國(guó)外汽車車身開(kāi)發(fā)與制造技術(shù)

1、.：.；國(guó)外汽車車身開(kāi)發(fā)與制造技術(shù)發(fā)布日期：2005-3-9 共閱202次 東風(fēng)汽車工程研討院 汪衛(wèi)東 車身是一個(gè)品牌的標(biāo)志和意味，它代表著汽車開(kāi)發(fā)的程度，在汽車開(kāi)發(fā)中占有主體位置。國(guó)外汽車企業(yè)在車身開(kāi)發(fā)、制造方面廣泛采用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)進(jìn)展全新開(kāi)發(fā)和超前開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)隊(duì)伍及其組織機(jī)構(gòu)的管理方式也發(fā)生了宏大的變革，使得車身的開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短，創(chuàng)新的車型越來(lái)越多。 眾所周知，國(guó)際大型汽車集團(tuán)均以家用車輛轎車和MPV為絕對(duì)主導(dǎo)產(chǎn)品。由于車身總成占這些車型整車總質(zhì)量和本錢(qián)的一半左右，并代表了公司產(chǎn)品的品牌籠統(tǒng)，加之對(duì)其投資的宏大，各集團(tuán)公司均把車身開(kāi)發(fā)放在整車開(kāi)發(fā)的首要位置。車身開(kāi)發(fā)周期的長(zhǎng)短是決議

2、整車競(jìng)爭(zhēng)力的大小和本錢(qián)高低的關(guān)鍵要素。國(guó)際領(lǐng)先汽車集團(tuán)的車身開(kāi)發(fā)周期在近10年來(lái)已大幅度縮短。20世紀(jì)90年代初期，車身開(kāi)發(fā)周期為34年，近年已減為1.53年，10年間縮短了近一半時(shí)間。分析其緣由，開(kāi)發(fā)和研討的方法、先進(jìn)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的采用、組織管理方式的變革等方面的要素起著決議性作用。 充分進(jìn)展超前開(kāi)發(fā)和研討 外型設(shè)計(jì)的超前開(kāi)發(fā) 在近幾屆國(guó)內(nèi)外汽車博覽會(huì)上，各大公司紛紛推出了本人在未來(lái)5年、10年甚至15年擬推出產(chǎn)品的概念樣車，這種運(yùn)用當(dāng)今技術(shù)或許根本無(wú)法制造的外型，起到了引導(dǎo)用戶心思、預(yù)測(cè)用戶對(duì)新概念車的反響的作用，也給車身設(shè)計(jì)和制造技術(shù)提出了極具挑戰(zhàn)性的目的。 構(gòu)造設(shè)計(jì)的超前開(kāi)發(fā) 構(gòu)造設(shè)

3、計(jì)的超前開(kāi)發(fā)一方面用于配合外型的超前開(kāi)發(fā)，推出概念樣車；另一方面可經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的超前開(kāi)發(fā)，將其成果逐漸移植在正在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品上，如翼式開(kāi)啟車門(mén)、組合式車身等均是經(jīng)過(guò)了較長(zhǎng)時(shí)間的超前開(kāi)發(fā)。目前有關(guān)公司進(jìn)展超前開(kāi)發(fā)的低能耗低風(fēng)阻、質(zhì)量輕電動(dòng)汽車車身能夠在不久的未來(lái)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)用，另外，構(gòu)造的超前開(kāi)發(fā)也為汽車滿足日益嚴(yán)厲的平安法規(guī)打下良好的根底。新技術(shù)的超前研討 在這方面，正、側(cè)向平安氣囊等運(yùn)用技術(shù)都閱歷了10年或更長(zhǎng)時(shí)間的超前研討才得以廣泛運(yùn)用，整車浸鋅技術(shù)、雙面鍍層鋼板、高強(qiáng)度車身公用鋼板等均是經(jīng)過(guò)和有關(guān)高校、研討所協(xié)作進(jìn)展了長(zhǎng)時(shí)間的超前開(kāi)發(fā)后才得以運(yùn)用的，而全塑車身、全鋁承載車身構(gòu)架等方面的超前研

4、討也已見(jiàn)端倪。 采用承繼意義上的全新開(kāi)發(fā) 在成熟總成的根底上開(kāi)發(fā)車身 當(dāng)一個(gè)車身開(kāi)發(fā)工程真正開(kāi)場(chǎng)時(shí)，動(dòng)力總成、懸架系統(tǒng)等都是相當(dāng)成熟可供直接選用的總成系統(tǒng)，這樣，從試制、實(shí)驗(yàn)和消費(fèi)預(yù)備的各個(gè)方面均可以將重點(diǎn)投向車身開(kāi)發(fā)，也就不存在由于某個(gè)總成需求攻關(guān)、改換，導(dǎo)致車身構(gòu)造方案的變卦。在產(chǎn)品歷史上承繼性開(kāi)發(fā) 由于即將被換代的產(chǎn)品或相關(guān)產(chǎn)品消費(fèi)歷史長(zhǎng)遠(yuǎn)，現(xiàn)消費(fèi)產(chǎn)品或相關(guān)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)和缺乏已被開(kāi)發(fā)人員所熟知，承繼其優(yōu)點(diǎn)、改善其缺乏使推出更優(yōu)秀的產(chǎn)品成為能夠。 在仔細(xì)分析競(jìng)爭(zhēng)車型開(kāi)展趨勢(shì)的根底上開(kāi)發(fā)國(guó)外的車身開(kāi)發(fā)同樣存在有參考樣車，即把競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分為首選、次選等層次，將首選競(jìng)爭(zhēng)車型作為參考樣車，這就是為什么

5、子彈頭式MPV推出之后，各公司紛紛出現(xiàn)類似MPV產(chǎn)品的緣由。 由于各公司均非常留意本人產(chǎn)品的品牌籠統(tǒng)和風(fēng)格，所以參考樣車本身也是在承繼歷史優(yōu)點(diǎn)和風(fēng)格根底上的開(kāi)展產(chǎn)物， 因此，可以經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析參考樣車的歷史、現(xiàn)狀，得出其未來(lái)開(kāi)展趨勢(shì)，并針對(duì)這一結(jié)論來(lái)指點(diǎn)本人的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及制造技術(shù)的全面運(yùn)用 現(xiàn)代CAX技術(shù)及其集成化的全面運(yùn)用 近幾十年來(lái)，計(jì)算機(jī)幾何圖形處置技術(shù)已開(kāi)展到比較完善的程度，從二維、三維線框到三維實(shí)體外型均已實(shí)現(xiàn)，并走向適用化、商品化。CAS在國(guó)外汽車公司已進(jìn)入適用階段，運(yùn)用CAS進(jìn)展二維和三維創(chuàng)意，并經(jīng)過(guò)動(dòng)畫(huà)渲染、全息影像技術(shù)使評(píng)審直觀覺(jué)得得以逼真化，使外型的方案實(shí)現(xiàn)多

6、樣化，并提高了外型設(shè)計(jì)效率與精度。 CAD軟件不僅能處置各種圖形，而且兼?zhèn)湄S富的輔助功能，比如其高級(jí)外表處置及檢測(cè)功能以及工業(yè)化設(shè)計(jì)中的DFM和DFA技術(shù)都可以大大提高外表設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。為配合構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)展有限元網(wǎng)格自動(dòng)劃分， CAD還可與一些通用的有限元構(gòu)造分析系統(tǒng)接口，而且每個(gè)系統(tǒng)均有比較完好的數(shù)據(jù)庫(kù)。 CAE技術(shù)在十幾年前曾經(jīng)使剛度、強(qiáng)度及NVH的分析走向適用化，為車身設(shè)計(jì)提供了經(jīng)過(guò)優(yōu)化的適用的多種選擇方案，使車身設(shè)計(jì)從閱歷設(shè)計(jì)到優(yōu)化設(shè)計(jì)跨出了一大步。目前，碰撞模擬分析、空氣動(dòng)力特性分析、金屬板件拉延成形性分析等手段也已步入適用化階段，為車身的全面優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了根底。CAM不僅在模具、夾

7、具制造方面得到全面運(yùn)用，而且在樣車試制階段發(fā)揚(yáng)了關(guān)鍵性作用，保證了樣車質(zhì)量與進(jìn)程。 經(jīng)過(guò)CAS/CAD/CAE/CAM實(shí)現(xiàn)高度集成，各部門(mén)傳送的是三維CAD圖形數(shù)據(jù)和其他計(jì)算機(jī)信息，這種快捷、準(zhǔn)確的集成運(yùn)用使CAX技術(shù)各單項(xiàng)的運(yùn)用成果提高了數(shù)倍。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程相比，由于計(jì)算機(jī)建立了車身外表的模型，實(shí)體模型均被取而代之，人力、物力、財(cái)力的節(jié)約顯然是非?？捎^的；設(shè)計(jì)階段的計(jì)算分析使設(shè)計(jì)時(shí)間可縮短1/3，也免去了兩輪樣機(jī)的制造，減少了設(shè)計(jì)和消費(fèi)預(yù)備的交叉度；沖模沖壓的成形性分析提高了沖模設(shè)計(jì)的勝利率，數(shù)控加工也消除了中間數(shù)據(jù)方式的轉(zhuǎn)換，并使加工精度大大提高；在計(jì)算機(jī)上進(jìn)展的風(fēng)洞模擬也節(jié)約了大量資金，

8、縮短了消費(fèi)周期。 樣車制造技術(shù)手段日趨先進(jìn) 易于加工、易于回收的鋅合金中熔點(diǎn)及塑料模具已在樣車制造中得到了非常廣泛的運(yùn)用，并經(jīng)過(guò)CAM NC加工保證了模具精度；數(shù)控激光切割設(shè)備的運(yùn)用使樣件修邊趨于完美，防止了因手工加工的缺陷以及邊境定位不準(zhǔn)確引起早期開(kāi)裂的問(wèn)題；三維樣件和總成檢測(cè)控制保證了零件及樣車的代表性；裝配工序的消費(fèi)模擬大大減少了潛在的設(shè)計(jì)更改。 實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)手段和設(shè)備日益完備 通用和福特都分別擁有多個(gè)汽車綜合實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，分別設(shè)在密西根、亞歷桑那和佛羅里達(dá)等地，他們也分別擁有多座環(huán)境風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室。隨著平安法規(guī)的日趨嚴(yán)厲，在配備先進(jìn)的平安性實(shí)驗(yàn)室里每天都有一輛以上的樣車和實(shí)車進(jìn)展撞擊實(shí)驗(yàn)，用于車身構(gòu)

9、造疲勞實(shí)驗(yàn)的MTS實(shí)驗(yàn)也從六通道添加到1216通道， 受力輸入從每點(diǎn)三軸向添加到四軸向模擬制動(dòng)力。 新的制造技術(shù)和資料技術(shù)全面運(yùn)用 目前，新的制造技術(shù)的代表技術(shù)有：激光焊接、激光去毛刺、水注法切割、精細(xì)等離子體、整體浸鋅技術(shù)等，這些技術(shù)的運(yùn)用使制造精度大大提高，車身各部件縫隙逐漸減少，外表覆蓋件和運(yùn)動(dòng)覆蓋件的縫隙已由過(guò)去的58mm減至24mm， 車身外觀越來(lái)越精致。 新資料的運(yùn)用方面，德國(guó)奧迪公司在車身板件上100%采用了雙面鍍鋅鋼板，開(kāi)啟部件如車門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩運(yùn)用7.5m鍍層的鋼板，車身構(gòu)造件采用1012m鍍層鋼板；日本汽車廠家那么采用了鋼廠專門(mén)為汽車車身制造推出的高強(qiáng)度鋼板，到達(dá)了減輕質(zhì)量、

10、降低能耗的目的；性能更加優(yōu)良的各種改性非金屬資料也得以廣泛運(yùn)用，通用公司的MPV車身構(gòu)造上就大量采用了塑料資料取代金屬構(gòu)件。 先進(jìn)的消費(fèi)管理和質(zhì)量控制手段 條形碼技術(shù)全面運(yùn)用使同一裝配線上的消費(fèi)種類大幅度添加，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使無(wú)庫(kù)存管理已成為能夠。 全自動(dòng)化焊接線和激光在線檢測(cè)如雪鐵龍汽車公司的ZX消費(fèi)線，使車身各部件焊接位置精度和每個(gè)焊點(diǎn)質(zhì)量得以良好地控制。 能確認(rèn)部件與相鄰部件關(guān)系平齊度、縫差的檢查工具確保了制件精度，高度清潔的自動(dòng)化噴涂線及現(xiàn)代化的外表質(zhì)量檢測(cè)配備使車身產(chǎn)品外觀完美無(wú)瑕。 并行與同步工程開(kāi)發(fā)方式的全面運(yùn)用 規(guī)范化設(shè)計(jì)與規(guī)范化開(kāi)發(fā)過(guò)程 1嚴(yán)厲規(guī)范的開(kāi)發(fā)過(guò)程目前，各大汽車公司

11、均以倒計(jì)時(shí)的方式進(jìn)展開(kāi)發(fā)過(guò)程控制和管理，將最終推出產(chǎn)品系統(tǒng)的用戶稱為第一項(xiàng)任務(wù)JOB#1，對(duì)整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)展嚴(yán)厲定義，規(guī)定了相關(guān)各部門(mén)參與開(kāi)發(fā)的時(shí)段、任務(wù)量及目的，在開(kāi)發(fā)過(guò)程設(shè)置多個(gè)節(jié)點(diǎn)福特公司稱為鉆石點(diǎn)，并設(shè)置了工程同意后的不可逆點(diǎn)，使整個(gè)階段各個(gè)環(huán)節(jié)得以嚴(yán)厲控制。2建立了成套的開(kāi)發(fā)規(guī)范和規(guī)范在總結(jié)以往開(kāi)發(fā)閱歷的根底上，各大汽車公司都已構(gòu)成了一整套車身開(kāi)發(fā)規(guī)范和規(guī)范，小到如何防止異響設(shè)計(jì)、密封性設(shè)計(jì)，大到整體剛度要求均得到細(xì)化與規(guī)定，如外型設(shè)計(jì)規(guī)范、車身總體布置規(guī)范、構(gòu)造分析規(guī)范、車身系列實(shí)驗(yàn)規(guī)范和規(guī)范等。3充分進(jìn)展前期定義與設(shè)計(jì)論證任務(wù) 德國(guó)保時(shí)捷公司專門(mén)將最前期的任務(wù)從概念設(shè)計(jì)階段中分別

12、出來(lái)，稱之為產(chǎn)品定義設(shè)計(jì)階段，并確定了假設(shè)干大項(xiàng)幾十個(gè)小項(xiàng)的內(nèi)容，充分細(xì)化開(kāi)發(fā)邊境條件防止日后的反復(fù)。 各公司均明確規(guī)定總體布置與外型必需同時(shí)凍結(jié)來(lái)作為概念設(shè)計(jì)階段的里程碑節(jié)點(diǎn)，在此之前的各項(xiàng)任務(wù)均以經(jīng)過(guò)方式逐一認(rèn)定經(jīng)過(guò)，保證了工程的不可逆性。 推行同步開(kāi)發(fā) 各大汽車公司如通用、福特等紛紛將所屬零部件集團(tuán)獨(dú)立，一方面是為了促進(jìn)這些零部件公司成為面向全行業(yè)、全球的供應(yīng)商，另一方面也精簡(jiǎn)了消費(fèi)與開(kāi)發(fā)主體，使汽車公司的開(kāi)發(fā)部門(mén)可集中力量開(kāi)發(fā)白車身及關(guān)鍵部件，并要求供應(yīng)商同步或超前開(kāi)發(fā)車身附件。他們規(guī)定了作為共同開(kāi)發(fā)供應(yīng)商的根本條件包括與本部主體運(yùn)用一樣的開(kāi)發(fā)軟件、具備一定的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)手段和零缺陷消費(fèi)才

13、干等，以保證同步開(kāi)發(fā)的勝利。 實(shí)施并行工程與交鑰匙工程 并行工程經(jīng)過(guò)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中合理地交叉任務(wù)，如大量預(yù)發(fā)布信息、預(yù)分析、提早消費(fèi)預(yù)備等，實(shí)現(xiàn)較短開(kāi)發(fā)周期。 交鑰匙工程已在業(yè)界被廣泛采用，為到達(dá)這一目的， 福特汽車公司采用SIGN OFF方式，即在JOB#1完成時(shí)由擔(dān)任開(kāi)發(fā)的各方面責(zé)任人均簽字認(rèn)可，假設(shè)之后再出現(xiàn)構(gòu)造強(qiáng)度或剛度等問(wèn)題，那么由簽字人員承當(dāng)責(zé)任；假設(shè)出現(xiàn)裝配工藝問(wèn)題，那么由在樣車裝配階段即介入任務(wù)的制造人員承當(dāng)責(zé)任。 龐大的車身開(kāi)發(fā)隊(duì)伍及其組織機(jī)構(gòu)變革 龐大的車身開(kāi)發(fā)隊(duì)伍 在20世紀(jì)90年代中期，福特汽車公司僅在轎車車身產(chǎn)品工程部本部就有16個(gè)部門(mén)，每個(gè)部門(mén)的專業(yè)人員均在100人左

14、右；PSA集團(tuán)在具有6000人的技術(shù)中心中，車身開(kāi)發(fā)人員就有1000人。由于各大汽車公司均把車身開(kāi)發(fā)置于首位，車身開(kāi)發(fā)隊(duì)伍規(guī)模龐大、素質(zhì)很高。 眾多的專業(yè)設(shè)計(jì)公司 在汽車消費(fèi)大國(guó)中，有眾多實(shí)力雄厚的專業(yè)設(shè)計(jì)公司專門(mén)從事車身外型設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)、構(gòu)造分析、樣車制造，他們是汽車集團(tuán)技術(shù)部門(mén)的總后備隊(duì)。汽車公司為加快車身?yè)Q代，將其變型系列、公用系列車身或某些子項(xiàng)任務(wù)如外型、分析、樣車制造等，有的甚至將根本型委托給專業(yè)設(shè)計(jì)公司。 機(jī)構(gòu)的變革 各大汽車公司為順應(yīng)車身開(kāi)發(fā)周期的逐年縮短的開(kāi)展趨勢(shì)，先后對(duì)車身組織機(jī)構(gòu)進(jìn)展多次調(diào)整，這大致可以分為三個(gè)階段。 1按功能方式，即設(shè)置工程部、設(shè)計(jì)部、制造部、市場(chǎng)部等相關(guān)獨(dú)立部門(mén)； 2按專業(yè)開(kāi)發(fā)體系，即按整車、車身、動(dòng)力系統(tǒng)等設(shè)置各集設(shè)計(jì)、分析、實(shí)驗(yàn)于一體的部門(mén)； 3按集成平臺(tái)體制，各種開(kāi)發(fā)問(wèn)題在集成平臺(tái)體制中完全處理，如克萊斯勒公司在 20世紀(jì)90年代中期組成的公司副總裁掛帥的五個(gè)集成開(kāi)發(fā)平