【摘要】 文章提出了样车开发在整个研发过程的重要性,通过试制目的、过程开发流程以及相关注意事项阐述了较为详实的样车试制技术流程和过程方法控制,为提升样车试制的工作效率和质量做好基础保障。
【关键词】样车开发,技术流程,过程方法
1 引言
在完整的汽车开发过程中必须经过严格的产品试制过程,否则,一旦设计问题或缺陷转入生产,不但会严重影响制造系统生产,而且也会给产品销售埋下无穷隐患,所以样车试制是不可或缺的重要环节之一。它是承接产品工程设计与产品量产之间的一座桥梁,不仅要为产品工程试验提供合格的试验样车,还要通过样车试制的过程,来验证各种零部件的工程设计质量、最终工艺方案及尺寸匹配关系等。通过样车试制可以尽早发现和解决工程设计及样车试验中存在的各种问题、为产品顺利量产提供可靠的技术保证,是缩短开发周期、提高设计质量和降低成本的一个重要的途径。
2样车试制的目的
样车试制对整车开发来说之所以如此重要,是因为通过样车试制必须要达到以下三个主要目的:
第一个是为工程试验和认证提供合格的样品车。在汽车设计越来越复杂的今天,大多数的工程试验和认证都对车身尺寸质量提出了相当高的要求,比如,整车密封性试验、门开关试验、振动和噪声试验以及天窗等子系统的试验,因此,为了能够按照开发节点及时地完成这些工程试验和认证,试制样车就必须达到一定尺寸合格率要求。
第二个是在样车试制过程中对产品设计和工艺设计进行验证。样车试制不同于量产车的制造,它更关注汽车制造的过程,在过程中必须验证设计、制造和质量控制的各项策略和意图,如发现问题必须在正式生产前及时改进。
第三个是针对高风险的产品设计和工艺问题制订改进计划或备用方案。在产品开发过程中,应用虚拟分析一般都会在前期识别出一些可能的设计风险,通过样车试制可以对这些高风险的设计进行物理确认,同时通过物理样车还可以发现一些虚拟分析中没有发现的潜
在问题。在发现了设计问题以后,通过物理样车可及时的研究改进方案,而样车试制过程也为设计改进提供试验和验证的机会。
3样车试制开发流程
基于样车试制的重要性,建立稳定的体系和流程是非常必要的。按照整车开发时序划分样车试制开发主要分为概念样车试制、Mule车试制、P0样车试制、生产线试制、量产准备试制等五大阶段。
样车试制按照类别划分,主要分为Mule-car车身试制、工装车身试制、整车装配等三大关键类别,现分别介绍。
新款广汽传祺3.1 Mule-car 的制作
在开发样车制造前,为了模拟和验证车辆的某一方面(一般是底盘或动力总成的布置或某些性能) 以及汽车最初的性能数据采集,而制造的实物样车Mule-car。它实际是车辆的模型状态,主要用于验证零部件总布置方案、试验整车基本性能、发动机舱热负荷等。同时为后期零部件开发设计提供实车依据,但与真正的产品样车还有很大差异。
3.2 工装车身制造
车身焊接是试制车间的第一道造车工序,因而是整个造车工作的质量基石。而车身内部结构复杂,从分总成拼焊到最后白车身下线工序较多,另外还有供应商处小分拼零件生产的加工工序,如螺母凸焊、小支架焊接和加强板焊接等。因车身质量对整车质量影响较大、工序又多,正是提高产品质量,提升生产效率的重点区域。
车身分拼是将供应商交样的车身零件拼焊成大总成的工序。大总成一般包括左右前纵梁总成、H 框架总成、前舱总成、前地板总成、后地板框架总成、后地板总成、T 型加强版总成、侧围总成、下车体总成、四门两盖总成等。
车身焊接工程师在项目开始前从车身设计工程师那里获得零件三维数模和二维图纸,根据图纸上的定位信息设计焊接工装夹具。工装夹具用于在焊接时固定零件,确保焊接尺寸。
同时焊接工程师还要在项目开始之前根据车身零件的板材料厚和材料信息调整焊机和焊的参数,确保焊点质量,避免虚焊和过烧等缺陷。通常先使用与零件相同的材料试片进行试验,由焊接工程师与质保工程师一起对焊接质量进行确认。
大总成焊接完成后在总拼工位上拼焊成白车身总成,白车身总成的尺寸由总拼夹具控制。该夹具涉及整个车身区域,规模最大,其中左右侧围采用直线导轨滑动拼合,对夹具的加工精度要求较高。
白车身总成下线后,目前的做法是由质保部门在测量室中用双悬臂测量机对车身上的点进行检测。根据项目开始前制定的测量方案,白车身将由专用的测量支架进行定位,根据这些定位点的空间模拟坐标,可以得到车身各个安装点和表面点的空间坐标值,再用这些坐标值去比对它们的理论值,即可得出车身各测点的尺寸合格率。这项工作需要2~3工作日采集单车测点的数据,而一台车的数据存在较大的偶发因素,工艺调整又是影响很大、非常严肃的决定,通常我们用 3-5 台车身的测量结果来分析制造工艺中的问题,来判断车身焊接夹具上的某个夹头应该往哪个方向调整。这样一来,某个制造环节上需要调整的工艺细节可能需要较长时间(3-4 周)左右才能有一轮工艺调整和验证。
3.3 整车装配
车身下线后要进行涂胶、电泳和油漆等工序,然后流转到整车装配工段,与其他各个系统的几百个零件装配。因此总装既需要大量的工艺文件和质量检验文件规范作为操作指导,
又是一个对前序工作进行质量评审的平台。许多零部件的质量问题会在总装工位上反映出来,包括车身上一些尺寸不合格的情况。
在总装现场问题暴露以后,质量部门立即介入分析问题,通知相关责任方一起开会讨论,推动出问题根本原因,制定解决方案并跟踪后续措施实行,验证解决效果。
3.4 测试和评价
整车完成试制后,质量管理单元组织成员对整车的人机工程、管线路的干涉等进行静态评审点检,专业的主观评价团队按照商品要求进行评价,提出问题并反馈质量控制部门进行监控整改。
4样车试制的注意事项
样车制作是汽车样车试制的关键环节,由于国内汽车开发一般是在较成熟的底盘系统上开发,底盘系统基本不变或在尺寸上有所改变,可提前在MULE-CAR车辆上验证,车身和发动机开发必须重点把控,因此在样车制作上,应重点考虑以下几个方面:
(1)设置试制部门,明确职责。
(2)设置试制岗位,明确岗位标准和胜任要求。比如,针对部分钣金快速样件的冲压、白车身焊接及整车装配调试等工作岗位,明确岗位要求和检查考核标准等。
(3)提高数字化设计手段。运用大量的三维数字化制作模型、夹具、快速样件等数字化设计手段,可大大缩短了样车制作周期,确保样车质量与设计数据的一致性,准确地验证设计方案。
宝马minicooper报价(4)自主研发与借助外力相结合。在产品开发模式上,国内汽车企业应秉承自主开发为主,外部资源为辅的理念,使新产品开发与样车试制越来越向着新、优、廉与短、平、快的特点发展,结合自己的产品开发特点和资源,通过自主建设、自行发展,同时引进、消化摸索,形成了一套符合自身特点和技术工艺实力的样车试制模式。
5 结语
新自由舰 过去国内企业的汽车产品设计大多以模仿、逆向设计以及小改型为主,绝大多数的试验认证工作都在原型车(Prototype)上完成,对样车试制工作的需求较少,所以国内汽车企业对样车试制的研究也相对落后。但随着中国汽车业的迅猛发展,目前国内汽车企业的产品
设计正由过去的少平台、小改型迅速向多平台、大改型乃至全新车型设计过渡,越来越多的试验和认证工作需要在试制样车上进行,越来越多的新设计、新方案需要通过样车试制过程进行验证。所以,对于国内汽车企业来说,样车试制工作变得越来越重要。
参考文献
[1]王秋成.汽车设计与开发集成[M].机械工业出版社,2018.
smart油耗[2]王海军.产品质量先期策划实用指南[M].机械工业出版社,2019.
[3]史文库.汽车构造[M].人民交通出版社,2013.
德国大众高尔夫[4]李慧.汽车车身制造技术[M].机械工业出版社,2020.
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