第2章汽车工业精.ppt

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1、第2章汽车工业第1页，本讲稿共32页目录v2.1 现代汽车工业的特点 v2.2 汽车设计 v2.3 汽车制造工艺 v2.4 汽车生产的实施过程v2.5 汽车试验第2页，本讲稿共32页2.1 现代现代 汽车工业的特点汽车工业的特点2.1.1 流水作业流水作业 一种生产组织形式，是汽车工业首创发展起来为一种生产组织形式，是汽车工业首创发展起来为大批量生产服务的。大批量生产服务的。第3页，本讲稿共32页好处好处:（1）工位按生产的工序顺序排列，生产对象沿排列好的）工位按生产的工序顺序排列，生产对象沿排列好的工位向前移动。工位向前移动。（2）各工位之间没有积存的工件，工件只位于生产线的输送）各工位之间

2、没有积存的工件，工件只位于生产线的输送装置上。装置上。（3）每条生产线有一定的生产节奏，整条生产线上各个工位的每条生产线有一定的生产节奏，整条生产线上各个工位的生产节奏是一致的，保证生产的均衡性。生产节奏是一致的，保证生产的均衡性。（4）容易采用机械化的输送装置。）容易采用机械化的输送装置。第4页，本讲稿共32页2.1.2 生产自动化生产自动化 生产自动化不但提高了生产速度，降低生产成本，同生产自动化不但提高了生产速度，降低生产成本，同时保证产品质量稳定。时保证产品质量稳定。计算机辅助制造技术（计算机辅助制造技术（CAM-Computer Aided Manufacturing）开始应用于汽车

3、制造过程中。）开始应用于汽车制造过程中。第5页，本讲稿共32页v计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（CIMS-Computer Integrated Manufacturing System）利用计算机硬件、软件、网络、数）利用计算机硬件、软件、网络、数据库等现代化技术，将企业的经营、管理、计划、产品设计、据库等现代化技术，将企业的经营、管理、计划、产品设计、加工制造、销售服务等环节和人力、物力、设备等资源集成起加工制造、销售服务等环节和人力、物力、设备等资源集成起来，实现全面优化，提高企业的生存能力。来，实现全面优化，提高企业的生存能力。第6页，本讲稿共32页2.1.3 专业化生产专业化

4、生产 随随着着现现代代汽汽车车工工业业的的发发展展，汽汽车车厂厂减减少少自自制制零零件件的的数数量量已已成成为为大大趋趋势势。随随着着汽汽车车工工业业分分工工协协作作的的程程度度越越来来越越高高，发发展展大大批批量量、专专业业化化的的汽汽车车零零部部件件生生产产是是现现今今汽汽车车工工业业的的一大特点，也是我国汽车工业的发展方向之一。一大特点，也是我国汽车工业的发展方向之一。第7页，本讲稿共32页2.2 汽车设计汽车设计2.2.1 汽车设计要求汽车设计要求 1.功能性功能性 功能性要求是为满足汽车用途而提出的性能要求（动力性、功能性要求是为满足汽车用途而提出的性能要求（动力性、经济性、机动性、

5、安全性和舒适性）。经济性、机动性、安全性和舒适性）。2.使用经济性使用经济性 汽车的使用经济性不但包括燃料、润滑油、轮胎、易损件等汽车的使用经济性不但包括燃料、润滑油、轮胎、易损件等的消耗，还包括维修、保养等方面的费用。的消耗，还包括维修、保养等方面的费用。第8页，本讲稿共32页 3.工艺性工艺性 汽车产品设计中一定要考虑到产品制造、维修的可行性和经汽车产品设计中一定要考虑到产品制造、维修的可行性和经济性，其中重要的是零件的机械加工工艺性和装配工艺性。由于济性，其中重要的是零件的机械加工工艺性和装配工艺性。由于汽车的产量大，品种形式多，设计时一定要考虑到零件设计的标汽车的产量大，品种形式多，设

6、计时一定要考虑到零件设计的标准化、零部件的通用化和产品的系列化。准化、零部件的通用化和产品的系列化。第9页，本讲稿共32页 4.可回收性可回收性 汽车设计中要考虑到使用材料的可回收性。一些对环汽车设计中要考虑到使用材料的可回收性。一些对环境有重大污染及不能回收的材料被禁止使用，相反一些境有重大污染及不能回收的材料被禁止使用，相反一些新兴环保可回收材料被研究和采用新兴环保可回收材料被研究和采用。第10页，本讲稿共32页 5.艺术性艺术性 在汽车性能大致相同的情况下，汽车的外型、色彩、装在汽车性能大致相同的情况下，汽车的外型、色彩、装潢等因素直接影响到汽车的销售量。汽车的设计在考虑上述潢等因素直接

7、影响到汽车的销售量。汽车的设计在考虑上述因素的同时也要兼顾其艺术性。因素的同时也要兼顾其艺术性。第11页，本讲稿共32页2.2.2 汽车设计方法汽车设计方法 1.汽车设计方法的发展汽车设计方法的发展 三个发展阶段：三个发展阶段：经验设计阶段经验设计阶段 科学试验和技术分析为基础的设计阶段科学试验和技术分析为基础的设计阶段 计算机辅助的半自动、自动设计阶段。计算机辅助的半自动、自动设计阶段。第12页，本讲稿共32页 经验设计：产品设计中以工作积累的经验数据为依据，通过运经验设计：产品设计中以工作积累的经验数据为依据，通过运用经验计算公式来进行设计。用经验计算公式来进行设计。二战后，开始进入以科学

8、实验和技术分析为基础的设计阶二战后，开始进入以科学实验和技术分析为基础的设计阶段。段。电子计算机的出现使汽车设计方法有了新的飞跃，开始了计算机电子计算机的出现使汽车设计方法有了新的飞跃，开始了计算机辅助设计（辅助设计（CAD）和自动设计（）和自动设计（AD）阶段。）阶段。第13页，本讲稿共32页 2.汽车的现代设计方法汽车的现代设计方法 （1）有限元分析）有限元分析 有限元分析就是把所需根系的结构直接离散化，使用最小位能原理有限元分析就是把所需根系的结构直接离散化，使用最小位能原理或虚功位移原理等力学基本原理，列出计算公式，用电子计算机求解或虚功位移原理等力学基本原理，列出计算公式，用电子计算

9、机求解。（2）优化设计）优化设计 优化设计法方法就是首先要根据设计要求确定设计变量、优化准则、优化设计法方法就是首先要根据设计要求确定设计变量、优化准则、优化目标函数和约束条件。优化目标函数和约束条件。第14页，本讲稿共32页 (3)系统工程方法系统工程方法 可以预先研究系统结构及其相关性，可以通过建模和仿可以预先研究系统结构及其相关性，可以通过建模和仿真进行模拟研究，提高了设计开发过程的质量和效率。真进行模拟研究，提高了设计开发过程的质量和效率。(4)模糊设计模糊设计 不是建立在对系统的数学分析基础上，而是根据实际不是建立在对系统的数学分析基础上，而是根据实际经验确定参数、控制、算法。经验确

10、定参数、控制、算法。（5）模态分析技术）模态分析技术 是汽车现代中一个重要租车部分，是分析结构系统振动是汽车现代中一个重要租车部分，是分析结构系统振动特性的强有力的力学工具。特性的强有力的力学工具。第15页，本讲稿共32页（6）逆向工程技术）逆向工程技术 相对于传统正向工程而言，将实物转变为相对于传统正向工程而言，将实物转变为CAD模型相关的数字模型相关的数字化技术、几何模型重建和产品制造技术的总称。化技术、几何模型重建和产品制造技术的总称。以先进产品、设备的实物、样件或影像等为研究对象，以先进产品、设备的实物、样件或影像等为研究对象，应用现代设计方法学、生产工程学等进行系统分析和研究、应用现

11、代设计方法学、生产工程学等进行系统分析和研究、探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品技术。技术。第16页，本讲稿共32页（7）人机工程）人机工程 又称人体工程学，是从人的生理和心理出发，研究又称人体工程学，是从人的生理和心理出发，研究人、机、环境的相互作用的规律，以优化人人、机、环境的相互作用的规律，以优化人机机环境环境系统的一门学科。系统的一门学科。第17页，本讲稿共32页（8）计算机辅助设计（）计算机辅助设计（CAD）应用应用CAD技术可以进行结构和性能的计算、分析并绘制技术可以进行结构和性能的计算、分析并绘制出零部件的设计图样

12、，同时还可进行方案初选、最优决策等出零部件的设计图样，同时还可进行方案初选、最优决策等操作。操作。将将CAD技术与技术与CAM（计算机辅助制造）、（计算机辅助制造）、CAPP（计算机（计算机辅助生产过程规划）结合，可构成辅助生产过程规划）结合，可构成CIMS（计算机集成制造系（计算机集成制造系统）。统）。第18页，本讲稿共32页 2.3 汽车制造工艺汽车制造工艺 2.3.1固结成型模式固结成型模式 通过松散物质（如熔化物、粉末、颗粒等）的粘结加通过松散物质（如熔化物、粉末、颗粒等）的粘结加工制造固体工件的方式。工制造固体工件的方式。1.金属工件固结成型金属工件固结成型 包括使用液态物质的固结成

13、型（铸造成型）或是对固体状态物包括使用液态物质的固结成型（铸造成型）或是对固体状态物质挤压成型。质挤压成型。2.塑料工件的挤压成型塑料工件的挤压成型 原始材料包括热塑性塑料和热固塑料两种原始材料包括热塑性塑料和热固塑料两种。第19页，本讲稿共32页v2.3.2机械加工成型模式机械加工成型模式 通过固体零件的塑性变形来实现的，该过程通过固体零件的塑性变形来实现的，该过程中工件没有中工件没有材料增减的变化，只是材料的形状发生了变化。材料增减的变化，只是材料的形状发生了变化。加工时采用冷加工或热加工的方式主要取决于材料的加工时采用冷加工或热加工的方式主要取决于材料的性质。性质。方式主要包括方式主要包

14、括5种：种：压力加工成型，如锻造；压力加工成型，如锻造；拉压成型，如拉深加工；拉压成型，如拉深加工；拉伸成型，如拉伸加工；拉伸成型，如拉伸加工；弯曲成型，如弯曲加工；弯曲成型，如弯曲加工；剪切成型，如扭转加工。剪切成型，如扭转加工。第20页，本讲稿共32页2.3.3切割成型模式切割成型模式 1.剪切加工剪切加工 有两种方式；一是通过楔形刀具的挤压在工件内部形成有两种方式；一是通过楔形刀具的挤压在工件内部形成拉应力用以克服材料强度从而将工件分离。拉应力用以克服材料强度从而将工件分离。二是通过刀具的剪切力来克服材料的剪切阻力达到剪切目的二是通过刀具的剪切力来克服材料的剪切阻力达到剪切目的。2.切削

15、加工切削加工 根据形成方式和刀具的不同分为车削、铰孔、钻孔、螺纹加工、根据形成方式和刀具的不同分为车削、铰孔、钻孔、螺纹加工、磨削等。磨削等。ab第21页，本讲稿共32页2.3.4联接成型加工模式联接成型加工模式 指将指将2个或多个零件组装或组合在一起，零件要有固定个或多个零件组装或组合在一起，零件要有固定的几何外形或由不规则材料组合而成一体。的几何外形或由不规则材料组合而成一体。1.力配合联接力配合联接 通过两个工件之间的摩擦力将工件结合在一起，如夹紧联接、通过两个工件之间的摩擦力将工件结合在一起，如夹紧联接、挤压联接、锥体联接、螺纹联接等。挤压联接、锥体联接、螺纹联接等。第22页，本讲稿共

16、32页 2.形状配合联接形状配合联接 通过联接工件间几何固定形状的相互咬合来实现联接，通过联接工件间几何固定形状的相互咬合来实现联接，如止动垫片联接、卡环联接、销联接、楔联接、锥状体联接、如止动垫片联接、卡环联接、销联接、楔联接、锥状体联接、铆接、翻边等。铆接、翻边等。3.材料配合联接材料配合联接 材料配合联接指通过被联接工件间的分子力的相互作用来实材料配合联接指通过被联接工件间的分子力的相互作用来实现联接，如焊接、胶接等联接方式。现联接，如焊接、胶接等联接方式。第23页，本讲稿共32页2.3.5涂镀加工模式涂镀加工模式 四种加工方式：四种加工方式：镀层物质为气态或蒸汽状态，如气相喷镀；镀层物

17、质为气态或蒸汽状态，如气相喷镀；镀层物质为流体、粥状或胶状，如喷镀；镀层物质为流体、粥状或胶状，如喷镀；镀层物质处于电离状态，如电镀；镀层物质处于电离状态，如电镀；镀层物质为颗粒状或粉末状，如粒子喷镀。镀层物质为颗粒状或粉末状，如粒子喷镀。第24页，本讲稿共32页2.3.6材料性能改变加工模式材料性能改变加工模式 指在加工过程中材料性能发生了改变，如工件的淬火、退火及指在加工过程中材料性能发生了改变，如工件的淬火、退火及氮化处理等。氮化处理等。第25页，本讲稿共32页2.4 汽车生产的实施过程汽车生产的实施过程2.4.1 规划阶段规划阶段 新车开发之前，在规划阶段要结合市场调研的结果，分新车开

18、发之前，在规划阶段要结合市场调研的结果，分析市场的需求，即汽车用户的需求，同时结合社会环境保护析市场的需求，即汽车用户的需求，同时结合社会环境保护的发展规划和汽车相关新技术的发展状况来决定新车开发的的发展规划和汽车相关新技术的发展状况来决定新车开发的定位，同时也就相应决定了新车开发的布置及配置方案。定位，同时也就相应决定了新车开发的布置及配置方案。此外，新车设计、生产、销售的费用及生产设备等也是此外，新车设计、生产、销售的费用及生产设备等也是汽车规划的重要内容。汽车规划的重要内容。第26页，本讲稿共32页2.4.2 设计阶段设计阶段 作为新车的设计和生产，其所采用的车型、具有的性能和体作为新车

19、的设计和生产，其所采用的车型、具有的性能和体现的风格都应具有新的表现，具有使人眼前一亮的震撼，这样才现的风格都应具有新的表现，具有使人眼前一亮的震撼，这样才能使新车达到预期的设想。能使新车达到预期的设想。第27页，本讲稿共32页2.4.3 试验阶段试验阶段 对新车的试验包括动力性、经济性、安全性、操纵稳对新车的试验包括动力性、经济性、安全性、操纵稳定性等性能试验及使用条件试验等。定性等性能试验及使用条件试验等。2.4.4 生产阶段生产阶段 生产过程包括动力总成的制造、车体制造和整车装配三生产过程包括动力总成的制造、车体制造和整车装配三部分。部分。第28页，本讲稿共32页 1.汽车动力总成的制造

20、汽车动力总成的制造 包括动力总成的零件制造、发动机加工装配和变速器加工。包括动力总成的零件制造、发动机加工装配和变速器加工。2.汽车车体制造汽车车体制造 主要完成白车身制造、车身喷涂和内饰装配。除内饰装配外，主要完成白车身制造、车身喷涂和内饰装配。除内饰装配外，在白车身制造和车身喷涂过程中均为全机械化无人操作。在白车身制造和车身喷涂过程中均为全机械化无人操作。3.汽车整车装配汽车整车装配 将汽车总成和车体组装在一起，同时安装汽车电子和电器将汽车总成和车体组装在一起，同时安装汽车电子和电器设备，完成新车的整车装配。设备，完成新车的整车装配。第29页，本讲稿共32页2.5汽车试验 汽车动力性试验包

21、括汽车最高车速试验、加速试验和爬坡试验。汽车动力性试验包括汽车最高车速试验、加速试验和爬坡试验。燃油经济性试验可以为道路试验或汽车测功器试验。燃油经济性试验可以为道路试验或汽车测功器试验。汽车通过性试验一般在汽车试验场和专用路段上进行。试验内汽车通过性试验一般在汽车试验场和专用路段上进行。试验内容包括对汽车几何参数和挂钩牵引性能的测定。容包括对汽车几何参数和挂钩牵引性能的测定。汽车安全性试验主要指碰撞安全性试验，包括正面碰撞和侧汽车安全性试验主要指碰撞安全性试验，包括正面碰撞和侧面碰撞试验。面碰撞试验。第30页，本讲稿共32页 汽车制动性试验主要通过路上试验来评定。一般要测定冷汽车制动性试验主

22、要通过路上试验来评定。一般要测定冷制动及高温下汽车的制动距离、制动减速度、制动时间等参数。制动及高温下汽车的制动距离、制动减速度、制动时间等参数。汽车操纵稳定性试验，包括转弯制动试验、蛇形行驶试验、汽车操纵稳定性试验，包括转弯制动试验、蛇形行驶试验、侧向风敏感性试验、抗侧翻试验、汽车稳态回转试验等。侧向风敏感性试验、抗侧翻试验、汽车稳态回转试验等。汽车平顺性试验主要用以测定汽车在随机不平路面的行驶振动及汽汽车平顺性试验主要用以测定汽车在随机不平路面的行驶振动及汽车在较大凸起物或凹坑冲击下的振动对乘员及货物的影响。车在较大凸起物或凹坑冲击下的振动对乘员及货物的影响。第31页，本讲稿共32页第32页，本讲稿共32页