淺談底盤懸架過程開發(fā)

楊健

摘 要：在整個(gè)底盤系統(tǒng)中，懸架對整車的平順性和穩(wěn)定性有著重要的影響，其過程開發(fā)質(zhì)量的好壞將直接影響整車的質(zhì)量。本文主要對底盤懸架項(xiàng)目可行性分析、過程開發(fā)分析、過程開發(fā)流程、關(guān)鍵裝備設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)進(jìn)行闡述和分析。

關(guān)鍵詞：懸架；裝備；工藝；設(shè)計(jì)

概述

底盤懸架過程開發(fā)是一個(gè)較系統(tǒng)的過程，涉及設(shè)備選型、人機(jī)工程、線體布局、物流工程、信息工程等多個(gè)學(xué)科，需在保證懸架產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，最大限度的降低過程開發(fā)成本，以便提升其產(chǎn)品溢價(jià)能力。

1 底盤懸架項(xiàng)目可行性分析

在可行性研究中，對產(chǎn)品銷售、供應(yīng)商選擇、政策保障、技術(shù)方案、資金總額等項(xiàng)目的財(cái)務(wù)效益和國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益等重大問題，都應(yīng)得出明確的結(jié)論，主要包括：項(xiàng)目產(chǎn)品市場前景、外采供應(yīng)鏈、政策保障、資金保障、技術(shù)保障、人力保障、風(fēng)險(xiǎn)控制以及投資收益率問題等。

2 底盤懸架過程開發(fā)分析

一般麥弗遜前懸架系統(tǒng)示意圖如圖1所示，主要以副車架裝配總成、擺臂裝配總成、制動(dòng)器總成為主，過程開發(fā)涉及沖、焊、涂、總四大工藝過程。

2.1 底盤懸架項(xiàng)目規(guī)劃要點(diǎn)

2.1.1 產(chǎn)能信息：明確生產(chǎn)綱領(lǐng)，包括工作天數(shù)/年、工作時(shí)間/班、班次/天、設(shè)備可動(dòng)率等。

2.1.2 配套車型：與之配套的車型及生產(chǎn)綱領(lǐng)。

2.1.3 產(chǎn)品信息：懸架產(chǎn)品數(shù)模、圖紙或標(biāo)桿產(chǎn)品信息。

2.1.4 物流信息、廠房信息、人員信息、法律法規(guī)信息等。

3 懸架過程開發(fā)流程

3.1 過程開發(fā)與生產(chǎn)成本息息相關(guān)，占制造成本比重較大，如表1某款車型對產(chǎn)品的分析：

3.2 過程開發(fā)技術(shù)工作貫穿于生產(chǎn)全過程：外采零部件質(zhì)量控制、自制零部件質(zhì)量控制、使用過程中的失效分析及提出改進(jìn)意見。

3.2.1 組織懸架項(xiàng)目小組，涉及工程、工藝、物流等人員，總結(jié)以往類似項(xiàng)目、線體問題失效模式進(jìn)行橫展規(guī)避，同時(shí)識別行業(yè)標(biāo)桿，對標(biāo)分析并借鑒。

3.2.2 核算懸架總成產(chǎn)品投資預(yù)算合理性。

3.2.3 依據(jù)懸架產(chǎn)品數(shù)模、圖紙、初始工藝流程圖，初步核算生產(chǎn)節(jié)拍是否滿足規(guī)劃產(chǎn)能，并根據(jù)需求進(jìn)行工藝調(diào)整，并初步確定廠內(nèi)物流方式，包含存放形式、周轉(zhuǎn)器具選擇等。

3.2.4 不斷優(yōu)化工藝布局，確定最終方案、布局圖、工藝方案及設(shè)備明細(xì)，編制初版預(yù)算。在此需要特殊說明一下，設(shè)計(jì)產(chǎn)能一般為滿足整車需求，極限產(chǎn)能則是為應(yīng)對需求異常（產(chǎn)量增長）而定，核算公式如下所示：設(shè)計(jì)產(chǎn)能（輛/年）=250（天/年）×2（班/天）×8（h/班）×節(jié)拍；極限產(chǎn)能（輛/年）=250（天/年）×2（班/天）×11（h/班）×節(jié)拍。

3.2.5 根據(jù)產(chǎn)能、節(jié)拍等要素，核算庫存數(shù)量規(guī)劃、放置形式、車間占地面積。

3.2.6 核算人員類別和數(shù)量，主要為生產(chǎn)、物流、技術(shù)、設(shè)備和檢驗(yàn)人員等。

3.2.7 車間公用設(shè)施規(guī)劃、確認(rèn)。依據(jù)設(shè)備、線體、工具清單明確所需的水、電、氣的耗量。

4 關(guān)鍵裝備規(guī)劃設(shè)計(jì)

4.1 沖壓裝備設(shè)計(jì)

4.1.1 多工位設(shè)計(jì)，因沖壓工藝工作效率較高，現(xiàn)代企業(yè)采用多工位的方式提升設(shè)備利用率。

4.1.1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需整體考慮整體安全防護(hù)裝置。

4.1.1.2 急停布置、滑塊鎖、安全栓等主動(dòng)保護(hù)裝置需滿足生產(chǎn)要求。

4.1.1.3 上料小車、工作臺在不同負(fù)載條件滿足工藝要求；具備液壓提升功能，起升重量、起升量功能。

4.1.1.4 上料機(jī)械手具備雙料檢測、尾料檢測功能。

4.1.1.5 傳輸臂具備液壓自動(dòng)鎖緊或其他自動(dòng)鎖緊裝置（根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式表現(xiàn)出不同方式切換）；具備統(tǒng)一接口，液壓鎖緊后能夠?qū)崿F(xiàn)電氣/機(jī)械接入；上接頭、端子具備有效的防護(hù)措施，如：電子過載保護(hù)。

4.1.1.6 壓機(jī)具備完善的潤滑系統(tǒng)，保護(hù)機(jī)械部件；能夠滿足上模、調(diào)模、測試壓機(jī)、自動(dòng)生產(chǎn)等需求；根據(jù)工藝需求配置拉伸墊，拉伸墊下方設(shè)計(jì)潤滑油收集裝置，防止地面被污染。

4.1.1.7 配備廢料斗，廢料斗打開角度需滿足模具卸料要求。

4.1.2 廢料線設(shè)計(jì)

4.1.2.1 整線設(shè)計(jì)滿足輸送能力要求，且需增加一定安全系數(shù)；具備熱脹冷縮及調(diào)整補(bǔ)償裝置；安全護(hù)板具有一定強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)需考慮槽體維修便利；考慮配備廢油回收裝置。

4.1.2.2 電機(jī)減速機(jī)維修平臺設(shè)計(jì)考慮電機(jī)拆裝空間及上下便利；電機(jī)維修平臺設(shè)計(jì)應(yīng)有足夠剛性。

4.1.2.3 鏈輪運(yùn)行軌道設(shè)計(jì)滿足線體運(yùn)行要求，軌道接頭和固定設(shè)計(jì)考慮熱漲冷縮及運(yùn)行噪音。

4.1.2.4 各線體搭接設(shè)計(jì)考慮防廢料飛濺措施，線首設(shè)計(jì)防止廢料回卷設(shè)施，避免廢料散落輸送槽體外

4.1.2.5 廢料線運(yùn)行需與沖壓設(shè)備操作聯(lián)動(dòng)，運(yùn)行三色指示燈設(shè)計(jì)在沖壓設(shè)備明顯位置安裝。

4.1.2.6 爬坡線角度設(shè)計(jì)考慮廢料回溜，且有防回溜措施。

4.1.3 柔性線設(shè)計(jì)

4.1.3.1 線首上料臺要滿足各種規(guī)格型號料片上料的要求。

4.1.3.2 移動(dòng)工作臺設(shè)計(jì)尺寸合適，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，具有防碰撞檢測。

4.1.3.3 廢料斗蓋板可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟和關(guān)閉，并可做廢料擋板，控制可納入到自動(dòng)換模系統(tǒng)。

4.1.3.4 上模夾緊器壓力機(jī)夾緊器數(shù)量（個(gè)/臺），有效行程為多少合適。

4.1.3.5 800T和630T液壓機(jī)具有沖裁緩沖裝置，沖裁緩沖系統(tǒng)有效行程為工作臺面以上700mm～1300mm。

4.1.3.6 液壓動(dòng)力裝置和充液油箱布置在液壓機(jī)的頂部，整個(gè)布置排列有序、結(jié)構(gòu)緊湊并設(shè)有油位指示、油位超限報(bào)警裝置，并可顯示于觸摸屏報(bào)警菜單。

4.1.3.7 潤滑系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)分為兩套獨(dú)立的系統(tǒng)?；瑝K導(dǎo)軌潤滑油必須可靠回到接油盒，防止外漏。

4.1.4 模具設(shè)計(jì)

4.1.4.1 加工內(nèi)容、方向、送料方向、沖壓設(shè)備滿足D/L圖的工序要求。

4.1.4.2 模具主要工作部件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。

4.1.4.3 上模壓板槽感應(yīng)面及前后壓板槽中心距滿足機(jī)床快夾行程。

4.1.4.4 模具閉合和存放時(shí)導(dǎo)滑的合入長度合理，模具設(shè)計(jì)是否考慮本廠設(shè)備參數(shù)。

4.1.4.5 多工位托料器在托起狀態(tài)下，導(dǎo)滑的合入長度是否保證在50mm以上。

4.1.4.6 多工位干涉曲線模擬時(shí)，安全距離是否保持在30mm以上。

4.1.4.7 模具長寬高尺寸、存放高度滿足機(jī)床要求。

4.2 焊裝裝備設(shè)計(jì)

4.2.1 焊接工作站設(shè)計(jì)

4.2.1.1 工裝底板型板采用Q235鋼板，底座厚度15～20mm，加強(qiáng)筋厚度10～12mm，采用四個(gè)外六角螺栓及兩個(gè)定位銷進(jìn)行連接，特殊情況可采用內(nèi)六角螺釘。

4.2.1.2 夾具重量不超過變位機(jī)承重的75%，質(zhì)量重心盡量與變位機(jī)回轉(zhuǎn)中心重合，變位機(jī)翻轉(zhuǎn)時(shí)不允許出現(xiàn)抖動(dòng)、過載現(xiàn)象，以確保變位機(jī)啟停平穩(wěn)。

4.2.1.3 所有夾具氣缸需帶有雙插接式磁性開關(guān)，所選插接式磁性開關(guān)與氣缸匹配性好，每個(gè)氣缸必須使用2個(gè)插接式磁性開關(guān)進(jìn)行位置檢測。

4.2.1.4 定位機(jī)構(gòu)合理，工件定位銷或工件定位支撐面與對應(yīng)的壓緊機(jī)構(gòu)原則上須安裝在一個(gè)基座上，便于調(diào)整定位機(jī)構(gòu)位置時(shí)，壓緊位置同時(shí)隨動(dòng)。

4.2.1.5 根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，工作臺操作高度一般設(shè)定為700-800mm，操作范圍在800mm以內(nèi)，同時(shí)考慮裝卸件方便性和可達(dá)性，必要時(shí)工裝需要傾斜一定角度。

4.2.2 除塵設(shè)備設(shè)計(jì)

4.2.2.1 除塵設(shè)備設(shè)計(jì)制造驗(yàn)收均不低于現(xiàn)行國家環(huán)保要求，并配置防火裝置。

4.2.2.2 除塵系統(tǒng)計(jì)算及選型，根據(jù)各工位量和吸風(fēng)量設(shè)計(jì)。

4.3 涂裝設(shè)備設(shè)計(jì)

4.3.1 槽體設(shè)計(jì)需考慮槽體容積、轉(zhuǎn)移槽、高度、排液、加注水位置等。

4.3.2 室體及平臺需考慮室體壁板材質(zhì)、室體內(nèi)走道平臺出槽噴淋工位、室體外部平臺、室體內(nèi)外部照明、平臺護(hù)欄及爬梯、室體檢修門等因素。

4.3.3 水泵設(shè)計(jì)需對規(guī)格型號、材質(zhì)、數(shù)量等進(jìn)行權(quán)衡。

4.3.4 管路設(shè)計(jì)需考慮閥門、保溫管路、出槽噴淋管路、溢流管路、排污管路、供水管路等。

4.3.5 熱交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮板式換熱器面積和溫度控制。

4.3.6 送排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮風(fēng)機(jī)型號及風(fēng)量設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)安裝位置、風(fēng)機(jī)類型。

4.3.7 藥品補(bǔ)加系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮加料方式、補(bǔ)液槽材質(zhì)、加料泵材質(zhì)、加料泵規(guī)格型號、攪拌器設(shè)計(jì)。

4.3.8 陽極系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮陽極面積、布置、管路、流量、電流表等。

4.3.9 制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮制冷機(jī)組制冷量設(shè)計(jì)和制冷系統(tǒng)管路。

4.3.10 超濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮超濾系統(tǒng)產(chǎn)水量、超濾膜設(shè)計(jì)、超濾裝置控制方式等。

4.3.11 純水制備系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮制水量、出水電導(dǎo)率、系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)計(jì)。

4.3.12 烘干室設(shè)計(jì)需考慮烘干爐形式設(shè)計(jì)、輸送形式、加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

4.3.13 強(qiáng)冷室設(shè)計(jì)需考慮送風(fēng)機(jī)風(fēng)量和排風(fēng)機(jī)風(fēng)量。

4.3.14 自行葫蘆輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮自行小車行走速度、精度、單臺葫蘆起重設(shè)計(jì)、自行葫蘆數(shù)量設(shè)計(jì)等。

4.3.15 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮電器柜內(nèi)部排布、電氣線路布置、設(shè)備動(dòng)作要求有互鎖要求等。

4.4 總裝裝備設(shè)計(jì)

裝備主要分為壓裝設(shè)備和擰緊設(shè)備，針對特殊質(zhì)量要求的設(shè)備需要制作專機(jī)。

4.4.1 壓裝設(shè)備主要為機(jī)械壓裝設(shè)備和自動(dòng)壓裝設(shè)備，隨著機(jī)械自動(dòng)化程度的提升，自動(dòng)壓裝設(shè)備逐漸替代傳統(tǒng)的機(jī)械壓裝設(shè)備。整個(gè)壓裝過程中力、位移均為閉環(huán)量化控制，判斷過程參數(shù)是否滿足工藝要求，實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)、調(diào)節(jié)精度，同時(shí)可呈現(xiàn)、存儲(chǔ)相關(guān)參數(shù)。

4.4.1.1 功能及防錯(cuò)設(shè)計(jì)，總裝工藝人工作業(yè)較多，結(jié)合懸架產(chǎn)品特點(diǎn)設(shè)置一定的防錯(cuò)裝置，同時(shí)HMI操作界面具有參數(shù)設(shè)置（更改）、新產(chǎn)品增加功能；具有菜單式參數(shù)設(shè)定功能，自動(dòng)對測量結(jié)果進(jìn)行分析和儲(chǔ)存；具有壓裝力/位移監(jiān)控功能；具有零件與監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)功能；配有掃碼槍進(jìn)行追溯，壓裝力位移數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，便于后期追溯；有自動(dòng)生成、記錄功能。

4.4.1.2 電氣部分設(shè)計(jì)，照明裝置光線明亮，一般高度設(shè)定2.8m，并按區(qū)域設(shè)置開關(guān)；氣壓管線和系統(tǒng)閥組等要協(xié)調(diào)統(tǒng)一布局。

4.4.1.3 機(jī)械部分設(shè)計(jì)，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，工作臺設(shè)定高度800mm，并配有調(diào)節(jié)裝置；工裝夾具接觸部位保持較高的強(qiáng)度和耐磨性，并進(jìn)行防銹處理，滿足產(chǎn)品防護(hù)要求。

4.4.1.4 精度設(shè)計(jì)，傳感器測量精度不低于0.001mm，重復(fù)測量精度不低于±0.005mm；工裝的定位精度≤0.3mm，設(shè)備的操作滿足現(xiàn)場的操作要求。

4.4.2 擰緊設(shè)備選型時(shí)要根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)劃節(jié)拍進(jìn)行多方案對比分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最小成本投入。

4.5 物流裝備選型

4.5.1 外物流設(shè)計(jì)：若懸架工廠與主機(jī)廠相隔較近且（30m以內(nèi)），一般可通過空中連廊的方式將懸架總成直接傳輸?shù)秸噺S，在通過AGV物流車輸送到裝配線。若相隔相對較遠(yuǎn)（同一城市或100km以內(nèi)），一般需要制作周轉(zhuǎn)器具，采用汽車運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.5.2 內(nèi)物流設(shè)計(jì)：工序間物流一般采用周轉(zhuǎn)車、吊具、輸送帶的方式進(jìn)行傳輸。線體間、車間與庫區(qū)的周轉(zhuǎn)通常采用制作周轉(zhuǎn)架，也有部門企業(yè)運(yùn)用AGV物流車進(jìn)行傳輸。

4.6 追溯裝備設(shè)計(jì)

4.6.1底盤懸架追溯形式以MES企業(yè)級信息化管理平臺為主，主要功能有：業(yè)務(wù)流程管理、信息采集管理、知識積累和管理。

4.6.2一套完整的MES追溯系統(tǒng)構(gòu)成，主要包含設(shè)備層，數(shù)據(jù)層和數(shù)據(jù)信息層。通過對設(shè)備層基礎(chǔ)信息的收集，完整記錄了制造過程信息，包括上線時(shí)間，是否存在返工，返修，捆綁的追溯零件編碼，過程通過率等信息。

5 總結(jié)

底盤懸架過程開發(fā)是一個(gè)比較系統(tǒng)的工程，涉及沖、焊、涂、總四大工藝，且需兼具機(jī)械、電氣、物流、人機(jī)工程、信息化等相關(guān)學(xué)科知識。過程設(shè)計(jì)人員需綜合考慮懸架產(chǎn)品質(zhì)量控制要求、成本管控、投產(chǎn)周期等多種因素，實(shí)施多方案對比分析，不斷優(yōu)化改進(jìn)過程規(guī)劃方案，才能提升底盤懸架整體過程開發(fā)能力和質(zhì)量，進(jìn)而提升產(chǎn)品競爭力。

參考文獻(xiàn)

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003；

[2]劉海樂，周華龍.汽車運(yùn)用，73075部隊(duì)裝備處，2010；

[3]王建華，鄭樂寧，譚澤光，線性規(guī)劃方法與應(yīng)用，北京：高等教育出版社，1990；

[4]劉建文.螺紋聯(lián)接及擰緊技術(shù)[J]，汽車工藝與材料，1999。