汽车概论第六讲-现代汽车工业

汽车制造工艺和设备




汽车制造企业都是大规模生产，其生产方式 整体而言是流水作业方式，不同的工艺，程 度有些差异 铸造、锻造、冲压等工艺生产周期短，采用 通用生产线； 机械加工与焊接工艺宜采用专用生产线进行 流水作业； 涂漆与装配工艺，一般采用流水作业。
法拉利发动机制造过程



1．铸造工艺 采用铸造自动线，开发了振动造型、金属型铸造、 气化模铸造、树脂砂铸造、压力铸造、低压铸造等 新技术。 金属型铸造使用铸铁、钢材等制作铸型以浇注各种 铸件的工艺方法，其型芯可以采用金属芯或砂芯 轿车生产中大量采用的铝合金铸件一般以压铸生产 率最高，成本也最低
典型的汽车制造工艺流程
1-铸铁；2-铝合金；3-辅助材料；4-钢材；5-钢板；6-车身；7-冲压；8-轴、 曲轴、连杆等；9-锻造；10-热处理；11-气缸体、气缸盖；12-铸造；13-电 器；14-轴承；15、25、31-其它零件；16-机械加工、装配；17-发动机； 18-变速器；19-车桥；20-焊接装配；21-车身；22-车架；23-轮轴；24-车身 面板；26-涂料；27-涂漆；28-试品车；29-车辆；30-装配、试验；32-玻璃； 33-轮胎；34-内饰件；35-辅助部件
汽车工业的新特点
1)集中化 今后只有两种企业能够存在，一是超大规模企业集团，一 种是这些集团在世界各地建立的中小型独资或合资企业， 后者在资金、技术市场等方面依赖超大型集团 2)跨国化 汽车业兼并浪潮的另一个特点是不同国家大型企业间实现 联合。现在有些集团很难说是属于哪个国家的，世界汽车 工业正从有国别的工业向世界统一的汽车工业转变，在统 一的世界汽车工业中寻找自己的地位，从中追求最大的利 益 3)自由化 不仅产品要自由流动，资金也要自由流动，允许国内外任 何企业从事汽车生产。自由化为世界大企业集团的经营创 造了有利条件
铸造（汽缸体铸件，30万~40万件/年） 锻造（15万台/年以上） 机械加工（25万件/年） 汽车覆盖件（ 50万~100万件/年） 汽车装配（ 10万~20万台/年）
发动机每台成本指数与生产规模的关系
3)汽车工业新陈代谢快 现代科学技术的三大支柱：材料、能源、信息。汽 车工业的技术基础在加快新陈代谢，不但表现在汽 车产品的更新换代上，而且表现在生产方法和生产 手段上。 要提高汽车产品的竞争力，必须加快更新换代。在 汽车产品换型时，生产工艺和设备一般也被大量置 换，产品换型是更新工艺和设备的良机。或需要扩 大产量的时候，以更高效的新工艺和新设备取代旧 工艺、旧设备。 汽车工业采用的新技术往往不是汽车工业本身开发 的。无论是新原理、新工艺、新材料、新设备、新 工具乃至新的管理方法，汽车工业往往是最早应用 的场所。因此可以说，汽车工业的技术进步往往反 映了整个社会的技术进步。
2）零部件全球采购 汽车零部件产品由专业厂生产为宜。汽车生产的分 工首先是不同的专业生产厂的分工 “成本杀手”洛佩兹20世纪90年代初替通用汽车公 司成功实施以降低成本为核心的全球采购战略。世 界上许多汽车整车企业不断降低零部件自制率和减 少协作厂的数量，实行全球生产，全球采购策略， 有力推动了零部件企业与整车企业之间的相互独立 与剥离。 发展大批量、专业化的汽车零部件生产是当代世界 汽车工业的一大特点也是中国汽车工业的发展方向 之一
2)汽车生产的规模经济性 指汽车生产的经济效益与其规模有密切的关系 希尔.巴斯顿的各种工艺的最佳生产规模：




整个汽车厂的生产成本与生产规模之间的关系：1000增至5 万，降低40%；5万增至10万降低15%；10万增至20万降低 10%；20万增至40万降低5%；超过40万后降低小于5%； 超过100万辆后成本降低不明显 结论：一条汽车生产线的最小有效经济规模是6万~10万辆/ 年，一条发动机生产线的最小有效经济规模是50万台/年， 一条汽车覆盖件冲压生产线的最小有效经济规模是100万件/ 年。 规模太小的汽车企业在竞争中注定要失败，只有发展大规模 汽车生产，中国汽车工业才有出路
现代汽车与汽车文化
课程主要内容


第一讲 第二讲 第三讲 第四讲 第五讲 第六讲 第七讲 第八讲 第九讲
汽车发展史 著名汽车公司及其品牌 现代汽车 汽车造型变迁与色彩 汽车基本构造 现代汽车工业 现代汽车设计与试验 安全行车 赛车运动与著名车展
第六讲 现代汽车工业
重点



4．机械加工工艺 普通机床、专用机床、组合机床、数控机床、 加工自动线、加工中心 现在汽车零件机械加工的自动化水平相当高， 绝大部分采用计算机控制的全自动生产线 汽车零件的机械加工工艺的特点：P118
车拉机床加工曲轴主轴颈的示意图




5．焊接工艺 焊装：将车身冲压零件组装和焊接成符合产 品设计要求的白车身（即未经油漆的车身） 焊装所用的焊接方法以电阻焊居多，一般占 焊接总量的90%以上，主要是电焊和凸焊， 其生产率高、成本低 所用的设备：悬挂式点焊机、固定点焊机、 多点焊机、螺柱焊机、焊接机器人等。 焊接机器人 柔性焊装线：在同一条焊装线上组织生产几 种不同品种而工艺相似的车身
3）互换制 大工业出现之前机械零件之间的配合是由钳工手工 完成，依靠工人的技艺保证装配质量，固定配对， 不能互换。 19世纪末，美国的惠特莱首先在步枪制造中使用互 换制，使任何一支枪栓能装于任何一支枪上 互换制的基础是零件的公差，凡是在公差范围内的 零件，装配时都可以不经任何加工而达到预定的配 合 各种机械零件的公差配合，有国家标准及国际标准， 汽车设计中广泛采用这些标准，用以保证零件的互 换性
汽车材料



特点：质量均一性，其化学成分、力学性能、热处理淬透性 及材料尺寸等波动尽可能小，价格低廉，来源充足等 高质量要求：力学性能、可加工性能、可锻性、热处理性能 等方面，都要能保证产品的质量 材料的选用：设计人员要考虑零部件的工作条件及其对材料 的要求、零部件的负荷、成本和加工工艺等，对其进行静、 动态试验 材料标准、检验与采购：应使用汽车工业特有的标准；全检 和抽样检验；设计、试验研究和采购部门之间的关系和职责 要明确；充分掌握了材料质量管理的资料就可以根据数据和 图表挑选材料供应厂家，免去检验手续，不宜经常变更供应 厂家，以保证材料性能的稳定可靠



德国人发明汽车 美国人发展汽车 法国人以科技推动汽车 英国人精心制作汽车 日本人以野心创新汽车 韩国人以雄心追赶汽车
技术特点
1）高度分工的专业化生产 汽车工业兴起的头30年主要趋势是“大而全”， 最典型的是福特公司的“露奇河厂”，中国的一 汽也是按这种模式建立的 缺点：不能适应产品快速改型换代的要求；每个 局部还是比专业厂的规模小，竞争能力不强；机 构过于庞大难以管理 生产分工，一个生产单位生产一具有独特功能和 相对完整的部件或总成，并对这个部件或总成的 功能和质量负责
4）流水作业 最初汽车生产采取定点装配的形式，每台车 占一个工位，劳动者携带工具围着汽车转 1910年前后，美国福特厂在产量增加的压力 下，开始采用移动式装配 总装采用流水作业，大大加快了生产速度 流水作业的特点：工位按工序排列；中间无 积存；连成一线的机械化输送装置；一定的 生产节奏
现代汽车工业的特点 汽车制造工艺与材料 汽车生产的组织与实施 汽车销售与维修
第一节 现代汽车工业的特点

汽车工业 : 通常适用于包括发动机、车身 等各种零部件制造在内的汽车制造业所涉 及的所有企业与企业活动，但不包括轮胎、 蓄电池和燃料工业。汽车工业首先在美国 形成。

一百多年的汽车发展史表明：汽车诞生于 德国，成长于法国，成熟于美国，兴旺于 欧洲，挑战于日本。
第二节 汽车制造工艺与材料




一般来说，汽车的发动机、变速器、车桥、车身等 主要总成由汽车厂自己制造，而轮胎、玻璃、电机、 电器、仪表、车身内饰件和其他小型零部件多靠协 作厂生产或从市场采购。外协、外购件的制造和选 购往往涉及许多特殊的制造工艺和技术。 汽车材料：钢铁、铝合金、非金属材料（塑料、陶 瓷等） 汽车制造工艺：铸造、锻造、冲压、热处理、机械 加工、焊接、喷漆、电镀和装配工艺等 汽车制造工艺过程的编制通常以总装为核心，为了 提高效率，尽量采用流水线生产
连杆锻造自动线
1-棒料；2-装料台 架；3-预热器；42501钢坯剪切机； 5-感应加热炉；62500t自动锻压机； 7-飞边箱；8-锻件； 9-飞边



3．冲压工艺 汽车冲压件生产是大批量生产，品种繁多， 如顶盖、挡泥板、车身侧护板、地板、发动 机罩、车门内外板、行李箱盖板、中门柱、 前门栓、保险杠等，必须采用机械化、半自 动化或全自动化流水生产。 冲压生产线通常有两种型式：单机联线和多 工位压床生产线； 多工位压床是目前最先进、自动化程度最高 的冲压设备
社会特征
1)汽车生产的社会化 汽车厂与广大的汽车零部件厂开展了广泛的配套协 作，甚至跨出国门与国际汽车行业进行协作。 汽车工业与其他工业有密切的联系。钢铁工业、机 械制造业、橡胶工业、轻工业、纺织工业、电子工 业等等 汽车工业与汽车商业的结合，银行业务，形成一个 社会集团。 汽车生产与汽车使用结合，公路交通事业，沿公路 的服务行业 汽车生产协作、销售、使用、服务等社会活动，汽 车生产占中心地位。
焊装工艺流程图
用焊接机器人进行小红旗轿车的焊装


6．涂漆工艺 涂漆要求：装饰性（涂层光亮、平滑、丰满、 美感强）和抗腐蚀性（外观锈蚀、穿孔腐蚀、 损坏结构腐蚀出现的使用时间长） 采用往复式喷涂机、喷漆机器人等装备




7．总装工艺 汽车生产的最后一道工序，将汽车各零部件 总成根据技术条件装配成一辆完整合格的汽 车的生产过程； 总装配的出口，要进行严格的检查、调整和 整车检测（发动机综合测试、废气排放、灯 光、前轮定位、密封性测试和电器检验等） 总装配生产线由一系列输送设备构成“立体 装配”
压铸和金属型铸造常见的生产过程




2．锻造工艺 汽车的锻造毛坯见较多，一般轿车锻件有50多种 汽车锻件的工艺：普通模锻、精锻、热挤、冷挤、 热墩、轧制等工艺 随着汽车工业中专业化分工越来越广发的发展，汽 车公司把一些普通铸锻件转让给其他专业铸锻厂生 产，跟产品质量有关的重要铸锻件留给自己生产， 以降低成本提高生产率和实现自动化 通常汽车公司自己生产的铸件有：发动机缸体、缸 盖、变速器壳体等；锻件有连杆、曲轴、气门、半 轴、转向节、重要齿轮等 是否外协还要考虑到供应是否稳定，经济上是否合 算等




１．了解现代汽车工业的特点； ２．了解现代汽车制造工艺（铸造、锻造、冲压、 机械加工、焊接、喷漆和总装）与汽车材料； ３．了解汽车生产的组织与管理（厂址选择、厂 区布置、自制与外协分工、汽车厂管理等）； ４．了解汽车的国内外销售、维修与保养、更新 与报废等。
主要内容


第一节 第二节 第三节ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第四节
5）生产过程自动化 生产过程自动化是从工艺过程开始的，首先是加工机床的自 动化和半自动化；在加工过程按流水线作业方式组织起来后， 才开始用效率较高的专用机床取代低效的通用机床装备生产 线；为了使机床制造简便、合理，出现了组合机床。 生产自动化的另一种发展趋势是采用程序控制和数字控制 （数控机床） 二战前后，机械加工自动线 20世纪60年代，出现了加工中心机床 把计算机技术应用于汽车制造，计算机辅助制造技术 （CAM） 现在CAM进一步发展成为计算机集成制造系统（CIMS）， 已经成为世界各主要工业国家竞相发展的一项具有战略意义 的高科技，是现在制造企业和工厂自动化的一种最新模式和 发展方向
• 汽车材料的发展 ： • 铁木、钢材、铸铁、铝合金、工程塑料、橡胶、玻璃、陶瓷 和各种新型的功能性材料（如光纤材料、传感材料、催化剂 金属、形状记忆合金、导电玻璃、光致变色材料等） • 最初采用铁木结构，以后便主要采用钢铁。 • 铝合金由于具有密度小、强度高、熔点低、易于大批量生产 和再生利用被愈来愈多地在汽车上应用 • 陶瓷材料由于优良的耐热、耐磨和轻质等特点而受到重视 • 汽车上还大量使用橡胶、玻璃等材料 • 一些高性能复合材料也正在获得应用