汽車設(shè)計(jì)與制造課件

第十一章汽車設(shè)計(jì)與制造11.1汽車設(shè)計(jì)11.2汽車制造工藝11.3汽車工程材料11.4汽車試驗(yàn)11.1汽車設(shè)計(jì)一、汽車設(shè)計(jì)的內(nèi)容及特點(diǎn)二、汽車設(shè)計(jì)過程三、汽車設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展一、汽車設(shè)計(jì)的內(nèi)容及特點(diǎn)1.汽車設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括整車總體設(shè)計(jì)、總成設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)整車總體設(shè)計(jì)又稱為汽車的總布置設(shè)計(jì)，任務(wù)是：使設(shè)計(jì)的汽車達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的整車參數(shù)和性能指標(biāo)，并分解為有關(guān)總成的參數(shù)和功能。協(xié)調(diào)各總成的設(shè)計(jì)。

汽車總體設(shè)計(jì)必須考慮的問題汽車各總成之間的聯(lián)系問題人與汽車之間的聯(lián)系問題汽車與道路之間的聯(lián)系問題

設(shè)計(jì)質(zhì)量品位市場競爭力汽車總體設(shè)計(jì)的具體方面駕駛操作空間尺寸的布置車內(nèi)乘客空間尺寸的布置座椅尺寸參數(shù)與特性參數(shù)的選擇車身的外觀造型與色彩儀表板的造型及儀表的選型與布置車身內(nèi)飾材料與色彩的選擇汽車的駕駛視野汽車的駕駛性能與乘坐性能汽車總成設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)汽車總成設(shè)計(jì)的任務(wù)：滿足整車設(shè)計(jì)對(duì)總成功能和布置的要求，考慮易于維修、保養(yǎng)的人--機(jī)關(guān)系問題。零件設(shè)計(jì)的任務(wù)：滿足總成的設(shè)計(jì)要求，解決零件的強(qiáng)度、壽命和生產(chǎn)技術(shù)問題。2.汽車設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和要求汽車這種產(chǎn)品有什么特點(diǎn)？1）零件數(shù)量多，以萬計(jì)。2）經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模大，達(dá)數(shù)十萬輛。3）專業(yè)化、高水平生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。4）使用廣，對(duì)社會(huì)和人民的生活關(guān)系密切。5）高速機(jī)動(dòng)，使用條件復(fù)雜多變。6）使用中要消耗大量的油料、維修用的零配件。2.汽車設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和要求（1）產(chǎn)品系列化、零部件通用化和零件標(biāo)準(zhǔn)化（2）良好的適應(yīng)性（3）汽車使用中的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保要求（4）在保證可靠性的前提下減小汽車自身質(zhì)量（5）外觀造型的藝術(shù)性（6）滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的要求（7）汽車設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程二、汽車設(shè)計(jì)過程

1.調(diào)查研究與初始決策------選定設(shè)計(jì)目標(biāo)2.總體方案設(shè)計(jì)------整車方案設(shè)想，概念設(shè)計(jì)或構(gòu)思設(shè)計(jì)3.繪制總布置草圖------確定外型及總成的尺寸和布置4.車身造型設(shè)計(jì)及繪制車身布置圖------繪制車身外型效果圖、制作整車模型、工藝分析與風(fēng)洞試驗(yàn)5.編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書------主要技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)6.汽車的具體設(shè)計(jì)------總體布置、總成布置與設(shè)計(jì)7.試制、試驗(yàn)、修改與定型------試制樣車三、汽車設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展汽車包羅了各種典型的機(jī)械元件、零部件，有各種金屬和非金屬材料，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，以機(jī)械設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，涉及許多基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)。

數(shù)學(xué)力學(xué)機(jī)械學(xué)電工電子學(xué)自動(dòng)控制技術(shù)液壓液力傳動(dòng)藝術(shù)設(shè)計(jì)汽車?yán)碚?、?gòu)造、制造工藝與維修

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

以已有產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，運(yùn)用一些帶有經(jīng)驗(yàn)常數(shù)或安全系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的一種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。產(chǎn)品的開發(fā)過程：

設(shè)計(jì)試驗(yàn)改進(jìn)設(shè)計(jì)試制試驗(yàn)定型設(shè)計(jì)周期長、質(zhì)量差、消耗大現(xiàn)代設(shè)計(jì)：在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行：汽車結(jié)構(gòu)與性能參數(shù)的優(yōu)化選擇與匹配零部件的強(qiáng)度核算與壽命預(yù)測產(chǎn)品的模擬計(jì)算與仿真分析車身的美工造型

最優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元分析、模擬或仿真。面向制造與裝配的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)方案的修改處在產(chǎn)品開發(fā)的前期。構(gòu)思草圖內(nèi)部美術(shù)效果圖外部美術(shù)效果圖

1：5油泥模型11.2汽車制造工藝一、沖壓工藝二、焊接工藝三、涂裝工藝四、裝配工藝一、沖壓工藝

汽車車身絕大部分是沖壓件。

如：頂蓋擋泥板車身側(cè)板地板發(fā)動(dòng)機(jī)罩等二、焊接工藝汽車車身幾乎全部由沖壓件焊接而成。

車身焊接通常稱為焊裝，將沖壓件焊接成符合要求的白車身，用三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行抽檢。轎車車身焊接機(jī)器人三、涂裝工藝汽車涂裝的目的是起保護(hù)、裝飾和標(biāo)志等作用。要求涂層有一定的硬度、良好的韌性和耐磨性。貨車、輕型汽車一般進(jìn)行底漆、面漆兩次涂裝。轎車常需要頭道底漆、二道底漆、面漆三次涂裝。高級(jí)轎車有時(shí)采用四次涂裝。前處理頭道底漆涂油灰密封膠二道底漆面漆漆膜保護(hù)劑四、裝配工藝

汽車的裝配可分為組裝、部裝和總裝，現(xiàn)代汽車廠一般只進(jìn)行總裝。主要包括整車裝配、飾件裝配、檢驗(yàn)調(diào)整、性能試驗(yàn)及試車?？梢苑譃椋簝?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總裝配線11.3汽車工程材料一、金屬材料二、非金屬材料三、汽車材料的發(fā)展和新型汽車材料一、金屬材料1.鋼鐵材料（黑色金屬）價(jià)格低，便于加工，應(yīng)用廣泛。主要有鋼板、結(jié)構(gòu)鋼、特殊用途鋼、鑄鐵。冷沖壓零件約占總零件數(shù)的50%~60%。

頂蓋擋泥板車身側(cè)板地板發(fā)動(dòng)機(jī)罩等2.有色金屬指鋼鐵材料以外的所有金屬材料，如：鋁、銅、鎂及其合金。利用鋁、鎂、鈦等輕金屬替代鋼鐵材料以減輕自重，是轎車輕量化的發(fā)展方向。二、非金屬材料

非金屬材料包括：

塑料、橡膠、玻璃、陶瓷、摩擦材料、復(fù)合材料、涂裝材料等。1.塑料

汽車上常用的塑料有：聚丙烯、聚乙烯、聚苯烯、ABS、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸脂、酚醛樹脂等。聚丙烯PPABS樹脂（ABS）2.橡膠

用于制造汽車輪胎、內(nèi)胎、防振膠墊、軟管、密封帶等。貨車輪胎以天然橡膠為主轎車輪胎以合成橡膠為主車窗密封條采用乙丙橡膠、氯丁橡膠等3.玻璃鋼化玻璃是普通玻璃加熱到一定溫度后，迅速冷卻進(jìn)行特殊處理的特種玻璃，破碎成小顆粒，用于汽車后窗、側(cè)窗。夾層玻璃又稱安全玻璃，將兩片以上的平板玻璃用聚乙烯醇縮丁醛塑料襯片粘合而成。破壞時(shí)產(chǎn)生輻射狀或同心圓裂紋，碎片不易脫落。常用于前窗玻璃。除霜玻璃在玻璃夾層中安裝加熱電阻絲。用作后窗反光玻璃用作后窗玻璃電控液晶變色玻璃自動(dòng)調(diào)節(jié)光線4.陶瓷耐高溫、硬度高、脆性大。用于制作火花塞、各種傳感器。氧傳感器火花塞5.摩擦材料制動(dòng)器摩擦片、離合器摩擦片。石棉摩擦材料

各種纖維摩擦材料：鋼纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、碳纖維等。制動(dòng)器

離合器摩擦片

6.復(fù)合材料兩種或兩種以上不同材料組合而成的材料。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通常又稱玻璃鋼。用于制作車身、車窗、機(jī)罩等。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，用于制作發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、傳動(dòng)軸、離合器片等。三、汽車材料的發(fā)展和新型汽車材料汽車輕量化和減少污染：鋼鐵材料使用比例逐步減少，其它有色金屬、非金屬、復(fù)合新型材料用量增加。新型汽車材料：

稀土金屬提高金屬的性能記憶金屬形狀記憶在低溫下變形在較高溫度下恢復(fù)泡沫鋁材輕，吸收沖擊，可回收再利用稀土永磁材料制造電機(jī)可減小體積11.4汽車試驗(yàn)一、汽車性能試驗(yàn)二、大型試驗(yàn)設(shè)施三、汽車零部件試驗(yàn)一、汽車性能試驗(yàn)1.動(dòng)力性能試驗(yàn)：最高車速、加速性、爬坡性2.燃油經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)：燃油、排放3.制動(dòng)性能試驗(yàn)：制動(dòng)距離、制動(dòng)效能4.操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)：轉(zhuǎn)向力、側(cè)向穩(wěn)定性5.平順性試驗(yàn)：乘坐舒適性6.通過