汽车制造工艺学

“汽车制造工艺学”是车辆（汽车）工程专业的一门主干专业基础课，所涉及的基本理论与基本技能是该专业学生知识体系中的重要组成部分。针对专业课程的特点，本书继承了传统内容的精华，吸收当代汽车技术的发展成果，着眼于新型汽车人才的培养需求，以“加强工艺理论基础，突出汽车制造特点，紧跟汽车行业热点，着重学生能力培养”作为编写指导思想，以汽车制造工艺的基础知识、基本理论和基本方法为主线，在传承传统制造工艺的同时，还介绍了一些先进制造工艺方法，系统地构建了汽车制造工艺学的课程体系。
本书具有以下特色： 
（1） 具备完整的知识体系。本书不仅涵盖了机械加工工艺及装配工艺、加工质量和夹具设计等方面的基本理论和知识，还把汽车工业常用工程材料的内容纳入其中，实现两者的有机结合。
（2） 理论联系实际，注重实用。紧密结合汽车制造中的生产实例，阐述汽车制造工艺的基本知识和基本理论，旨在培养学生分析和解决实际问题的能力。
（3） 重点突出，简明扼要。在介绍汽车制造工艺基本理论时，力求做到详略得当、通俗易懂，又不失系统性和严谨性。在介绍具体工艺方法时，尽可能对典型案例深入剖析，以便学生掌握规律和细节。
（4） 关注前沿，推陈出新。结合现代汽车制造技术的发展，充实汽车制造的新技术新工艺，聚焦智能制造，体现产业需求。
（5） 配套齐全，以练促学。每章后面列有思考题和分析计算题，便于学生理解和掌握基本内容，培养学生的思维方法，提高综合运用所学知识解决实际问题的能力。
本书由刘璇任主编，武春龙、王刚、安玉民任副主编。编者具体分工如下： 第3章、第6章、第7章由刘璇编写，第1章、第4章、第10章由武春龙编写，第8章、第9章由王刚编写，第2章、第5章由安玉民编写。全书由刘璇统稿定稿。陈勇教授对书稿进行了详细的审校并提出了许多宝贵的建议和意见，在此表示由衷的感谢！在编写过程中河北工业大学王金刚教授、张小俊教授给予了无私的帮助和支持，谨此表示衷心感谢！本书参考了国内外出版的一些教材，谨此向有关作者表示诚挚的谢意！并向所有关心和帮助本书出版的人士表示感谢！
由于编者水平有限，书中难免有错漏和不妥之处，敬请业内专家、同行及广大读者批评指正。
编者2020年4月

全书共分十一章，内容包括：汽车制造工艺过程概述，汽车制造用工程材料，工件的装夹和机床夹具，汽车零件表面的加工方法，汽车零件的机械加工质量，机械加工工艺规程制定，尺寸链原理与应用，汽车产品设计的工艺性，典型零件制造工艺，汽车车身制造工艺基本知识，汽车制造的新技术新工艺。每章后面均附有与课程内容紧密相关的思考题和分析计算题。

刘璇，女，博士，讲师，2010年毕业于河北工业大学，现于河北工业大学机械学院车辆工程系任教。主要研究方向为先进制造技术、智能机器人技术，参与完成“硬脆难加工材料的超精密复合加工技术及应用”获得河北省科技进步二等奖，参编图书《警用机器人》。
武春龙，男，博士，讲师，2015年毕业于浙江大学，现于河北工业大学机械学院车辆工程系任教。主要研究方向为智能制造、智能产品设计方法。参编图书《工程中的创意产生过程与方法》。
安玉民，男，博士，硕士生导师。2016年毕业于哈尔滨工业大学，现于河北工业大学机械学院车辆工程系任教。主要研究方向为新能源汽车全固态电池材料与汽车轻量化工艺-材料-结构一体化设计。

第1章汽车制造工艺过程概述

1.1汽车制造业的特点

1.2汽车生产的工艺过程

1.3汽车产品的生产性质、生产纲领和生产类型

1.3.1生产纲领

1.3.2生产类型和生产方式

1.3.3不同生产类型的工艺特征

1.4制造自动化技术发展过程及发展趋势

1.4.1发展过程

1.4.2发展趋势

1.5计算机辅助工艺设计

1.5.1概述

1.5.2CAPP系统的分类

1.6自动化制造系统

1.6.1柔性制造单元和柔性制造系统

1.6.2计算机集成制造系统

1.6.3智能制造系统

习题

第2章汽车制造用工程材料

2.1汽车制造中常规工程材料

2.1.1金属材料

2.1.2非金属材料

2.1.3复合材料

2.2汽车轻量化、塑料化及新型材料

2.2.1高强度钢

2.2.2有色合金

2.2.3新型材料

2.3汽车用主要塑料制品及其成型工艺

2.3.1汽车用主要塑料制品

2.3.2塑料的成型工艺

2.4纤维增强复合材料及其在汽车中的应用

2.4.1纤维增强复合材料

2.4.2复合材料的组成

2.4.3碳纤维复合材料

习题

第3章工件的装夹和机床夹具

3.1工件的装夹方法

3.2基准的概念

3.2.1基准的分类

3.2.2基准间的相互关系

3.3工件定位的基本规律

3.4机床夹具的组成和分类

3.4.1机床夹具的概念及功用

3.4.2机床夹具的组成

3.4.3机床夹具的分类

3.5夹具的定位元件

3.5.1对定位元件的要求

3.5.2定位元件的类型

3.6定位误差的分析与计算

3.6.1定位误差及其计算方法

3.6.2定位误差的分析计算

3.7工件的夹紧及夹紧装置

3.7.1夹紧装置的组成及要求

3.7.2夹紧力的确定

3.7.3常用的典型夹紧机构

3.8典型夹具设计

3.8.1钻床夹具

3.8.2铣床夹具

3.8.3镗床夹具

3.8.4组合夹具

3.8.5成组夹具

3.8.6随行夹具

3.9专用机床夹具设计的基本要求和步骤

习题

第4章汽车零件表面的加工方法

4.1车削、钻削和铰削

4.1.1车削

4.1.2钻削

4.1.3扩孔

4.1.4铰孔

4.2铣削、拉削、镗削和磨削

4.2.1铣削加工

4.2.2拉削加工

4.2.3镗削加工

4.2.4磨削加工

4.3精整、光整加工

4.3.1研磨

4.3.2珩磨

4.3.3超精加工

4.3.4表面强化工艺

4.4数控加工技术

4.4.1数控技术与数控机床

4.4.2数控机床的加工原理

4.4.3加工中心

4.4.4数控加工的特性

4.4.5数控程序的编制

4.5齿面加工

4.5.1齿面加工方法分类

4.5.2插齿原理及运动分析

4.5.3滚齿加工原理及运动分析

4.5.4蜗轮滚刀的工作原理

4.5.5剃齿

4.5.6珩齿

4.5.7磨齿

4.6电火花加工

习题

第5章汽车零件的机械加工质量

5.1机械加工质量的基本概念

5.1.1机械加工精度

5.1.2机械加工表面质量

5.2影响机械加工精度的主要因素

5.2.1工艺系统初始状态产生的误差

5.2.2工艺过程产生的误差

5.3影响机械加工表面质量的主要因素

5.3.1切削加工中影响表面粗糙度的因素

5.3.2磨削加工中影响表面粗糙度的因素

5.3.3影响表面层物理、力学性能变化的因素

5.4提高机械加工质量的工艺途径

5.4.1改善设计工艺性

5.4.2提高机械加工精度的工艺途径

习题

第6章机械加工工艺规程制定

6.1机械加工工艺规程概述

6.2工艺路线的制定

6.2.1定位基准的选择

6.2.2加工方法的选择

6.2.3加工阶段的划分

6.2.4加工工序的划分

6.2.5加工顺序的安排

6.3工序设计

6.3.1加工余量的概念

6.3.2影响加工余量的因素

6.3.3加工余量的确定方法

6.3.4机床设备及工艺装备的选择

6.3.5切削用量的确定

6.3.6时间定额的确定

6.4工艺方案的技术经济分析

6.5提高机械加工生产率的工艺途径

6.5.1缩短单件时间定额的工艺措施

6.5.2采用自动化技术

习题

第7章尺寸链原理与应用

7.1尺寸链的基本概念

7.1.1尺寸链和尺寸链图

7.1.2尺寸链的组成

7.1.3增减环的判别方法

7.1.4尺寸链的类型

7.1.5机械制造中应用尺寸链的意义

7.2尺寸链的基本计算公式

7.2.1尺寸链问题类型

7.2.2直线尺寸链的计算

7.2.3平面和空间尺寸链的计算

7.3装配尺寸链的建立

7.3.1装配精度

7.3.2查找装配尺寸链的方法

7.3.3保证装配精度的方法

7.4工艺尺寸链的应用

7.4.1工艺尺寸链的基本概念

7.4.2工艺尺寸链的分析与计算

习题

第8章汽车零部件结构工艺性

8.1概述

8.2汽车零件的机械加工工艺性

8.2.1零件的标准化和系列化程度

8.2.2采用切削加工性好的材料和标准型材

8.2.3零件结构应便于装夹和安装

8.2.4零件加工精度合理

8.2.5零件结构应有利于高生产率加工

8.2.6零件结构应便于刀具工作

8.2.7零件加工时应该具有足够的刚性

8.3零件设计尺寸及其极限偏差和表面粗糙度的合理标注

8.3.1对设计尺寸标注的要求

8.3.2零件设计尺寸的分类

8.3.3主要尺寸的标注方法

8.3.4尺寸标注的一般方法和步骤

8.3.5尺寸标注时应考虑的一些工艺问题

8.3.6表面粗糙度的合理标注

8.4产品结构的装配工艺性

8.4.1产品的继承性好

8.4.2产品能分解成若干个独立装配的装配单元

8.4.3各装配单元要有正确的装配基准

8.4.4便于装配和拆卸

8.4.5正确选择装配方法

8.4.6尽量减少装配时的修配和机械加工

8.4.7连接结构形式应便于装配工作的机械化和自动化

习题

第9章典型汽车零件制造工艺

9.1箱体零件的制造工艺

9.1.1箱体零件的结构特点及结构工艺性分析

9.1.2箱体零件的技术要求

9.1.3箱体零件的机械加工工艺

9.1.4箱体零件主要表面的机械加工

9.1.5箱体零件位置误差的检测

9.2连杆的制造工艺

9.2.1连杆的结构特点及结构工艺性分析

9.2.2连杆的机械加工工艺

9.2.3连杆主要表面的机械加工

9.2.4连杆的检验

9.3曲轴的制造工艺

9.3.1曲轴的结构特点及主要技术要求

9.3.2曲轴的加工工艺分析

9.3.3曲轴的机械加工工艺

9.4齿轮的制造工艺

9.4.1齿轮的结构特点及结构工艺性分析

9.4.2齿轮的机械加工工艺

9.4.3齿轮主要表面的机械加工

9.4.4齿轮的检验

习题

第10章汽车制造的新技术新工艺

10.1智能制造概况

10.1.1智能制造的发展历程

10.1.2智能制造战略应用

10.1.3生产制造智能化整体解决方案

10.1.4重点发展方向

10.2MES生产过程执行系统

10.2.1智能生产执行系统MES

10.2.2汽车的智能生产执行系统

10.2.3汽车生产与物流计划

10.2.4焊装车间MES

10.2.5涂装车间MES

10.2.6总装车间MES

10.2.7Andon系统

10.3机械制造系统自动化

10.3.1机械制造自动化的特点

10.3.2机械制造自动化技术的应用

10.3.3机械自动化技术的发展趋势

10.4计算机辅助制造

10.4.1CAD/CAM技术的发展趋势

10.4.2CAD/CAM技术对工业的影响

10.5增材制造技术

10.5.1增材制造技术的内涵

10.5.2增材制造技术构成

10.5.3增材制造技术的工艺

10.6虚拟制造

10.6.1虚拟制造的关键技术

10.6.2虚拟制造技术的优点

10.6.3虚拟制造技术的应用

10.7绿色工艺

10.7.1绿色工艺在机械制造中的必要性

10.7.2实施绿色工艺技术的有效途径

10.7.3绿色工艺技术在机械加工中的应用

10.7.4绿色工艺的未来发展

习题

参考文献

本书不仅涵盖了机械加工工艺及装配工艺、加工质量和夹具设计等方面的基本理论和知识，还把汽车工业常用工程材料的内容纳入书中，实现两者的有机结合；本书紧密结合汽车制造中的生产实例，阐述汽车制造工艺的基本知识和基本理论。