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    【MFC推薦】汽車誕生過程——從研發到制造

    2021-05-31 10:41:40 來源:
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    導讀:

    汽車研發是一個很復雜的系統工程,甚至需要上千人花費幾年的時間才能完成;汽車制造卻是一個靜謐的過程,歷經不同的工藝,從刺耳的喧囂到歸于平靜,從雜亂無章的混沌到渾厚大氣的展現。

    設計

    首先是概念設計,主要分三個階段:總體布置、造型設計、制作油泥模型。

    1.總體布置(草圖)

    總布設計是汽車的總體設計方案,包括:車廂及駕駛室的布置,發動機與離合器及變速器的布置、傳動軸的布置、車架和承載式車身底板的布置、前后懸架的布置、制動系的布置、油箱、備胎和行李箱等的布置、空調裝置的布置。

    2.造型設計 (手繪草圖)

    在進行了總體布置草圖設計以后,就可以在其確定的基本尺寸的上進行造型設計了。包括外形和內飾設計兩部分。

    3. 制作油泥模型

    隨著計算機的應用,草圖繪制完成后,可以用使用各種繪圖軟件制作三維電腦數據模型(Alias 這種模型能夠直接將數據輸入5軸銑削機,銑削出油泥模型),看到更加清晰的設計表現效果,然后進行1:5的油泥模型制作。

    在完成造型設計后,開始進入工程設計階段,工程設計是一個對整車進行細化設計的過程,各個總成分發到相關部門分別進行設計開發。

    總布置設計

    在前面的總布置草圖上,進行細化,精確各部件的尺寸和位置。確定各部件的詳細結構、特征參數及質量要求。包括:發動機艙、底盤、內飾、外飾及汽車電器等布置圖。

    車身造型數據

    在油泥模型完成后,使用三維測量儀器對油泥模型進行測量,測量生成的數據稱為點云,工程師根據點云使用曲線軟件比如Catia、UG imageware等來構建汽車產品的外形。

    發動機工程設計

    一般新車型的開發都會選用原有成熟的發動機動力總成,然后針對新車型的特點及要求,對發動機進行布置,并進行發動機匹配,這一過程一直持續到樣車試驗階段,與底盤工程設計同步進行。

    白車身工程設計

    白車身的設計工作是在車身造型結構基礎上進行的,所謂的白車身指的是車身結構件以及覆蓋件的焊接總成,包括發動機罩、翼子板、側圍、車門以及行李箱蓋在內的未經過涂裝的車身本體。白車身是保證整車強度的封閉結構。譬如;我們經常提及的豐田“GOA”車身。

    這些部件依然使用三維數模軟件來構建,如UG、CATIA等,并進行材料的選擇,工藝性分析、焊接、裝配等分析。

    底盤工程設計

    底盤包括:傳動系統、行駛系統、轉向系統、制動系統設計。主要工作包括: 尺寸、結構、工藝功能及參數方面的定義、計算,根據計算數據完成三維數模;然后根據三維數模進行模擬試驗及零部件的樣品的制作;根據三維圖完成設計及裝配圖。

    內外飾工程設計

    這些部件很多汽車公司不是自己制作,而是由配套生產廠家來做的。內飾件主要設計包括儀表板、方向盤、座椅、安全帶、安全氣囊、地毯、側壁內飾件、遮陽板、扶手、車內后視鏡等。

    外裝件的主要設計包括前后保險杠、玻璃、車門防撞裝飾條、進氣格柵、行李架、天窗、后視鏡、車門機構及附件以及密封條。

    這些部件同樣可用“逆向設計”,但是相應的材料分析、結構分析、樣品試制等工作還是很重要。

    電器工程設計

    電器工程負責全車的所有電器設計,包括雨刮系統、空調系統、各種儀表、整車開關、前后燈光以及車內照明系統。

    經過以上各個總成系統的設計,工程設計階段完成,最終確認整車設計方案。此時可以開始編制詳細的產品技術說明書以及詳細的零部件清單列表,驗證法規。確定整車性能后,將各個總成的生產技術進行整理合成。

    試驗

    樣車的試驗包括兩個方面:性能試驗和可靠性試驗。

    1.風洞試驗

    在油泥模型階段就已進行初步的試驗了,這個涉及到空氣動力學方面的科學;樣品制作好后會作進一步測試!

    2.試驗場測試

    很多汽車企業都有自己的試驗場,試驗場的不同路段分別模擬不同路況,有沙石路、雨水路、搓板路、爬坡路等等。

    3.道路測試

    道路測試是樣車試驗最重要的部分。通常要在各種不同的區域環境中進行,在我國北到黑龍江南到海南島都有進行道路測試,以測定在不同氣候條件下車輛的行駛性能以及可靠性。路試是比較復雜的,包括各種條件下的路試(高速路、沙塵路、水泥路、冰雪路等等)。

    4.碰撞試驗

    碰撞試驗主要測試汽車的結構強度,在新車上市前,企業要經過N多次測試,據說卡羅拉上市前撞了100多輛車。測試主要是利用人體模型,通過各種傳感器考察碰撞對人體模型的傷害,并有針對性地進行加強設計。

    制造

    下面我們將詳細介紹汽車制造的四大工藝:

    1.沖壓工藝

    沖壓是所有工序的第一步。先是把鋼板在切割機上切割出合適的大小,這個時候一般只進行沖孔、切邊之類的動作,然后進入真正的沖壓成形工序。每一個工件都有一個模具,只要把各種各樣的模具裝到沖壓機床上就可以沖出各種各樣的工件,模具的作用是非常大的,模具的質量直接決定著工件的質量。

    2.焊裝工藝

    沖壓好的車身板件局部加熱或同時加熱、加壓而接合在一起形成車身總成。在汽車車身制造中應用最廣的是點焊,焊接的好壞直接影響了車身的強度。

    3.涂裝工藝

    涂裝有兩個重要作用,第一車防腐蝕,第二增加美觀。涂裝工藝過程比較復雜,技術要求比較高。主要有以下工序:漆前預處理和底漆、噴漆工藝、烘干工藝等,整個過程需要大量的化學試劑處理和精細的工藝參數控制,對油漆材料以及各項加工設備的要求都很高,因此涂裝工藝一般都是各公司的技術秘密。

    4.總裝工藝

    總裝就是把車身、發動機、變速器、儀表盤、車燈、座椅等各零件安裝組合到一起。裝配工藝的水平直接影響到汽車的性能,我們會看到有些汽車扳金的接縫比較均勻,而有些汽車扳金接縫不均勻,這都是與裝配工藝關系比較大的。

    20世紀90年代底興起的組合單元化,即模塊化裝配方式的采用使得總裝生產線上的工序得到簡化,生產線縮短,成本大幅度降低。一般的總裝車間主要有四大模塊,即前圍裝配模塊、儀表板裝配模塊、車燈裝配模塊、底盤裝配模塊。經過各模塊裝配和各零部件的安裝后再經過車輪定位、車燈視野檢測等檢驗調整后整輛車就可以下線了。

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