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1、汽车装配工艺模块化设计研究 摘要：介绍汽车装配的重要性以及汽车装配的工艺特点，论述模块化和柔性化相结合的装配工艺在汽车装配过程中的重要性，并且给出汽车模块化设计过 程中主要模块设计中须要考虑的因素和留意的问题。 关键词：汽车装配；工艺模块化；工艺特点 中图分类号：TP391.73 文献标识码：A 文章编号：167375101012022601 0 引言 经济的进步带来了汽车工业的高速发展，国内汽车零件的机加工水平 正在快速提高，但是汽车装配技术还相当落后。国内很多汽车零部件与国 外制造技术相当，但是组装后汽车整体性能与国外相比还相差很大，这种 现象的出现主要是由于国内装配质量的不合格，也是造成
2、我国汽车工业停 留在一个低端水准，竞争力差的主要因素。一辆合格的汽车不仅仅要求零 部件质量的合格，更要求装配工艺的合格，没有合格的零部件装配就没有 合格的汽车产品质量。随着竞争的全球化发展，汽车生产厂家起先实行生 产和选购全球化，设计系统化和模块化，这些转变都标记着汽车生产和汽 车装配模式的系统化和模块化。 1 汽车装配概述 装配是根据规定的要求将汽车所须要的零部件组装在一起，使之成为 成品或半成品的工艺过程。汽车装配包括发动机装配、变速器和底盘的装 配以及车身等关键零部件的装配，它是汽车生产中的最终一道工序，干脆 影响着汽车的整车质量。汽车的装配过程就是将数万个零件组装在一起， 这些零件按其
3、功能又可以分为组合件、部件和总成等不同类型的装配单 元。每个单元完成自身独特的功能，并且各个装配单元之间相互协作，共 同实现汽车的各项功能。所以汽车的装配过程中零件种类多、数量大，从 而使得整个汽车的装配过程变得特别困难。随着国内外汽车制造业的发 展，人们对汽车的质量和外观要求越来越高，汽车行业的竞争也越来越激 烈。因此动力性、经济型和耐久性成为人们对汽车质量不断追求的目标， 这些性能除了要在研发阶段充分考虑之外，还要通过汽车装配过程中的工 艺特性来限制。 2 汽车装配的工艺特点 一台完整的汽车是由数万个零件组装在一起得到的，那么汽车装配的 特点是零件多、数量大、操作困难等。汽车装配过程中不仅
4、仅要完成汽车发 动机、传动系、车身、悬挂架、汽车转向系和制动系统、空调系统的装配， 还要完成汽车内外饰件的装配，以及汽车电气系统的布置安装、玻璃和油液 加注部分的装配等等。汽车装配过程中涉及到的操作包括过盈协作、铆接、 焊接、镶嵌、粘结以及螺纹连接、配线和各类油液定量加注等等，其工作量 占全部车辆制造工作量的20%25%。为了提高汽车装配效率，提出了模 块扮装配工艺过程来完成汽车熬车的装配。因此在制动装配工艺时就要了解 汽车装配总图、主要零部件图以及每个零部件的结构特点、功能作用等等， 从而在制定工艺时，实行相应的措施使之达到设计要求。 2.1 模块化概述 模块是将相互独立的一部分零部件先组装
5、在一起使其成为部件，然后 再将这些部件组装在一起成为一个或者几个模块，最终将这些模块依次装配 到车身上完成汽车的整车装配，并且实现预定功能的要求。这种模块化的装 配工艺大大提高了汽车装配质量，缩短了汽车装配周期，降低了汽车装配过 程中的成本。但是随着科学技术的进步和人们不断追求特性化的要求，这种 单一的装配工艺不能满意人们对汽车多样化的要求。为了解决这一冲突，人 们起先在装配过程中将不同配置的零部件组装在一起，但是由于零部件的装 配依次、装配工具以及工时等等的不同给整个装配过程带来了更多的冲突， 为此人们提出来模块扮装配和柔性化生产技术相结合的方法。 2.2 模块扮装配的内容 模块扮装配工艺就
6、是将汽车装配分成不同的模块，包括仪表板模块、 前端模块、动力总成及前悬架模块、后桥总成及后悬架模块、车门模块等 几大模块，这样在精简装配作业内容的同时大大提高了汽车装配的生 产效率。下面以汽车几个主要模块为例介绍汽车模块化设计的相关内容。 3 模块扮装配工艺的设计 3.1 前端模块设计 汽车前端模块主要由前端框架、前大灯、前保险杠防撞梁、前机盖锁 以及散热器、冷凝器、前端线束和进出水管等组成，并且实现与车身左右 纵梁的链接。传统的汽车前端类似一个框架式结构，组成前端的各个零件 采纳焊接的形式相互链接。采纳模块化设计之后，整个汽车前端采纳开口 结构，在前端模块分装线上装配完成后再运输到总装线上，
7、以一体化的形 式链接到车身上面。因此前端模块框架在装配过程中与车身采纳螺纹 相互联接在一起，在满意自身强度和刚度的前提下，还要保证散热器、冷 凝器以及大灯和前机盖锁有足够的装配空间，并且保证大灯与发动机盖、 保险杠等的平度和间隙要求以及整个框架的修理等。前端模块化设计时还 要使前保险杠防撞梁能够固定到整个模块上或者与前端框架集成。另外汽 车大灯线束的插接以及进出水管、风扇和喇叭线束的插接都要考虑在内。 3.2 汽车底盘模块化工艺设计 汽车底盘模块化设计是一个浩大的系统工程，其设计步骤必需要根据 步骤依次进行，其详细实施步骤如下所示： 1）市场调查 了解市场中底盘系统的需求量和需求比例关系，调查
8、用户对新产品性 能和结构方面的新需求。 2）确定参数和基型设计 参数的确定包括汽车底盘的动力性能和主要尺寸规格参数，然后进行 产品的功能分析和分解，进而建立汽车底盘模块的功能模型。 3）装配 依据用户需求从模块库中选择合适的模块进行组装和性能分析。 所以笔者对汽车装配的模块化设计分为了三个层次：1）汽车底盘的 方案设计和功能设计；2）底盘模块的划分和模块的建立；3）产品设计， 包括模块的选择、模块的组合和方案的评价。 3.3 车门模块的工艺设计 车门模块扮装配可以确保驾驶室内零部件装配的接近性，削减汽车车 身漆面的划伤，从而提高整车装配的质量。采纳模块化设计的车门组装工 艺还可以简化生产线上的
9、机械结构，提高生产线宽度方向的利用率。车门 等模块主要包括门锁、车门把手以及后视镜、玻璃升降系统、限位器和扬 声器等零部件。在进行车门模块装配设计时要保证车门的拆装要求，确保 其后续的修理功能，还要确保车门安装后的间隙和平度，以及线束之间的 连结牢靠性。在进行车门的总装时对于拆轴式车门铰链要使连接轴螺栓的 径向空间为40mm，轴向空间在73mm+螺栓长度的范围内无零件遮挡；对 于拆螺栓式车门铰链结构在垂直于螺栓头部的轴向和径向空间要满意一般 气动弯角定扭扳手+套筒可将螺栓拆卸的要求。 4 模块扮装配和非模块扮装配的比较 模块扮装配能够削减汽车总装装配线的长度，实现装配生产的柔性化 生产；降低了
10、总装线上零件的数量，降低了停线的风险性，并且汽车零部 件模块化的应用大大削减了在库零件的数量，也降低了零件运输和储存的 压力；模块化的生产提高了汽车通用部件的企业标准化，做到了模块内部 分零部件的通用化，降低了开发成本。而传统的非模块化设计采纳单线装 配的生产模式，其装配线长，能耗高，在多车型同时装配时，简单造成零 件的漏装和错装，因此模块化生产是汽车装配生产主要组成部分。 5 结论 随着汽车生产制造技术的发展，汽车装配新工艺和新技术也在不断的 进步。模块化是当今汽车装配生产中具有历史意义的改革，它将功能相同 的部分零部件预先组装在一起，形成一个功能完整的模块，然后再将这些 模块根据肯定的装配
11、依次安装到汽车车身上。模块扮装配工艺简化了汽车 装配工艺的布置，提高了总装的效率。 参考文献： 1李同科、简学利，浅谈汽车产品装配工艺特性的识别与限制，技术纵 横，轻型汽车技术，2022总：245246. 2郑德权、赵福全、回金楷、马贝方、李斌，总装工艺模块扮装配设 计，AT&M视界. 3邱国华，汽车模块化设计的应用与发展，设计探讨. 4汪敏，大规模定制下的汽车底盘模块化设计技术探讨与应用，合肥工 业高校硕士论文. 作者简介： 刘冰，男，汉族，工程师，机械工业第四设计探讨院。 第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页