汽車研發(fā)的五大階段及制造的四大工藝

1、。汽車研發(fā)的五大階段及制造的四大工藝汽車研發(fā)是一個很復(fù)雜的系統(tǒng)工程，甚至需要上千人花費幾年的時間才能完成; 一款汽車從研發(fā)到投入市場一般都需要 5 年左右的時間。 不過隨著技術(shù)的不斷進步， 研發(fā)的周期也在縮短，當然， 我們說的是正向設(shè)計，事實上很多國內(nèi)的廠家都是逆向設(shè)計，但即使是逆向設(shè)計同樣也需要很多的時間。 我們可以仿制別人的外觀， 但是我們無法仿制別人的工藝， 我們依然需要進行大量的機構(gòu)分析、材料分析、力學(xué)分析等，依然需要去試制、測試、檢測等等，這些研發(fā)的過程是無法省略的。不同的汽車企業(yè)其汽車的研發(fā)流程略有不同，下面講述的是正向開發(fā)的一般研發(fā)流程：一 . 市場調(diào)研階段一個全新車型的開發(fā)需要

2、幾億甚至十幾億的大量資金投入， 如果不經(jīng)過很細致的市場調(diào)研可能就會 “ 打水漂 ” 了 ; 現(xiàn)在國內(nèi)有專門的市場調(diào)研公司，汽車公司會委托他們對國內(nèi)消費者的需求、喜好、習(xí)慣等做出調(diào)研，明確車型形式和市場目標，即價格策略，很多車型的失敗都是因為市場調(diào)研沒有做好。 譬如： 當年雪鐵龍固執(zhí)的在中國推廣兩廂車， 而忽視了國人對 “ 三廂 ” 的情有獨鐘，致使兩廂車進入中國市場太早，失去了占領(lǐng)市場的機會。二 . 概念設(shè)計階段概念設(shè)計主要分三個階段：總體布置、造型設(shè)計、制作油泥模型。1. 總體布置總布設(shè)計是汽車的總體設(shè)計方案， 包括：車廂及駕駛室的布置， 發(fā)動機與離合器及變速器的布置、 傳動軸的布置、 車架

3、和承載式車身底板的布置、 前后懸架的布置、 制動系的布置、油箱、備胎和行李箱等的布置、空調(diào)裝置的布置。2. 造型設(shè)計在進行了總體布置草圖設(shè)計以后，就可以在其確定的基本尺寸的上進行造型設(shè)計了。包括外形和內(nèi)飾設(shè)計兩部分。設(shè)計草圖是設(shè)計師快速捕捉創(chuàng)意靈感的最好方法，最初的設(shè)計草圖都比較簡單， 它也許只有幾根線條，但是能夠勾勒出設(shè)計造型的神韻，設(shè)計師通過大量的設(shè)計草圖來盡可能多的提出新的創(chuàng)意。這個車到底是簡潔、還是穩(wěn)重、是復(fù)古、還是動感都是在此確定的。當然， 如果是逆向設(shè)計，則就不需要這個過程了，把別人的車型直接進行點陣掃描，然后在計算機中進行造型勾畫就行了。3. 制作油泥模型。1。隨著計算機的應(yīng)用，

4、草圖繪制完成后，可以用使用各種繪圖軟件制作三維電腦數(shù)據(jù)模型( 這種模型能夠直接將數(shù)據(jù)輸入5 軸銑削機， 銑削出油泥模型) ，看到更加清晰的設(shè)計表現(xiàn)效果，然后進行1： 5 的油泥模型制作。完成小比例油泥模型制作后，進行評審，綜合考慮各種因素：美學(xué)、工藝、結(jié)構(gòu)等，OK后進行 1:1 的油泥模型制作。傳統(tǒng)的全尺寸油泥模型都是完全由人工雕刻出來的，這種方法費時費力而且模型質(zhì)量不能得到很好的保證， 制作一個整車模型大約要花上3 個月左右的時間， 現(xiàn)在隨著技術(shù)的進步，各大汽車廠家的全尺寸整車模型基本上都是由5 軸銑削機銑削出來的， 這種方法制作一個模型只需要1 個月甚至更少的時間。三、工程設(shè)計階段( 數(shù)模

5、構(gòu)建 )在完成造型設(shè)計后， 開始進入工程設(shè)計階段， 工程設(shè)計是一個對整車進行細化設(shè)計的過程，各個總成分發(fā)到相關(guān)部門分別進行設(shè)計開發(fā)。工程設(shè)計階段主要包括以下幾個方面：1. 總布置設(shè)計在前面的總布置草圖上， 進行細化，精確各部件的尺寸和位置。 確定各部件的詳細結(jié)構(gòu)、特征參數(shù)及質(zhì)量要求。包括：發(fā)動機艙、底盤、內(nèi)飾、外飾及汽車電器等布置圖。2. 車身造型數(shù)據(jù)在油泥模型完成后， 使用三維測量儀器對油泥模型進行測量，測量生成的數(shù)據(jù)稱為點云，工程師根據(jù)點云使用曲線軟件比如Catia 、 UG imageware 等來構(gòu)建汽車產(chǎn)品的外形?！?模仿 ” 的車型則是， 把別人的產(chǎn)品直接進行三維測量， 形成 “

6、點云 ” 數(shù)據(jù)，然后根據(jù)點云進行汽車產(chǎn)品的外形?！包c云 ”數(shù)據(jù) (一些零亂的點) ：根據(jù) “點云 ” 進行曲面構(gòu)建：3. 發(fā)動機工程設(shè)計一般新車型的開發(fā)都會選用原有成熟的發(fā)動機動力總成， 然后針對新車型的特點及要求，對發(fā)動機進行布置， 并進行發(fā)動機匹配， 這一過程一直持續(xù)到樣車試驗階段， 與底盤工程設(shè)計同步進行。4. 白車身工程設(shè)計。2。白車身的設(shè)計工作是在車身造型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行的， 所謂的白車身指的是車身結(jié)構(gòu)件以及覆蓋件的焊接總成，包括發(fā)動機罩、翼子板、側(cè)圍、車門以及行李箱蓋在內(nèi)的未經(jīng)過涂裝的車身本體。白車身是保證整車強度的封閉結(jié)構(gòu)。譬如; 我們經(jīng)常提及的豐田“ GOA” 車身。這些部件依然

7、使用三維數(shù)模軟件來見構(gòu)建，譬如 UG、CATIA 等，并進行材料的選擇，工藝性分析、焊接、裝配等分析。5. 底盤工程設(shè)計底盤包括：傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)設(shè)計。主要工作包括:尺寸、結(jié)構(gòu)、工藝功能及參數(shù)方面的定義、計算，根據(jù)計算數(shù)據(jù)完成三維數(shù)模; 然后根據(jù)三維數(shù)模進行模擬試驗及零部件的樣品的制作; 根據(jù)三維圖完成設(shè)計及裝配圖。6. 內(nèi)外飾工程設(shè)計這些部件很多汽車公司不是自己制作，而是由配套生產(chǎn)廠家來做的。內(nèi)飾件主要設(shè)計包括儀表板、方向盤、座椅、安全帶、安全氣囊、地毯、側(cè)壁內(nèi)飾件、遮陽板、扶手、車內(nèi)后視鏡等。外裝件的主要設(shè)計包括前后保險杠、 玻璃、車門防撞裝飾條、 進氣格柵、 行李架

8、、天窗、后視鏡、車門機構(gòu)及附件以及密封條。這些部件同樣可用 “ 逆向設(shè)計 ” ，但是相應(yīng)的材料分析、 結(jié)構(gòu)分析、 樣品試制等工作還是省不下的。7. 電器工程設(shè)計電器工程負責全車的所有電器設(shè)計，包括雨刮系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、各種儀表、整車開關(guān)、前后燈光以及車內(nèi)照明系統(tǒng)。經(jīng)過以上各個總成系統(tǒng)的設(shè)計， 工程設(shè)計階段完成， 最終確認整車設(shè)計方案。 此時可以開始編制詳細的產(chǎn)品技術(shù)說明書以及詳細的零部件清單列表，驗證法規(guī)。確定整車性能后，將各個總成的生產(chǎn)技術(shù)進行整理合成。四、樣車試驗階段工程設(shè)計階段完成以后進入樣車試制階段試驗階段。樣車的試驗包括兩個方面： 性能試驗和可靠性試驗。 性能試驗，顧名思義，主要是對一

9、些功能性的測試， 看其是否符合設(shè)計要求 ; 可靠性試驗 , 主要驗證汽車的強度及耐久性。 汽車的試驗形式主要有風洞試驗、試驗場測試、道路測試、碰撞試驗等。1. 風洞試驗。3。在油泥模型階段就已進行初步的試驗了，這個涉及到空氣動力學(xué)方面的科學(xué); 樣品制作好后會作進一步測試!2. 試驗場測試：很多汽車企業(yè)都有自己的試驗場，試驗場的不同路段分別模擬不同路況，有沙石路、 雨水路、搓板路、爬坡路等等。3. 道路測試道路測試是樣車試驗最重要的部分。 通常要在各種不同的區(qū)域環(huán)境中進行， 在我國北到黑龍江南到海南島都有進行道路測試， 以測定在不同氣候條件下車輛的行駛性能以及可靠性。路試是比較復(fù)雜的，包括各種條

10、件下的路試( 高速路、沙塵路、水泥路、冰雪路等等) 。4. 碰撞試驗碰撞試驗主要測試汽車的結(jié)構(gòu)強度，在新車上市前， 企業(yè)要經(jīng)過N多次測試， 據(jù)說卡羅拉上市前撞了 100 多輛車。測試主要是利用人體模型， 通過各種傳感器考察碰撞對人體模型的傷害，并有針對性地進行加強設(shè)計。試驗階段完成以后，新車型基本得到確認，然后進入小批量試制階段。五、量產(chǎn)階段投產(chǎn)啟動階段的包括制定生產(chǎn)流程鏈， 各種生產(chǎn)設(shè)備到位、 生產(chǎn)線鋪設(shè)等等。 投產(chǎn)啟動階段大約需要半年左右的時間，在此期間要反復(fù)的完善沖壓、焊裝、涂裝以及總裝生產(chǎn)線，在確保生產(chǎn)流程和樣車性能的條件下， 開始小批量生產(chǎn)， 進一步驗證產(chǎn)品的可靠性， 確保小批量生產(chǎn)

11、 3 個月產(chǎn)品無重大問題的情況下， 正式啟動量產(chǎn)。 下面我們將詳細介紹汽車制造的四大工藝：1. 沖壓工藝：沖壓是所有工序的第一步。先是把鋼板在切割機上切割出合適的大小，這個時候一般只進行沖孔、 切邊之類的動作，然后進入真正的沖壓成形工序。 每一個工件都有一個模具，只要把各種各樣的模具裝到?jīng)_壓機床上就可以沖出各種各樣的工件，模具的作用是非常大的，模具的質(zhì)量直接決定著工件的質(zhì)量。2. 焊裝工藝：沖壓好的車身板件局部加熱或同時加熱、 加壓而接合在一起形成車身總成。 在汽車車身制造中應(yīng)用最廣的是點焊， 焊接的好壞直接影響了車身的強度。 所以很多廠家在說自己的車身結(jié)構(gòu)的時候會特強調(diào)自己是 “激光焊接 ”

12、 。在國內(nèi)大部分生產(chǎn)廠家還是人工焊接， 這當然是為了節(jié)省成本。4。3. 涂裝工藝：涂裝有兩個重要作用，第一車防腐蝕，第二增加美觀。涂裝工藝過程比較復(fù)雜，技術(shù)要求比較高。主要有以下工序：漆前預(yù)處理和底漆、噴漆工藝、烘干工藝等，整個過程需要大量的化學(xué)試劑處理和精細的工藝參數(shù)控制， 對油漆材料以及各項加工設(shè)備的要求都很高， 因此涂裝工藝一般都是各公司的技術(shù)秘密。4. 總裝工藝：總裝就是把車身、發(fā)動機、變速器、儀表盤、車燈、座椅等各零件安裝組合到一起。裝配工藝的水平直接影響到汽車的性能， 我們會看到有些汽車扳金的接縫比較均勻， 而有些汽車扳金接縫不均勻，這都是與裝配工藝關(guān)系比較大的。20 世紀 90 年代底興起的組合單元化，即模塊化裝配方式的采用使得總裝生產(chǎn)線上的工序得到簡化，生產(chǎn)線