典型制造系统课件——汽车构造(作业参考)

1、 汽车制造系统汽车制造系统1 汽车的构造汽车的构造2 汽车的设计汽车的设计3 汽车的生产准备汽车的生产准备4 汽车零部件的生产汽车零部件的生产5 汽车的总装配汽车的总装配汽车的构造汽车的构造1. 1. 汽车的分类汽车的分类 根据国标根据国标GB 3730.1-88规定，汽车分为：规定，汽车分为： 载货汽车简称货车，指用于装载货物的汽车。载货汽车简称货车，指用于装载货物的汽车。 越野汽车。越野汽车。 自卸汽车以运送货物为主且具有可倾卸货箱的汽车。自卸汽车以运送货物为主且具有可倾卸货箱的汽车。 牵引汽车主要用作牵引挂车的汽车。牵引汽车主要用作牵引挂车的汽车。 专用汽车具有专门设备且有专项用途的汽车

2、。专用汽车具有专门设备且有专项用途的汽车。 客车：主要用于载送人员及其随身行李物品，乘坐人数客车：主要用于载送人员及其随身行李物品，乘坐人数含驾驶员在内含驾驶员在内9 9人以上的汽车。人以上的汽车。 轿车：乘坐人数含驾驶员在内轿车：乘坐人数含驾驶员在内9 9人以下的小型载客汽车。人以下的小型载客汽车。 汽车的总体构造包括汽车的总体构造包括发动机、底盘、车身和电气设备发动机、底盘、车身和电气设备四大组成部分。四大组成部分。 (发动机发动机 是汽车的动力装置，是汽车的动力装置，其作用是使供入发动其作用是使供入发动机的燃料经过燃烧而机的燃料经过燃烧而变成热能，并转化为变成热能，并转化为动能，通过底盘

3、的传动能，通过底盘的传动系驱动汽车行驶。动系驱动汽车行驶。 是汽车构成的基础，其作用是支承、安装发动机、车身等部件及总成，形成汽车的总体造型，接受发动机输出的动力，使汽车产生运动且保证汽车正常行驶。 (2(2）底盘）底盘1后桥 2制动器 3后轮 4减振器 5后悬挂 6消声器 7传动轴 8变速器 9前车轮10前悬挂 11前桥 12车身 13散热器 14发动机 15转向器 16转向盘 17座椅 18燃油箱2 2 汽车的设计汽车的设计 进行可行性分析进行可行性分析 拟定汽车的初步方案拟定汽车的初步方案 编写设计任务书编写设计任务书 汽车总布置设计汽车总布置设计 将汽车各个总成及其所装载的将汽车各个总

4、成及其所装载的人员或货物安排在恰当的位置，以保证各总成运转相互人员或货物安排在恰当的位置，以保证各总成运转相互协调、乘坐舒适和装卸方便。绘制汽车的总布置图；零协调、乘坐舒适和装卸方便。绘制汽车的总布置图；零部件的运动范围校核。部件的运动范围校核。 设计效果图设计效果图 效果图是表现汽车造型效果的图画。效果图是表现汽车造型效果的图画。 制作缩小比例模型制作缩小比例模型 缩小比例模型是在构架上涂缩小比例模型是在构架上涂敷造型泥雕塑而成。敷造型泥雕塑而成。 进行方案论证进行方案论证 目的是从若干个造型方案中选择出目的是从若干个造型方案中选择出一个合适的车型方案，以便作为技术设计的依据。一个合适的车型

5、方案，以便作为技术设计的依据。 1）确定汽车造型确定汽车造型 绘制绘制1111整车外形效果图。整车外形效果图。 制作制作1111外部模型。外部模型。 制作制作1111内部模型，用以审视内部模型，用以审视汽车内部造型效果和检验汽车内部汽车内部造型效果和检验汽车内部尺寸。尺寸。 交付主管部门和有关领导审批，交付主管部门和有关领导审批，使汽车最终定型。使汽车最终定型。 2）确定汽车结构确定汽车结构 这一阶段的主要任务是绘制尺寸控制图，目的是： 准确地确定各部件总成的所在位置和支承连接方式。准确地确定各部件总成的所在位置和支承连接方式。 确定各部件总成的控制尺寸和控制质量。确定各部件总成的控制尺寸和控

6、制质量。 确定各操纵机构的位置及其活动范围。确定各操纵机构的位置及其活动范围。 对各相对运动的零部件进行运动校核，确定运动空间，对各相对运动的零部件进行运动校核，确定运动空间，以防止运动干涉。以防止运动干涉。 确定驾驶室内部的布置。确定驾驶室内部的布置。 确定各部件的质心位置。确定各部件的质心位置。 确定汽车外形尺寸和汽车总布置的各项参数。确定汽车外形尺寸和汽车总布置的各项参数。 对各部件总成提出具体的设计要求。对各部件总成提出具体的设计要求。 汽车总装配图的绘制是在各总成的设计工作全部汽车总装配图的绘制是在各总成的设计工作全部完成后并经过设计和工艺审查后进行的。其目的是进完成后并经过设计和工

7、艺审查后进行的。其目的是进行图面装配，对各个部件的特性参数、特性尺寸以及行图面装配，对各个部件的特性参数、特性尺寸以及尺寸链进行全面仔细的校核，最后核准各项参数。尺寸链进行全面仔细的校核，最后核准各项参数。 通过试制，应该了解整车和部件的结构工艺性，通过试制，应该了解整车和部件的结构工艺性，了解整车在装配中发生的问题，并及时协调解决，了解整车在装配中发生的问题，并及时协调解决，为了检查样车是否符合设计要求，必须进行试验。为了检查样车是否符合设计要求，必须进行试验。 试验项目包括尺寸参数和质量参数的测定，整试验项目包括尺寸参数和质量参数的测定，整车性能试验，可靠性行驶试验以及耐久性行驶试验。车性

8、能试验，可靠性行驶试验以及耐久性行驶试验。对暴露出的问题进行分析和改进，修改图样，为下对暴露出的问题进行分析和改进，修改图样，为下一轮试制作好技术准备。从新产品设计到定型投产一轮试制作好技术准备。从新产品设计到定型投产一般需要经过几轮试制，试验及修改图样的过程，一般需要经过几轮试制，试验及修改图样的过程，直至产品定型。直至产品定型。 实施汽车的批量生产，生产部实施汽车的批量生产，生产部门要按规划内容制定进行批量生产门要按规划内容制定进行批量生产的实施计划，并且还要具备批量生的实施计划，并且还要具备批量生产的相应设备，主要有铸造、锻造、产的相应设备，主要有铸造、锻造、压力成型、树脂成型、机械加工

9、、压力成型、树脂成型、机械加工、喷涂、装配、输送、检查等设备。喷涂、装配、输送、检查等设备。 批量生产试制的目的是检查生产设备的运转状况，检查生产设备所制造的汽车的质量和性能。这些试验也是在开发部门进行的。批量生产试制所用中等程度的模具的更换一般可进行两次： 第一次是对批量生产的初始品的第一次是对批量生产的初始品的安装配合进行认可。安装配合进行认可。 第二次是对第一次不合格部分作第二次是对第一次不合格部分作改进后的进一步确认与对其综合品质改进后的进一步确认与对其综合品质的鉴定，并进行细小方面的修整。的鉴定，并进行细小方面的修整。 动力总成包括发动机、传动轴与车轴等驱动系统的动力总成包括发动机、

10、传动轴与车轴等驱动系统的组件，它是构成汽车的心脏的重要部件。组件，它是构成汽车的心脏的重要部件。 1）铸造）铸造工艺要求是： 设法减轻铸件的重量。设法减轻铸件的重量。 优化铸造技术。优化铸造技术。 （1）动力总成零件的制造 2 2）锻造）锻造工艺要求是： 热锻的自动化、高速化和高精度化，如对汽车热锻的自动化、高速化和高精度化，如对汽车零件已较普遍采用了专机热锻加工法。零件已较普遍采用了专机热锻加工法。 热压成型的自动化，如对滚动轴承滚道、齿轮热压成型的自动化，如对滚动轴承滚道、齿轮毛坯进行裁断、预成型、成型和拔孔的自动化生毛坯进行裁断、预成型、成型和拔孔的自动化生产工艺。产工艺。 4 汽车零部

11、件的生产汽车零部件的生产 （1）动力总成零件的制造 3 3）辊）辊压压工艺要求是： 。 4 4）冷锻冷锻工艺要求是 实现实现 1 1）机械加工）机械加工 一般地，月产数万台左右的大量生产规模下的发一般地，月产数万台左右的大量生产规模下的发动机机械加工，如气缸套和气缸盖，大多采用以组合动机机械加工，如气缸套和气缸盖，大多采用以组合机床为中心的大规模设备。其工艺要求有三点机床为中心的大规模设备。其工艺要求有三点 ： 保持高质量加工保持高质量加工 进行多品种加工进行多品种加工 实现高效率加工实现高效率加工 2）装配及试验装配及试验 发 动 机 装 配作业，现已开始自动化。而装配的质量，一般也是由装配

12、线来保证。装配完成后，发动机的性能试验，也可用微机自动检测系统进行检测。（3 3）变速箱加工装配）变速箱加工装配 1 1）箱体加工箱体加工 变速箱主要由箱体、轴和齿轮所构成。 在箱体加工工艺中，一般是使用组合机床，在箱体加工工艺中，一般是使用组合机床，其工作形式可分为自动线上工件直接传送形式和其工作形式可分为自动线上工件直接传送形式和传输线上托盘传送形式。传输线上托盘传送形式。 2 2）齿轮加工齿轮加工 在齿轮加工工艺中要求做到：在齿轮加工工艺中要求做到： 齿轮的啮合精度好；齿轮的啮合精度好； 热处理时变形小且稳定；热处理时变形小且稳定； 齿面光洁度好；齿面光洁度好； 减少齿型、导程、齿轮振摆

13、等误差。减少齿型、导程、齿轮振摆等误差。 典型的变速箱总成装配过程为：箱体打号装换档联接轴装球头摇臂、差速器总成，倒档杠杆装轴齿及换档轴组件装倒档惰轮装换挡锁紧机构左箱体涂胶拧紧箱体联接螺栓中间轴左轴承外环压装左油封压装装轴承压板装导向盒及换挡杆组件装五档齿轮备用工位左箱体后盖结合面涂胶并安装拧紧倒档轴定位螺栓及后盖螺栓预紧后盖联接螺栓拧紧拧紧进/排油口螺塞总成装配质量检查变速器总成转线总成密封性能试验润滑油加注总成综合性能试验终检合格品放油入库，不合格品送返修区。 3 3）装配装配 车身主要用钢板冲压件经焊接、粘接或螺纹连接而成，其制造工艺大致顺序为：冲压焊装涂装内饰装配。 用于生产车身的原

14、材料为薄钢板卷料，先进行矫直，用于生产车身的原材料为薄钢板卷料，先进行矫直，再进行剪切下料成为冲压坯料。再进行剪切下料成为冲压坯料。冲压工序一般为：冲压工序一般为：拉深拉深冲压切边冲压切边成形成形弯曲弯曲翻边翻边整形等。整形等。 1磁力分层装置 2翻转传送装置 3穿梭传送装置 4皮带运输机5下料机器人 6压力机 7上料机器人 6 6 6 1 2 4 3 7 5 7 5 7 5 汽车车身是将多种冲压件分别组焊成许多大总成后，再焊装成车身。焊装生产中应用最多的焊接方法是点焊。每一台轿车车身约有3000个焊点，其中多数是2层焊接，出于结构上的原因，也可适用34层搭焊。 涂装的目的是保护汽车，防止生锈

15、，并对汽车起装饰作用。不同级别的汽车其涂装工艺也不相同。对于轿车车身，典型的涂装工艺包括：前处理工艺、底漆工艺、密封及车底防护工艺、中涂工艺和面漆工艺几个部分。 1）涂装前处理工艺涂装前处理工艺 是在车身金属基体表面上形是在车身金属基体表面上形成磷化膜，以提高其防锈能力以及与底漆的结合能力，成磷化膜，以提高其防锈能力以及与底漆的结合能力，包括脱脂、磷化、清洗等内容。包括脱脂、磷化、清洗等内容。 2 2）底漆工艺底漆工艺 采用的是采用的是电泳涂装电泳涂装。电泳涂装是将具。电泳涂装是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、固体成分比较有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、固体成分比较低的电泳槽作为阳

16、极（或阴极），在槽中另设置与其相低的电泳槽作为阳极（或阴极），在槽中另设置与其相对应的阴极（或阳极），在两极间通直流电，在被涂物对应的阴极（或阳极），在两极间通直流电，在被涂物上析出均匀、水不溶的涂膜的一种涂装方法。上析出均匀、水不溶的涂膜的一种涂装方法。 （3）涂装 3 3）密封及车底防护工艺密封及车底防护工艺 的主要部位是汽车车身冲压件的组合焊缝部位。的主要部位是汽车车身冲压件的组合焊缝部位。 的目的主要是抵御路面沙石的冲击，延长的目的主要是抵御路面沙石的冲击，延长车体使用寿命，阻止噪声振动的传递，降低车内噪声。车体使用寿命，阻止噪声振动的传递，降低车内噪声。具体来说，应在车身底部、翼子板

17、内涂布抗石击、隔热具体来说，应在车身底部、翼子板内涂布抗石击、隔热阻尼材料，在驾驶室底板、前围、轮罩、行李箱内、顶阻尼材料，在驾驶室底板、前围、轮罩、行李箱内、顶盖、车门外板内侧等部位放置隔热阻尼胶板。盖、车门外板内侧等部位放置隔热阻尼胶板。 5）面漆工艺面漆工艺 面漆是汽车车身多层涂装中最后一道涂层、面漆是汽车车身多层涂装中最后一道涂层、它对车体起保护和装饰双重作用。一般多采用空气喷涂，也它对车体起保护和装饰双重作用。一般多采用空气喷涂，也有采用静电喷涂以及自动化喷涂。有采用静电喷涂以及自动化喷涂。 4）中涂工艺中涂工艺 中涂层中涂层介于底漆与面漆之间，主介于底漆与面漆之间，主要作用是改善被

18、除物表面要作用是改善被除物表面和底漆涂层的平整度，为和底漆涂层的平整度，为面漆层创造良好的基底，面漆层创造良好的基底，以提高整个涂层的装饰性以提高整个涂层的装饰性和抗石击性。和抗石击性。 汽车总装配也称汽车总装，是指以车架为汽车总装配也称汽车总装，是指以车架为基础件将检验合格的各类总成、零件及连接基础件将检验合格的各类总成、零件及连接件按规定的精度标准和技术要求组合为整车，件按规定的精度标准和技术要求组合为整车，并进行检测以确定其合格与否的工艺过程。并进行检测以确定其合格与否的工艺过程。总装配主要内容包括：整车装配、饰件装配、总装配主要内容包括：整车装配、饰件装配、检验调整、性能试验及试车等。

19、检验调整、性能试验及试车等。 图图8-6 8-6 轿车总装配线轿车总装配线 根据汽车的结构特点和批量大小的不同，总装的组织形式一般可分为: 1）固定式装配固定式装配 是将汽车各总成或部件的全部装配是将汽车各总成或部件的全部装配工作安排在一个固定的工作地点进行装配，装配过程中工作安排在一个固定的工作地点进行装配，装配过程中基础件位置不变，装配所需要的零部件全部汇集在工作基础件位置不变，装配所需要的零部件全部汇集在工作地点附近，由一组工人去完成。地点附近，由一组工人去完成。 2）移动式装配移动式装配 是将汽车总成或部件置于装配线上、是将汽车总成或部件置于装配线上、通过连续或间歇的移动使其顺次经过各

20、装配工作地点，通过连续或间歇的移动使其顺次经过各装配工作地点，以完成全部装配工作。以完成全部装配工作。 总装线一般是由以下几个部分组成的： 内饰装配线内饰装配线 底盘装配线底盘装配线 外饰装配线外饰装配线 车辆行驶性能检测线车辆行驶性能检测线 由于在汽车的总装配阶段所需各种零部件都由于在汽车的总装配阶段所需各种零部件都要运到总装配线上进行装配，因此物流量相当大。要运到总装配线上进行装配，因此物流量相当大。用于用于总装配线的物流装配总装配线的物流装配主要有以下三类：主要有以下三类： 卸货设备卸货设备 搬运移动设备搬运移动设备 输送设备输送设备 汽车制造系统是各类制造系统中的典型代表，几乎所有的先

21、进制造模式和技术都在汽车制造过程中得到了应用。 （1）工业机器人）工业机器人 a）b） （ 2）自动导向车（自动导向车（AGV） 在汽车总装线应用在汽车总装线应用AGVAGV可实现动态装配，提高可实现动态装配，提高装配线的自动化水平。装配线的自动化水平。AGVAGV系统的中心控制台可系统的中心控制台可进行多车系统集中调度、监视、管理。通过网络进行多车系统集中调度、监视、管理。通过网络通信，采用激光导航技术，保证了通信，采用激光导航技术，保证了AGVAGV快速运行，快速运行，精确定位，实现了工作区域内全方位自由行走，精确定位，实现了工作区域内全方位自由行走，自动安全避让等功能。自动安全避让等功能。 （2）自动导向车（自动导向车（AGV） 图图8-8 正在运送轿车后桥的正在运送轿车后桥的AGV （3）电动多轴拧紧机电动多轴拧紧机 图图8-9 8-9 用电动多轴拧紧机装配车轮用电动多轴拧紧机装配车轮 电动拧紧机多轴是一种