先进制造系统第八章剖析.ppt

1、先进制造系统,主讲：葛茂根 合肥工业大学机械与汽车工程学院,Advanced Manufacturing System,第八章 典型产品的制造系统,汽车制造系统 集成电路制造系统 计算机制造系统,汽车的构造 汽车的设计 汽车的生产准备 汽车零部件的生产 汽车的总装配,汽车制造系统,汽车的构造,1. 汽车的分类,根据国标GB 3730.1-88规定，汽车分为：,载货汽车简称货车，指用于装载货物的汽车。 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。 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。 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

2、内9人以上的汽车。 轿车：乘坐人数含驾驶员在内9人以下的小型载客汽车。,汽车的构造,2. 汽车构造,汽车的总体构造包括发动机、底盘、车身和电气设备四大组成部分。,(1）发动机 是汽车的动力装置，其作用是使供入发动机的燃料经过燃烧而变成热能，并转化为动能，通过底盘的传动系驱动汽车行驶。,汽车的构造,2. 汽车构造,(2）底盘 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。,汽车的构造 汽车的设计 汽车的生产准备 汽车零部件的生产 汽车的总装配,汽车制造系统,汽车的构造,1. 制定产品开发规划基本步骤：,确

3、定具体的车型 进行可行性分析 拟定汽车的初步方案 编写设计任务书,汽车的构造,2.初步设计,汽车总布置设计 将汽车各个总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。 设计效果图 效果图是表现汽车造型效果的图画。 制作缩小比例模型 缩小比例模型是在构架上涂敷造型泥雕塑而成。 进行方案论证 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。,汽车的构造,3.技术设计,1）确定汽车造型,绘制11整车外形效果图。 制作11外部模型。 制作11内部模型，用以审视汽车内部造型效果和检验汽车内部尺寸

4、。 交付主管部门和有关领导审批，使汽车最终定型。,汽车的构造,3.技术设计,这一阶段的主要任务是绘制尺寸控制图，目的是：,2）确定汽车结构,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，以防止运动干涉。 确定驾驶室内部的布置。 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。 对各部件总成提出具体的设计要求。,汽车的构造,4. 汽车总装配图的绘制,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。其目的是进行图面装配，对各个部件

5、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。,5. 试制、试验、修改和定型,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，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，整车性能试验，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，直至产品定型。,汽车的构造 汽车的设计 汽车的生产准备 汽车零部件的生产 汽车的总装配,汽车制造系统,汽车的生产准备,1. 进行批量生产准备,实施汽车

6、的批量生产，生产部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、喷涂、装配、输送、检查等设备。,2. 批量生产试制,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安装配合进行认可。 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的鉴定，并进行细小方面的修整。,汽车的构造 汽车的设计 汽车的生产准备 汽车零部件的生产 汽车的总装配,汽车制造系统,汽车零部件的生产

7、,1. 动力总成制造,动力总成包括发动机、变速箱、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。,（1）发动机加工装配,1）机械加工,保持高质量加工 进行多品种加工 实现高效率加工,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，大多采用以组合机床为中心的大规模设备。其工艺要求有三点 ：,汽车零部件的生产,1. 动力总成制造,动力总成包括发动机、变速箱、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。,（1）发动机加工装配,2）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，一般也是由装配线来保证。装配完成后，发动机的性能试验，也可

8、用微机自动检测系统进行检测。,汽车零部件的生产,1. 动力总成制造,动力总成包括发动机、变速箱、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。,（2）变速箱加工装配,1）箱体加工,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传输线上托盘传送形式。,汽车零部件的生产,1. 动力总成制造,动力总成包括发动机、变速箱、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。,（2）变速箱加工装配,2）齿轮加工,在齿轮加工工艺中要求做到： 齿轮的啮合精度好； 热处理时变形小且稳定； 齿面光洁度好； 减少齿型、导程、齿轮振摆等误差。,汽车零部件的生产

9、,1. 动力总成制造,动力总成包括发动机、变速箱、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。,（2）变速箱加工装配,3）装配,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。,汽车零部件的生产,2.车身

10、制造,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。 冲压工序一般为： 拉深冲压切边成形弯曲翻边整形等。,（1）冲压,汽车零部件的生产,2.车身制造,汽车零部件的生产,2.车身制造,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。,（2）焊装,图8-4 焊装生产线上的焊接机器人,汽车零部件的生产,2.车身制造,涂装的目的是保护汽车，防止

11、生锈，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,（3）涂装,图8-5 正在进行涂装的轿车车身,汽车零部件的生产,2.车身制造,1）涂装前处理工艺 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，包括脱脂、磷化、清洗等内容。 2）底漆工艺 采用的是电泳涂装。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，在被涂物上析出均匀、水不溶的涂膜的一种涂装方法。,（3

12、）涂装,汽车零部件的生产,2.车身制造,4）中涂工艺 中涂层介于底漆与面漆之间，主要作用是改善被除物表面和底漆涂层的平整度，为面漆层创造良好的基底，以提高整个涂层的装饰性和抗石击性。 5）面漆工艺 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，也有采用静电喷涂以及自动化喷涂。,（3）涂装,汽车的构造 汽车的设计 汽车的生产准备 汽车零部件的生产 汽车的总装配,汽车制造系统,汽车的总装配,图8-6 轿车总装配线,汽车的总装配,1. 总装配的组织形式,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 是将汽车各总成或部件的全部

13、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。 2）移动式装配 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装配工作地点，以完成全部装配工作。,汽车的总装配,2. 总装配线的组成,总装线一般是由以下几个部分组成的：,内饰装配线 底盘装配线 外饰装配线 车辆行驶性能检测线,汽车的总装配,3. 总装配线的物流设备,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。用于总装配线的物流装配主要有以下三类：,卸货设备 搬运移动设备 输送设备,汽车的总装配,4. 先进制造系统的技术特征,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,图8-7 工业机器人在轿车总装配线的应用,汽车的总装配,4. 先进制造系统的技术特征,在汽车总装线应用AGV可实现动态装配，提高装配线的自动化水平。AGV系统的中心控制台可进行多车系统集中调度、监视、管理。通过网络通信，采用激光导航技术，保证了AGV快速运行，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。,（ 2）自动导向车（AGV）,汽车的总装配,4. 先进制造系统的技术特征,（ 2）自动导向车（