简论汽车装配工艺模块化设计

简论汽车装配工艺模块化设计
发表时间：2017-11-09T17:59:50.840Z 来源：《基层建设》2017年第19期作者：白井财
[导读] 摘要：笔者主要从汽车装配的工艺特点、汽车装配工艺模块化设计要点等几方面概述了本文主题，旨在与同行共同探讨学习。

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摘要：笔者主要从汽车装配的工艺特点、汽车装配工艺模块化设计要点等几方面概述了本文主题，旨在与同行共同探讨学习。

关键词：汽车装配；工艺特点；工艺模块化；设计
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迅速提高，但是汽车装配技术还相当落后。

国内许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，汽车生产厂家开始实行生产和采购全球化，设计系统化和模块化，这些转变都标志着汽车生产和汽车装配模式的系统化和模块化。

一、汽车装配概述
所谓汽车装配，就是按照规定对汽车所使用的零件进行一步一步的组装在一起，使整个汽车成为一个完成品或者是半成品工艺过程。

汽车装配工艺技术的好坏影响着整个汽车质量整体性能的好坏。

汽车装配的过程就是将汽车使用的零件进行组装，根据不同的零件性能进行装配，要保证每个单元的汽车性能要进行全面化的配合，共同相互作用实现汽车整体性能最佳使用效果。

汽车装配使用的零件数量非常庞大、使用的零件种类非常多，所以在装配过程的工作量非常庞大与困难。

随着我国经济发展越来越快，人们对汽车质量与汽车整体使用的性能要求也越来越高。

目前汽车行业不光与国内汽车行业进行竞争，现在还要与国际汽车行业进行竞争，所以汽车行业的竞争也越来越激烈。

对汽车耐用力、整体性能、动力性、经济型等方面是目前人们对汽车质量不断追求的目标，对这些人们追求的目标同时也是我国汽车行业要不断完善的目标。

对这些汽车目标进行完美的实现，还是要通过汽车装配工艺模块化进行更详细的研究。

二、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、操作复杂等。

汽车装配过程中不仅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配合、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，提出了模块化装配工艺过程来完成汽车整车的装配。

1.模块化概述
模块是将相互独立的一部分零部件先组装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，最后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个性化的要求，这种单一的装配工艺不能满足人们对汽车多样化的要求。

为了解决这一矛盾，人们开始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顺序、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矛盾，为此人们提出来模块化装配和柔性化生产技术相结合的方法。

2. 装配工艺的全面化
结合汽车装配过程中零件数量多、装配流程复杂、装配工艺要求高的实际发展现状，可知在明确汽车装配工艺特点的前提下，有利于制定出提高汽车装配效率的更多措施，不断优化汽车使用过程中的服务功能。

与此同时，在汽车装配工艺使用的过程中，不仅需要完成制动系统安装、汽车外形安装等，也需要增强其内部构件焊接、各种螺丝安装的实际作用效果，实现汽车装配工艺模块化设计。

这些方面的不同内容客观地说明了深入理解汽车装配工艺特点对于汽车装配工艺模块化设计的重要性。

因此，在开展具体的设计工作时，技术人员应结合汽车零件组装的具体要求，提高对汽车装配工艺特点的认识，优化汽车规划设计图纸，增强不同零件组装过程中的衔接紧密性，促使汽车装配工艺模块化设计能够达到预期的效果。

3.模块化与传统方式非模块化之间的差异
模块化装配的使用可以最大限度的降低总生产装配线的使用长度，对汽车装配实现合理化、柔性化生产效益。

使用模块化装配可以减低生产成本，减少汽车零件使用数量，降低汽车装配过程中零件配置难度，同时还可以减低汽车生产线停止生产现象，缩短汽车装配时间。

模块化装配的使用可以减低零件库存，减少库存压力，利用模块化装配方式可以提高汽车企业整体的市场竞争力。

而非模块化装配方式则是采用单线生产模式。

这种生产模式即浪费生产时间，对汽车配置成本费用也很浪费，同时在对汽车进行装配过程中容易将汽车零件漏掉，造成汽车整体性能实用性降低，有可能还会造成人身安全受到威胁与经济利益受损，不利于汽车企业市场方面竞争，会降低市场竞争力。

三、汽车装配工艺模块化设计要点
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用焊接的形式相互链接。

采用模块化设计之后，整个汽车前端采用开口结构，在前端模块分装线上装配完成后再运送到总装线上，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用螺纹相互联接在一起，在满足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维修等。

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。

2.车门模块的工艺设计
车门模块化装配可以确保驾驶室内零部件装配的接近性，减少汽车车身漆面的划伤，从而提高整车装配的质量。

采用模块化设计的车门组装工艺还可以简化生产线上的机械结构，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可靠性。

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≥70mm+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足普通气动弯角定扭扳手+套筒可将螺栓拆卸的要求。

3.模块化装配和非模块化装配的比较
模块化装配能够减少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减少了在库零件的数量，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用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，容易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。

4.汽车底盘模块化工艺设计
汽车底盘模块化设计是一个庞大的系统工程，其设计步骤必须要按照步骤依次进行，其具体实施步骤如下所示：（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
根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。

结语
通过上文的叙述，随着社会汽车行业不断地快速发展，对汽车装配工艺模块化设计研究也在不断进行更深层次的开发，模块化的使用使汽车行业生产翻开历史的新篇章。

本文对汽车装配进行了详细的论述、汽车工艺的特点介绍以及对模块化与传统方式非模块化之间存在的差异进行详细研究。

得出的结果是汽车装配工艺模块化的使用，奠定了我国汽车行业在国际市场的地位，促进了我国汽车行业的快速发展。

参考文献：
[1] 冯乐华.面向汽车装配的工艺配置管理系统研究 [D].山东大学，2011（09）.
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