职称

系部

车辆（汽车）工程系

授课学期

第三或第四学期

注：

表中（）选项请打“√”。

绵阳职业技术学院中专教学部

章次及

名称

第一章汽车制造工艺过程基本知识

学时数

6

授课周数

第1-2周

授课方式

（√）理论课（）试验课（）实习

教学目的与要求

了解汽车生产过程和工艺过程的概念，掌握机械加工工艺过程的组成和获得加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）的方法，熟悉汽车制造的生产类型及其工艺特征，并对本课程的教学要求和学习方法有一定了解。

教学重点与难点

教学重点：

汽车生产过程及工业过程的组成；工序、工步、工位的概念；汽车生产类型；汽车零件常用毛坯形状获得的工艺方法；零件机械加工尺寸和形状的获得方法。

教学难点：

工序、工步的概念；机械加工精度的获得方法。

教学方法与手段

教学方法：

以课堂讲授、启发式为主，穿插案例式、引导式和提问式教学方法。

教学手段：

以多媒体课件为主，其中穿插图示、视频、实物展示，配合适当板书。

教学内容提要与

学时分配

内容提要

学时

辅助手段

一、课程引入

课程的主要任务、主要内容、学习本课程的主要任务及要求、课程的特点及学习方法等。

《汽车制造工艺基础》是汽车制造与装配技术等相关专业的一门专业课程。

它是研究汽车零部件如何有效地进行机械加工的技术学科。

其任务是通过本课程的学习，使学生获得汽车制造过程中汽车零件毛坯的成形、汽车零（部）件的制造加工工艺、汽车装配工艺、汽车轻量化等基本知识；熟悉汽车生产过程及汽车零（部）件的加工工艺过程、加工方法和保证汽车装配质量的工艺方法；学会应用这些知识去分析处理汽车生产中如何改善汽车产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本的工艺途径等问题；初步学会从工艺观点分析和评价汽车零、部件的结构工艺性。

也为学生毕业后从事汽车制造奠定一定的工艺基础，以适应现代汽车工业高速发展对高技能应用型人才的需要。

二、汽车生产过程及工艺过程

1．机械加工工艺过程是采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的过程；装配工艺过程是把零件装配成机器并达到装配要求的过程。

机械加工工艺过程和装配工艺过程是本课程研究的两项主要内容。

2．机加工过程的基本单元是工序，工序以下的安装、工位、工步、

走刀的层级关系是：

工序→工位→安装→工步→走刀。

各部分加工过程的划分都有明确的定义。

三、汽车生产的组织形式

企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划称生产纲领，包括备品和废品在内。

根据生产纲领确定生产类型,生产类型有大量、大批、中批、小批、单件五种，不同的生产类型有不同的工艺特征。

四、汽车零件毛坯形状的获得方法

汽车上的许多零件是由铸造、模锻和冲压制成的。

1．铸造工艺的分类、工艺过程、优点。

2．模锻工艺的分类、工艺过程、优点。

五、毛坯精化近净成形工艺简介

1．精密铸造：

压力铸造、熔模铸造。

可获得少无切屑加件工零件毛坯。

2．精密模锻：

可获得少无切屑加件工零件毛坯。

六、汽车零件机械加工尺寸和形状的获得方法

加工精度指零件加工后的几何参数（尺寸、形状和相互位置）与理想几何参数相符合程度。

实际几何参数与理想几何参数的偏离程度称为加工误差。

某种加工方法的经济加工精度：

指在正常的工作条件下（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到的加工精度。

1．零件机械加工尺寸的获得方法：

试切法、调整法、定尺寸刀具法、主动测量法、自动控制法

2．零件机械加工形状的获得方法：

轨迹法、仿形法、成形法、展

成法。

3．零件表面相互位置精度的获得方法：

一次装夹法、多次装夹法

七、小结

6

（√）板书

（）实物

展示

（√）视频

（√）电子教案

讨论、练习、作业

课堂讨论：

1．学习本课程的目的、要求是什么本课程的特点是什么

2．工序、工步、走刀、安装、工位的定义是什么

作业：

思考与练习题：

选择布置

备注

通过课堂讲授，同学们初步了解了本课程在专业课程体系中的重要性、学习本课程的方法，初步掌握机械加工工艺过程的相关概念。

讲解时，突出采用以下教学方法以提高教学效果：

1．强调不论制造业发展到什么水平，都离不开本课程涉及的工艺理论的基本内容，从而突出本课程的基础性、必要性、重要性。

2．在对“工序、工步、走刀、安装、工位”进行讲解时，做到逐字逐句理解概念，并辅以多个案例说明；它们之间的层级关系用一个树形图阐明，最后举一个综合实例加以巩固。

绵阳职业技术学院中专教学部

章次及

名称

第二章机床夹具

学时数

5

授课周数

第2-3周

授课方式

（√）理论课（）试验课（）实习

教学目的与要求

了解机床夹具的分类、组成及其在机械加工中的作用。

掌握机床专用夹具的组成、类型、特点及应用。

熟悉车床、钻床、铣床类夹具的基本结构及设计要求。

熟悉专用夹具的设计要求和步骤。

培养学生分析问题解决问题的能力，使学生具备正确使用和设计机床专用夹具的能力。

教学重点与难点

教学重点：

夹具的概念、分类及组成；钻床、铣床、车床专用夹具的基本结构。

教学难点：

钻床、铣床、车床专用夹具的基本结构。

教学方法与手段

教学方法：

以课堂讲授、启发式为主，穿插案例式、引导式和提问式教学方法。

教学手段：

以多媒体课件为主，其中穿插图示，配合适当板书。

教学内容提要与

学时分配

内容提要

学时

辅助手段

一、机床夹具的作用及分类

1．夹具的概念：

机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。

其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。

2．夹具的作用：

稳定地保证工件的加工精度；缩短辅助时间，提高劳动生产率；改善劳动条件，降低生产成本；扩大机床的加工范围。

3．夹具的分类：

通用夹具；专用夹具；可调夹具；组合夹具；随行夹具。

1）通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定的通用性，可

以用来装夹一定形状和一定尺寸范围内的各种工件，而不需进行特殊调整的夹具。

如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、万能分度头、回转工作台、机用平口钳等。

2）专用夹具为满足某一工件的某道工序加工而专门设计的夹具。

这

类夹具能提高零件加工的生产率，且操作方便，安全可靠，但设计与制造周期长，费用较高，生产对象变化后无法再用，故适用于加工对象固定的成批生产。

3）可调整夹具是指加工完一种工件后，通过调整或更换原夹具上

个别元件就可加工形状相似，尺寸相近工件的夹具。

一般分为通用可调夹具和成组夹具。

4）组合夹具是指按某种工序的加工要求，将一套专门设计、制造

的标准元件组装而构成的夹具。

其灵活多变、功能强、制造周期短、元件可重复使用。

因此，特别适用于新产品的试制和单件小批生产，在数控加工中应用较多，是夹具发展的方向。

4．夹具的组成：

各类机床夹具的结构不同，但一般是由定位元件、夹紧装置、夹具体和其它装置或元件组成。

二、典型机床夹具

1．钻床夹具：

钻床上进行孔加工所用的夹具称钻床夹具。

钻床夹具因大都具有刀具导向装置，习惯上又称为钻模。

钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。

钻模根据其结构特点可分为固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、

盖板式钻模和滑柱式钻模等。

2．铣床夹具：

铣床夹具主要用于加工零件上的平面、键槽、缺口

及成形表面等。

定向键和对刀装置是铣床夹具的特殊元件。

按不同的进给方式将铣床夹具分为直线进给式，圆周进给式和仿形

进给式三种类型。

3．车床夹具：

车床夹具主要用于加工零件的内外圆柱面、圆锥面、

回转成形面、螺纹及端平面等。

车床夹具的类型：

通用夹具：

三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、花

盘、前后顶尖、拨盘与鸡心夹头等。

专用夹具可分为以下三类：

心轴类车床夹具、角铁式车床夹具、卡盘式车床夹具、花盘式车床夹具。

三、专用机床夹具设计的要求和步骤

四、小结

5

（√）板书

（√）实物

展示

（√）投影片

（√）电子教案

讨论、练习、作业

课堂讨论：

为何在大批量零件机械加工中需采用专用机床夹具

作业：

思考与练习题：

选择布置

备注

通过课堂讲授，学生初步了解钻床、铣床、车床夹具的结构类型及其特点，初步掌握钻床、铣床、车床夹具的设计要点，能对夹具进行分析。

案例教学是本章的主要教学手段，学生只有通过讲读一个个具体的夹具图才能对类型、使用场合、设计要点有所了解。

因此，选择的夹具应该典型、组成部分完整，但结构不宜太复杂，便于学生在听课较短的时间内就能读懂夹具的设计要领。

绵阳职业技术学院中专教学部

章次及

名称

第三章工件的定位与装夹

学时数

10

授课周数

第3-5周

授课方式

（√）理论课（）试验课（）实习

教学目的与要求

掌握基准的概念及其分类；掌握工件定位的基本原理；熟悉各种定位方法及定位元件。

了解机械加工对夹紧装置的要求；学会确定夹紧力三要素。

熟悉各种典型的夹紧机构、机动夹紧装置、定心夹紧装置。

教学重点与难点

教学重点：

六点定位原理；工件定位中的几种情况；常用定位元件及夹紧装置。

教学难点：

六点定位原理。

教学方法与手段

教学方法：

以课堂讲授、启发式为主，穿插案例式、引导式和提问式教学方法。

教学手段：

以多媒体课件为主，其中穿插图示，配合适当板书。

教学内容提要与

学时分配

内容提要

学时

辅助手段

一、基准的概念及分类

1．基准的概念：

用以确定工件加工时所依据的那些点、线、面。

2．基准的分类：

根据功用不同，可分为：

1）设计基准：

零件图上的基准。

2）工艺基准：

在加工和装配工艺过程中使用的基准。

按用途不同又可分为：

工序基准：

工序图上的基准。

定位基准：

加工时使工件在机床或夹具中占据一正确位置的基准。

测量基准：

测量已加工表面尺寸及位置的基准。

装配基准：

装配时，用以确定零件（部）件在产品中的位置的基准。

二、工件在机床或夹具中的定位

定位：

工件在机床或夹具中占据某一正确位置的过程。

1．工件的六点定位原理

六点定位原理：

任何一个未被约束的刚体，在空间可以向任何方向移动和转动，要使工件在空间处于相对固定不变的位置，必须限定其x、y、z三个方向上的六个自由度（三个移动，三个转动）。

限制方法是：

用相当于六个支承点的定位元件与工件的定位基面相“接触”来限制。

2．工件定位中的几种情况

1）完全定位：

限制了工件的全部自由度。

2）不完全定位：

根据加工要求，限制少于六个自由度的方法。

如三爪卡盘、平面电磁吸盘等。

3）欠定位：

根据加工要求，未能满足其限制的自由度数目，举例。

4）过定位：

重复限制工件自由度的定位，举例。

欠定位不允许，过定位一般是不允许的，因为它可能产生破坏定位、工件不能装入、工件变形或夹具变形等后果。

但如果工件与夹具定位面的精度都较高，过定位不仅是允许的，而且能增加定位的稳定性。

三、工件在夹具中的定位方式及其定位元件

1．工件以平面定位：

支承钉、支承板、可调支承、自位支承、辅助支承。

2．工件以圆孔定位：

圆柱定位销、圆柱定位心轴、小锥度心轴、圆锥定位销。

3．工件以外圆柱面定位：

V形块、定位套、半圆套。

4．工件组合表面定位：

前后顶尖孔、一孔一端面、一长孔一外圆、一面两孔等。

四、工件的装夹：

1．工件装夹的基本要求：

正确定位；合理夹紧。

2．工件的装夹方法：

直接找正法、划线找正法、夹具装夹法。

五、工件的夹紧及夹紧装置。

1．夹紧装置的组成：

1）力源装置2）中间传动机构3）夹紧元件

2．夹紧力的确定

夹紧力方向的确定：

1）夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面。

2）夹紧力的方向应尽量与切削力、工件重力方向相同。

3）夹紧力的方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致。

夹紧力作用点的确定：

1）夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。

2）夹紧力的作用点应落在工件刚性最好的部位。

3）夹紧力作用点应尽量靠近被加工表面，以减小对工件造成的翻转力矩。

3．常用典型夹紧机构

斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、圆偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、定心夹紧机构、联动夹紧机构等的基本结构及其特点和应用。

4.夹紧机构动力装置

气动、液压、气液联合等夹紧动力装置。

六、小结

10

（√）板书

（）实物

展示

（√）投影片

（√）电子教案

讨论、练习、作业

课堂讨论：

如何正确选择零件机加工的定位工艺基准

作业：

思考与练习题：

选择布置

备注

通过课堂讲授，同学们初步理解六点定位原理，了解一些常用定位元件、工件如何正确夹紧、典型夹紧装置结构特点及其应用场合。

在本章教学中以下问题要作强调：

关于定位元件的定位特性，注意可调支承、自位支承与辅助支承之间的区分。

可调支承仅是支承点位置可以调整，其它特性与固定支承相同；自位支承是增加与工件的接触点数，提高工件的装夹刚度和稳定性，但其作用相当于1个固定支承；而辅助支承也是提高工件的装夹稳定性和刚性，但不起定位作用。

以了解夹紧装置的结构、特点为主，重在能借鉴应用，对其中涉及的自锁计算过程不作掌握性要求。

夹紧力的计算实际中应用得少，也不作介绍。

本节的讲课方式是多举例，多看典型结构。

绵阳职业技术学院中专教学部

章次及

名称

第四章机械加工质量

学时数

6

授课周数

第6-7周

授课方式

（√）理论课（）试验课（）实习

教学目的与要求

了解机械加工精度和表面质量的内容及评定指标。

了解机械加工精度和表面质量的主要影响因素，掌握保证机械加工精度和表面质量要求的工艺措施。

了解表面质量对机器零件使用性能、寿命、可靠性的影响。

教学重点与难点

教学重点：

机械加工精度和表面质量的内容及评定指标，保证机械加工精度和表面质量要求的工艺措施。

教学难点：

表面质量对机器零件使用性能、寿命、可靠性的影响。

教学方法与手段

教学方法：

以课堂讲授、启发式为主，穿插案例式、引导式和提问式教学方法。

教学手段：

以多媒体课件为主，其中穿插图示，配合适当板书。

教学内容提要与

学时分配

内容提要

学时

辅助手段

一、机械加工精度及其内容

1．机械加工精度的概念

加工精度指零件加工后的几何参数（尺寸、形状和相互位置）与理想几何参数相符合程度。

实际几何参数与理想几何参数的偏离程度称为加工误差。

2．加工精度的具体内容：

尺寸精度、几何精度

二、影响机械加工精度的主要因素

1．机床误差

1）主轴的回转运动误差：

指主轴实际回转轴线相对理论回转轴线的“漂移”。

有三种基本情况：

轴向窜动、径向跳动和角度摆动。

2）导轨导向误差：

导轨在水平面内直线度误差的影响；导轨在垂直面内直线度误差的影响；导轨面间平行度误差的影响；导轨对主轴轴心线平行度误差的影响。

3）机床的传动误差

所谓传动链的传动误差，是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。

2．刀具误差

一般刀具的磨损会影响加工误差；定尺寸刀具的制造误差、磨损、安装使用不当影响加工尺寸精度；成形刀具的制造误差及磨损影响形状精度。

3．工艺系统的受力变形及其对加工精度的影响

1）机床刚度及其对加工精度的影响

机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。

2）工件刚度及其对加工精度的影响。

3）夹紧力引起的加工误差。

4）刀具刚度及其对加工精度的影响。

5）复映误差。

是指毛坯加工余量不均，材料硬度变化导致切削力大小变化而引起的加工误差。

6）控制工艺系统受力变形的主要措施：

减小切削力，补偿工艺系统有关部件的受力变形，提高工艺系统刚度等。

4．工艺系统的热变形及其对加工精度的影响。

5．工件内应力引起的变形。

6.其他原因对机械加工精度的影响。

试切法调整、按定程机构调整、用样板或样件调整产生的误差。

三、表面质量的形成及主要影响因素

机械加工表面质量的内容：

表面质量是零件加工后表面层状态完整性的表征，表面质量的含义包括表面的几何特征和表面层物理力学性能两个方面。

表面的几何特征：

表面粗糙度（L/H<50）、表面波度（50

表面层物理力学性能：

加工硬化、金相组织变化、表面层残余应力。

四、表面质量对零件使用性能的影响

五、小结

6

（√）板书

（）实物展示

（√）投影片

（√）电子教案

讨论、练习、作业

课堂讨论：

作业：

思考与练习题：

选择布置

备注

本章提到的“误差”名词很多，首先给学生一个清晰的框架不要搞混，在讲解时，突出以下教点：

误差敏感方向是个重要概念，在进入误差分析前需提出、讲明，使学生要明确并不是所有原始误差都对加工精度有影响。

以机床几何误差为重点分析工艺系统的几何误差对加工精度的影响规律，注意说明该原始误差仅对某些表面的加工产生影响，在不同的场合影响的程度又有所不同。

掌握分析的方法，如何采取措施便不难理解。

本节讲解用大量图例说明，学生也在课后通过误差诊断练习达到教学要求。

绵阳职业技术学院中专教学部

章次及

名称

第五章机械加工工艺规程

学时数

8

授课周数

第7-9周

授课方式

（√）理论课（）试验课（）实习

教学目的与要求

了解机械加工工艺规程在生产中的作用。

掌握制定机械加工工艺规程的主要工艺文件（工艺过程卡片、工序卡片）等的格式及内容。

了解工艺规程制定步骤和内容。

掌握工艺路线制定：

定位基准、表面加工方法的合理选择，加工阶段的划分，工序的组成和安排。

初步掌握工序设计中加工余量、工序尺寸的确定、机床（设备）和工艺装备的选择。

了解提高机械加工生产效率的工艺途径和成组技术的应用。

教学重点与难点

教学重点：

定位基准、表面加工方法的合理选择，加工阶段的划分，工序的组成和安排。

教学难点：

定位基准的合理选择，工序的组成和安排；工艺规程的制订。

教学方法与手段

教学方法：

以课堂讲授、启发式为主，穿插案例式、引导式和提问式教学方法。

教学手段：

以多媒体课件为主，其中穿插图示，配合适当板书。

教学内容提要与

学时分配

内容提要

学时

辅助手段

一、概述

1．机械加工工艺规程的概念、作用

机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的技术文件。

2．工艺规程的内容、格式

内容：

工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目用检验方法、切削用量、时间定额等。

格式：

机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡、机械加工工序卡等。

二、工艺路线的制定

1．定位基准的选择

粗基准：

在加工的起始工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作定位基准，则该表面称为粗基准。

精基准：

利用已经加工过的表面作定位基准，称为精基准。

粗基准的选择考虑两个问题：

一是合理分配各加工表面的加工余量。

二是保证加工面与不加工面之间的相互位置关系。

精基准的选择原则：

基准重合原则；基准统一原则；自为基准原则；互为基准原则；便于装夹原则

2．表面加工经济精度和加工方法的选择

加工方法要结合以下几方面要求选择：

①加工精度②表面粗糙度③零件结构形状、尺寸大小④材料⑤要考虑生产纲领⑥应考虑本厂的现有设备和生产条件

3．加工阶段的划分

粗加工阶段：

切除各加工表面大部分加工余量，主要考虑生产率。

半精加工阶段：

完成一些次要表面的终加工（钻孔、攻丝、铣键槽等），并为主要表面的精加工做好准备。

精加工阶段：

保证各主要表面达到图纸要求，主要任务是保证加工质量。

光整加工阶段：

提高尺寸精度和降低表面粗糙度值

4．加工工序的安排

1）机械加工工序的安排原则

先主后次：

先安排主要表面化的加工顺序，次要表面的加工适当穿插在主要表面之间。

先粗后精：

即粗加工在前，精加工在后,粗精分开。

先基准后其它：

先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工其它表面，以保证加工质量