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1、随州职业技术学院 毕业论文设计随州职业技术学院题目 汽车制造四大工艺的研究 院系 汽车与机电工程系 学生姓名 *20 指导教师 评 阅 人 2013年09月05日汽车制造四大工艺的研究摘要：汽车被称为“改变世界的机器”。由于汽车工业具有很强的产业关联度，因而被视为一个国家经济发展水平的重要标志。本论文所研究的内容主要是汽车的四大工艺，冲压工艺作为四大工艺的重中之重，它影响着剩下的三大工艺，所以是本论文的重点。焊接、涂装、总装三大工艺也是论文的重要组成部分，还有对工艺的概述作为研究汽车四大工艺的基础，因此在论文中被放到了首位。汽车制造工艺、装备和设施是实现汽车产品设计目标和生产加工的基本方法和手
2、段，也是实现技术创新的基础。在汽车制造行业中，冲压、焊接、涂装、总装合为四大核心技术（即四大工艺）。目 录第一章 绪论11.1 课题背景和研究意义11.2 国内外汽车制造工艺现状11.2.1 国外汽车制造工艺概述11.2.2 国内汽车制造工艺概述21.3 课题研究的主要内容和框架2第二章 汽车制造四大工艺概述42.1 汽车的生产过程及其特点42.2 工艺基础52.3 汽车制造的四大工艺组成及其过程5第三章 汽车车身冲压、焊接工艺73.1 冲压技术在汽车制造业中的地位73.2 冲压工艺的特点及冲压工序的分类73.2.1 冲压工艺的概念及特点83.2.2 冲压工序的四个基本工序93.3 冲压车间设
3、备与材料113.3.1 冲压车间设备113.3.2 冲压车间材料143.4 焊接的概念及其方式和焊装工艺153.4.1 焊接的定义163.4.2 焊接的常用方式163.5 汽车车身冲压和焊接应注意的问题20第四章 汽车车身涂装、总装工艺234.1 涂装前处理工艺234.2 涂装工艺254.2.1 阴极电泳涂装254.2.2 中涂和面涂喷涂工艺274.2.3 涂膜的固化（干燥）工艺304.3 汽车装配概念及其特点304.4 装配生产组织形式314.4.1 固定式装配314.4.2 流水式装配324.5 汽车车身涂装和总装工艺应注意的几个问题33第五章 结论365.1 总结365.2 展望36参考
4、文献37 致 谢38第一章 绪论1.1 课题背景和研究意义随着科学的发展和社会的进步，我国汽车工业从无到有，从小到大，发展成为一个完整的工业体系。从20世纪50年代初到20 世纪80年代中期，主要生产卡车，到20世纪80年代末才开始生产轿车，轿车工业的真正发展只有二十多年的时间，因此汽车制造技术一直是我国汽车工业中的最薄弱的环节。为提高我国汽车工业的水平和满足日益增长的人们物质生活需要，应重视汽车制造技术的研究和发展。而汽车制造的核心就是四大工艺，所以汽车厂家想要发展，就得先把汽车制造四大工艺技术水平提高，才能在市场上有竞争力。汽车车身制造技术主要包括四大工艺：冲压、焊接、涂装、总装。冲压是汽
5、车制造工艺中十分重要的一个环节，因为它不仅决定了车身的质量，同时焊接的质量也在很大程度上取决于冲压件的情况。冲压最重要的是保证质量和精度。需要放置材料的回弹和开裂。车身的冲压一般包括制作内覆盖件和外覆盖件。目前我国整车厂的制作内覆盖件的模具一般由自己完成。而制作外覆盖件的模具，国内不少整车厂主要外包给国外。当前，国内的自主品牌整车厂基本都使用点焊作为焊接工艺。在合资企业，点焊也占了焊接工艺约80%的工作量。涂装、总装也基本上达到了先进水平，但比起北美和西欧来说，我国的工艺水平还是需要大幅提高。在汽车制造工艺中，有很多是通过购买国外技术来生产的，从而研究汽车制造的四大工艺，有利于提高我国的汽车制
6、造水平，在很多依赖国外技术才能完成的工艺，尤其是模具的制作等，都有望在不断的研究中解决这些问题。1.2 国内外汽车制造工艺现状1.2.1 国外汽车制造工艺概述汽车制造工艺是一类较为特殊的生产工艺，它主要针对汽车覆盖件的薄钢板进行加工。使用模具进行覆盖件的成形；使用焊接设备进行钣金件的焊接，从而获得满足碰撞法规要求的安全车身；使用涂装设备对覆盖件进行表面处理，进而获得耐用和美观的车身；使用总装设备对构成整车的部件、零件进行装配，最后得到一辆完整的车。目前世界各国都在不断研制各种冲压性能良好的板料，研制出高效率、高精度和高寿命的大型复杂模具，使冲压生产模具工业进入了一个崭新阶段。在先进的工业国家，
7、冲压生产与模具工业受到了高度重视，例如美国和日本，模具工业的年产值已超过机床行业，成为重要的产业部门。在焊接方面，作为一个新兴的焊接技术，激光焊接开始逐步为整车企业所使用。因为激光焊接的焊接部分是线而不是点焊的焊点，因此激光焊接具有更高的平整度和强度。同时激光焊接具有有利于汽车的轻量化。而涂装、总装工艺，从各国发展情况来看，北美和西欧的汽车涂装、总装工艺处于世界先进水平，许多新的涂装技术和总装技术均首先应用于汽车生产中。日本的涂装技术水平已是世界先进行列了。1.2.2 国内汽车制造工艺概述国内汽车制造四大工艺，已逐步进入世界先进水平。 在冲压方面，液压成型逐渐开始研究。目前国内，冲压模具的设计
8、和制作开始广泛使用CAE软件进行仿真分析。目前国内一些合资整车企业开始采用激光焊接技术。像上海大众的帕萨特就使用到了激光焊接。由于激光焊接的成本还比较高，目前主要使用于车身B柱、关键结构件、车门门框等部分。我国从20世纪80年代初开始在一汽、二汽和济南汽车厂引进了国外的汽车涂装技术，油漆厂也配套引进了汽车漆制造技术。进入20世纪90年代，轿车合资企业和涂料合资企业的建立，使我国汽车涂装技术及涂料技术也达到了世界先进水平。汽车总装配是汽车全部制造工艺过程最后的一道工序，汽车总装配就是把经检验合格的各种零件、部件和总成，按规定的技术条件和质量要求连接组合成整车，并经严格的检验程序，确认其是否合格的
9、生产工艺。而目前国内已全部应用了机器人操作，基本上实现了全自动化，几乎可以赶上其它先进国家的水平了。1.3 课题研究的主要内容和框架一、课题的主要内容课题针对汽车产业模式由过去的企业内部配套转换为现在的社会化配套这一重要特点，以汽车整车制造为中心，重点介绍了汽车整车制造的冲压、焊装、涂装和总装四大工艺。1. 冲压工艺：冲压是一种金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件（冲压件）。2. 焊接工艺：冲压好的车身板件局部加热或同时加热、加压而接合在一起形成车身总成。在汽车车身制造中应用最广的是点焊，焊
10、接的好坏直接影响了车身的强度。3. 涂装工艺：涂装有两个作用，第一、车防腐蚀，第二、增加美观。涂装工艺过程比较复杂，技术要求比较高。主要有以下工序：漆前预处理和底漆、喷漆工艺、烘干工艺等，整个过程需要大量化学试剂处理和精细的工艺参数控制，对油漆材料以及各项加工设备的要求都很高。4. 总装：总装就是将车身发动机变速器仪表板车灯门等构成整辆车的各零件装配起来生产整车的过程。5. 工艺：即加工产品的方法(手段、过程)。是利用生产工具对原材料、毛坯、半成品进行加工,改变其几何形状、外形尺寸、表面状态和内部组织的方法。二、课题研究的框架课题首先研究汽车制造四大工艺的现状、国内外发展水平、差距等，从而确定
11、该课题的研究方向；然后对工艺进行了解、学习，以备对汽车四大工艺的深入研究和开发;其次，分别对汽车四大工艺的概念、与发展进行展开讨论、开发，其中冲压是尤为重要的一道工序，课题将会对其重点进行介绍；最后对课题的总结与展望。第一章 绪论第二章 汽车制造四大工艺概述2.1 汽车的生产过程及其特点汽车的生产是一个复杂的过程。汽车是由许多零件、部件、总成等装配而成的。将原材料制造成产品的全部过程，包括原材料的运输、保管，毛坯制造、机械加工及热处理，部件装配及调试，产品的质量检验、调试、涂装及包装、储存等。如图2-1所示汽车生产过程。图2-1 汽车生产过程简汽车的生产过程虽然可通过过程简图集中表达出来，但在
12、实际生产中，它是一个社会化的生产过程，是由若干不同的专业化生产厂（车间）合作完成的。为了经济地、高质量地、高效率地提供汽车生产所需要的零、部件，这些专业化工厂（车间）按产品的协作原则组织生产、分工合作。如生产一台发动机，首先是铸造、锻造厂（车间）将各种特性不同的原材料加工制造成毛坯，然后经过机械加工、热处理厂（车间）制造成合格的零件，再结合利用其他专业技术的产品，如火花塞（汽油机）、燃油泵（柴油机）等各种附件，总装厂（车间）进行部件装配和总成装配，最后经过调整试验达到要求的性能指标成为一台质量合格的发动机。一个完整的汽车生成过程，除了上述生产厂外，还应包括为生成准备和为生成服务的有关部门如原材
13、料及半成品供应；产品品质检测；工夹具、刀具制造、管理和准备；设备维护等部门。2.2 工艺基础所谓工艺，即加工产品的方法(手段、过程)。是利用生产工具对原材料、毛坯、半成品进行加工,改变其几何形状、外形尺寸、表面状态和内部组织的方法。而工艺规程则是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等地工艺规定（文件）。指导工人操作和用于生产、工艺管理的各种技术文件。是企业组织生产计划生产和进行核算的重要技术参数，也就是工艺文件。还有为达到加工产品预期的技术指标，工艺过程中选用和控制的有关量，如电流、电极压力等，即工艺参数。还有很多工艺内容，如工艺装备是产品制造过程中所用的各种工具的总称。包括刀具夹具模具量具
14、检具辅具钳工工具和工位器具等。而工艺卡片(或作业指导书)，其实是按产品的零件的某一工艺阶段编制的一种工艺文件。他以工序为单元,详细说明产品(或零、部件)在某一工艺阶段的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备。包括冲压工艺卡片、焊接工艺卡片、油漆工艺卡片、装配工序卡片。其它的物料清单（BOM），外协件明细表，材料消耗工艺定额汇总表，零部件转移卡。材料消耗工艺定额明细表填写产品每个零件在制造过程所需消耗的各种材料的名称、牌号、规格、重量等的一种工艺文件。工艺管理内容包括：产品工艺工作程序、产品结构工艺性审查的方式和程序、工艺方案设计、工艺规程设计、工艺定额编制、工艺
15、文件标准化审查、工艺文件的修改、工艺验证、生产现场工艺管理、工艺纪律管理、工艺标准化、工艺装备编号方法、工艺装备设计与验证管理程序、工装的使用与维护、工艺规程格式、管理用工艺文件格式、专用工艺装备设计图样及设计文件格式。最后的工艺设计过程分为策划(产品定义)-产品设计和开发(产品数据)-过程设计和开发-产品与过程确认-生产-(持续改进)。2.3 汽车制造的四大工艺组成及其过程汽车制造四大工艺是：冲压、焊接、涂装、总装。其制造过程如下：钢板冲压车身涂装总装汽车生产第一工艺：冲压工艺1、开卷工序；2、冲压工序：钢板车门、引擎盖等各种零件；3、检验工序：用油石打磨检验，钢板冲压车身涂装总装。汽车生产 第二步：
