先進制造系統(tǒng)第八章剖析

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,先進制造系統(tǒng),主講：葛茂根,合肥工業(yè)大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院,Advanced Manufacturing System,第八章 典型產(chǎn)品的制造系統(tǒng),汽車制造系統(tǒng),集成電路制造系統(tǒng),計算機制造系統(tǒng),汽車的構(gòu)造,汽車的設(shè)計,汽車的生產(chǎn)預(yù)備,汽車零部件的生產(chǎn),汽車的總裝配,汽車制造系統(tǒng),汽車的構(gòu)造,1.汽車的分類,依據(jù)國標(biāo)GB 3730.1-88規(guī)定，汽車分為：,載貨汽車簡稱貨車，指用于裝載貨物的汽車。,越野汽車。,自卸汽車以運送貨物為主且具有可傾卸貨箱的汽車。,牽引汽車主要用作牽引掛車的汽車。,專用汽車具有特地

2、設(shè)備且有專項用途的汽車。,客車：主要用于載送人員及其隨身行李物品，乘 坐人數(shù)含駕駛員在內(nèi)9人以上的汽車。,轎車：乘坐人數(shù)含駕駛員在內(nèi)9人以下的小型載客汽車。,汽車的構(gòu)造,2.汽車構(gòu)造,汽車的總體構(gòu)造包括發(fā)動機、底盤、車身和電氣設(shè)備四大組成局部。,(1發(fā)動機,是汽車的動力裝置，其作用是使供入發(fā)動機的燃料經(jīng)過燃燒而變成熱能，并轉(zhuǎn)化為動能，通過底盤的傳動系驅(qū)動汽車行駛。,汽車的構(gòu)造,2.汽車構(gòu)造,(2底盤,是汽車構(gòu)成的根底，其作用是支承、安裝發(fā)動機、車身等部件及總成，形成汽車的總體造型，承受發(fā)動機輸出的動力，使汽車產(chǎn)生運動且保證汽車正常行駛。,汽車的構(gòu)造,汽車的設(shè)計,汽車的生產(chǎn)預(yù)備,汽車零部件的生產(chǎn)

3、,汽車的總裝配,汽車制造系統(tǒng),汽車的構(gòu)造,1.制定產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃根本步驟：,確定具體的車型,進展可行性分析,擬定汽車的初步方案,編寫設(shè)計任務(wù)書,汽車的構(gòu)造,2.初步設(shè)計,汽車總布置設(shè)計 將汽車各個總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當(dāng)?shù)奈恢?，以保證各總成運轉(zhuǎn)相互協(xié)調(diào)、乘坐舒適和裝卸便利。繪制汽車的總布置圖；零部件的運動范圍校核。,設(shè)計效果圖 效果圖是表現(xiàn)汽車造型效果的圖畫。,制作縮小比例模型 縮小比例模型是在構(gòu)架上涂敷造型泥雕塑而成。,進展方案論證 目的是從假設(shè)干個造型方案中選擇出一個適宜的車型方案，以便作為技術(shù)設(shè)計的依據(jù)。,汽車的構(gòu)造,3.技術(shù)設(shè)計,1確定汽車造型,繪制11整車外形效果圖。,制作

4、11外部模型。,制作11內(nèi)部模型，用以打量汽車內(nèi)部造型效果和檢驗汽車內(nèi)部尺寸。,交付主管部門和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)審批，使汽車最終定型。,汽車的構(gòu)造,3.技術(shù)設(shè)計,這一階段的主要任務(wù)是繪制尺寸掌握圖，目的是：,2確定汽車構(gòu)造,準(zhǔn)確地確定各部件總成的所在位置和支承連接方式。,確定各部件總成的掌握尺寸和掌握質(zhì)量。,確定各操縱機構(gòu)的位置及其活動范圍。,對各相對運動的零部件進展運動校核，確定運動空間，以防止運動干預(yù)。,確定駕駛室內(nèi)部的布置。,確定各部件的質(zhì)心位置。,確定汽車外形尺寸和汽車總布置的各項參數(shù)。,對各部件總成提出具體的設(shè)計要求。,汽車的構(gòu)造,4.汽車總裝配圖的繪制,汽車總裝配圖的繪制是在各總成的設(shè)計工作

5、全部完成后并經(jīng)過設(shè)計和工藝審查后進展的。其目的是進展圖面裝配，對各個部件的特性參數(shù)、特性尺寸以及尺寸鏈進展全面認(rèn)真的校核，最終核準(zhǔn)各項參數(shù)。,5.試制、試驗、修改和定型,通過試制，應(yīng)當(dāng)了解整車和部件的構(gòu)造工藝性，了解整車在裝配中發(fā)生的問題，并準(zhǔn)時協(xié)調(diào)解決，為了檢查樣車是否符合設(shè)計要求，必需進展試驗。,試驗工程包括尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)的測定，整車性能試驗，牢靠性行駛試驗以及耐久性行駛試驗。對暴露出的問題進展分析和改進，修改圖樣，為下一輪試制作好技術(shù)預(yù)備。從新產(chǎn)品設(shè)計到定型投產(chǎn)一般需要經(jīng)過幾輪試制，試驗及修改圖樣的過程，直至產(chǎn)品定型。,汽車的構(gòu)造,汽車的設(shè)計,汽車的生產(chǎn)預(yù)備,汽車零部件的生產(chǎn),汽車的

6、總裝配,汽車制造系統(tǒng),汽車的生產(chǎn)預(yù)備,1.進展批量生產(chǎn)預(yù)備,實施汽車的批量生產(chǎn)，生產(chǎn)部門要按規(guī)劃內(nèi)容制定進展批量生產(chǎn)的實施打算，并且還要具備批量生產(chǎn)的相應(yīng)設(shè)備，主要有鑄造、鍛造、壓力成型、樹脂成型、機械加工、噴涂、裝配、輸送、檢查等設(shè)備。,2.批量生產(chǎn)試制,批量生產(chǎn)試制的目的是檢查生產(chǎn)設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況，檢查生產(chǎn)設(shè)備所制造的汽車的質(zhì)量和性能。這些試驗也是在開發(fā)部門進展的。批量生產(chǎn)試制所用中等程度的模具的更換一般可進展兩次：,第一次是對批量生產(chǎn)的初始品的安裝協(xié)作進展認(rèn)可。,其次次是對第一次不合格局部作改進后的進一步確認(rèn)與對其綜合品質(zhì)的鑒定，并進展細(xì)小方面的修整。,汽車的構(gòu)造,汽車的設(shè)計,汽車的生產(chǎn)預(yù)

7、備,汽車零部件的生產(chǎn),汽車的總裝配,汽車制造系統(tǒng),汽車零部件的生產(chǎn),1.動力總成制造,動力總成包括發(fā)動機、變速箱、傳動軸與車軸等驅(qū)動系統(tǒng)的組件，它是構(gòu)成汽車的心臟的重要部件。,1發(fā)動機加工裝配,1機械加工,保持高質(zhì)量加工,進展多品種加工,實現(xiàn)高效率加工,一般地，月產(chǎn)數(shù)萬臺左右的大量生產(chǎn)規(guī)模下的發(fā)動機機械加工，如氣缸套和氣缸蓋，大多承受以組合機床為中心的大規(guī)模設(shè)備。其工藝要求有三點：,汽車零部件的生產(chǎn),1.動力總成制造,動力總成包括發(fā)動機、變速箱、傳動軸與車軸等驅(qū)動系統(tǒng)的組件，它是構(gòu)成汽車的心臟的重要部件。,1發(fā)動機加工裝配,2裝配及試驗,發(fā)動機裝配作業(yè)，現(xiàn)已開頭自動化。而裝配的質(zhì)量，一般也是由

8、裝配線來保證。裝配完成后，發(fā)動機的性能試驗，也可用微機自動檢測系統(tǒng)進展檢測。,汽車零部件的生產(chǎn),1.動力總成制造,動力總成包括發(fā)動機、變速箱、傳動軸與車軸等驅(qū)動系統(tǒng)的組件，它是構(gòu)成汽車的心臟的重要部件。,2變速箱加工裝配,1箱體加工,在箱體加工工藝中，一般是使用組合機床，其工作形式可分為自動線上工件直接傳送形式和傳輸線上托盤傳送形式。,汽車零部件的生產(chǎn),1.動力總成制造,動力總成包括發(fā)動機、變速箱、傳動軸與車軸等驅(qū)動系統(tǒng)的組件，它是構(gòu)成汽車的心臟的重要部件。,2變速箱加工裝配,2齒輪加工,在齒輪加工工藝中要求做到：,齒輪的嚙合精度好；,熱處理時變形小且穩(wěn)定；,齒面光滑度好；,削減齒型、導(dǎo)程、齒

9、輪振擺等誤差。,汽車零部件的生產(chǎn),1.動力總成制造,動力總成包括發(fā)動機、變速箱、傳動軸與車軸等驅(qū)動系統(tǒng)的組件，它是構(gòu)成汽車的心臟的重要部件。,2變速箱加工裝配,3裝配,典型的,變速箱總成裝配過程,為：箱體打號裝換檔聯(lián)接軸裝球頭搖臂、差速器總成，倒檔杠桿裝軸齒及換檔軸組件裝倒檔惰輪裝換擋鎖緊機構(gòu)左箱體涂膠擰緊箱體聯(lián)接螺栓中間軸左軸承外環(huán)壓裝左油封壓裝裝軸承壓板裝導(dǎo)向盒及換擋桿組件裝五檔齒輪備用工位左箱體后蓋結(jié)合面涂膠并安裝擰緊倒檔軸定位螺栓及后蓋螺栓預(yù)緊后蓋聯(lián)接螺栓擰緊擰緊進/排油口螺塞總成裝配質(zhì)量檢查變速器總成轉(zhuǎn)線總成密封性能試驗潤滑油加注總成綜合性能試驗終檢合格品放油入庫，不合格品送返修區(qū)。

10、,汽車零部件的生產(chǎn),2.車身制造,車身主要用鋼板沖壓件經(jīng)焊接、粘接或螺紋連接而成，其制造工藝大致挨次為：,沖壓焊裝涂裝內(nèi)飾裝配,用于生產(chǎn)車身的原材料為薄鋼板卷料，先進展矯直，再進展剪切下料成為沖壓坯料。,沖壓工序一般為：,拉深沖壓切邊成形彎曲翻邊整形等。,1沖壓,汽車零部件的生產(chǎn),2.車身制造,汽車零部件的生產(chǎn),2.車身制造,汽車車身是將多種沖壓件分別組焊成很多大總成后，再焊裝成車身。焊裝生產(chǎn)中應(yīng)用最多的焊接方法是點焊。每一臺轎車車身約有3000個焊點，其中多數(shù)是2層焊接，出于構(gòu)造上的緣由，也可適用34層搭焊。,2焊裝,圖8-4 焊裝生產(chǎn)線上的焊接機器人,汽車零部件的生產(chǎn),2.車身制造,涂裝的

11、目的是愛護汽車，防止生銹，并對汽車起裝飾作用。不同級別的汽車其涂裝工藝也不一樣。對于轎車車身，典型的涂裝工藝包括：前處理工藝、底漆工藝、密封及車底防護工藝、中涂工藝和面漆工藝幾個局部,3涂裝,圖8-5 正在進展涂裝的轎車車身,汽車零部件的生產(chǎn),2.車身制造,1涂裝前處理工藝 是在車身金屬基體外表上形成磷化膜，以提高其防銹力量以及與底漆的結(jié)合力量，包括脫脂、磷化、清洗等內(nèi)容。,2底漆工藝 承受的是電泳涂裝。電泳涂裝是將具有導(dǎo)電性的被涂物浸漬在裝滿水稀釋的、固體成分比較低的電泳槽作為陽極或陰極，在槽中另設(shè)置與其相對應(yīng)的陰極或陽極，在兩極間通直流電，在被涂物上析出均勻、水不溶的涂膜的一種涂裝方法。,

12、3涂裝,汽車零部件的生產(chǎn),2.車身制造,4中涂工藝 中涂層介于底漆與面漆之間，主要作用是改善被除物外表和底漆涂層的平坦度，為面漆層制造良好的基底，以提高整個涂層的裝飾性和抗石擊性。,5面漆工藝 面漆是汽車車身多層涂裝中最終一道涂層、它對車體起愛護和裝飾雙重作用。一般多承受空氣噴涂，也有承受靜電噴涂以及自動化噴涂。,3涂裝,汽車的構(gòu)造,汽車的設(shè)計,汽車的生產(chǎn)預(yù)備,汽車零部件的生產(chǎn),汽車的總裝配,汽車制造系統(tǒng),汽車的總裝配,圖8-6 轎車總裝配線,汽車的總裝配,1.總裝配的組織形式,依據(jù)汽車的構(gòu)造特點和批量大小的不同，總裝的組織形式一般可分為:,1固定式裝配 是將汽車各總成或部件的全部裝配工作安排

13、在一個固定的工作地點進展裝配，裝配過程中根底件位置不變，裝配所需要的零部件全部集合在工作地點四周，由一組工人去完成。,2移動式裝配 是將汽車總成或部件置于裝配線上、通過連續(xù)或間歇的移動使其順次經(jīng)過各裝配工作地點，以完成全部裝配工作。,汽車的總裝配,2.總裝配線的組成,總裝線一般是由以下幾個局部組成的：,內(nèi)飾裝配線,底盤裝配線,外飾裝配線,車輛行駛性能檢測線,汽車的總裝配,3.總裝配線的物流設(shè)備,由于在汽車的總裝配階段所需各種零部件都要運到總裝配線上進展裝配，因此物流量相當(dāng)大。用于總裝配線的物流裝配主要有以下三類：,卸貨設(shè)備,搬運移動設(shè)備,輸送設(shè)備,汽車的總裝配,4.先進制造系統(tǒng)的技術(shù)特征,汽車

14、制造系統(tǒng)是各類制造系統(tǒng)中的典型代表，幾乎全部的先進制造模式和技術(shù)都在汽車制造過程中得到了應(yīng)用。,1工業(yè)機器人,圖8-7 工業(yè)機器人在轎車總裝配線的應(yīng)用,汽車的總裝配,4.先進制造系統(tǒng)的技術(shù)特征,在汽車總裝線應(yīng)用AGV可實現(xiàn)動態(tài)裝配，提高裝配線的自動化水平。AGV系統(tǒng)的中心掌握臺可進展多車系統(tǒng)集中調(diào)度、監(jiān)視、治理。通過網(wǎng)絡(luò)通信，承受激光導(dǎo)航技術(shù)，保證了AGV快速運行，準(zhǔn)確定位，實現(xiàn)了工作區(qū)域內(nèi)全方位自由行走，自動安全避讓等功能。,2自動導(dǎo)向車AGV,汽車的總裝配,4.先進制造系統(tǒng)的技術(shù)特征,2自動導(dǎo)向車AGV,圖8-8 正在運送轎車后橋的AGV,汽車的總裝配,4.先進制造系統(tǒng)的技術(shù)特征,電動擰緊機多軸是一種目前比較先進的螺栓擰緊設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對擰緊扭矩和角度的準(zhǔn)確掌握。它使用了高精度的傳感器，通過工控機掌握擰緊力矩的大小，使螺釘、螺母的擰緊扭矩完全到達工藝要求范圍，保證了產(chǎn)品的裝配質(zhì)量。,3電動多軸擰緊機,圖8-9 用電動多軸擰緊機裝配車輪,汽車的總裝配,4.先進制造系統(tǒng)的技術(shù)特征,4總裝車間物流配送系統(tǒng),謝謝大家！,