第一章汽车总装配工艺设计概述1.1 装配的一般定义 机械或电器产品，生产的最后一道工序必定是装配（包括检测和调整） ，否则各种 零件无法集结而发挥应有的功能。所谓装配就是将各种零件、部件、合件或总成， 按规定的技术条件和质量要求联接组合成完整产品的生产过程。也可称为“使各种 零件、部件、合件或总成具有规定的相互位置关系的工艺过程”。 1.1.1 装配中的联接 装配要把各种零部件、 合件或总成组合起来，其主要的方法是联接。装配中的联接 可有以下分类： 装配联接 ｛ 活动联接 ｛不可拆式 ｛ 式 不可拆可拆式 可拆式 固定联接 （1）可拆式活动联接。两件或两件以上零件自身或借助其他零件联接后，零件之间 能相对运动，可拆卸后再联接，不损坏其中任何一个零件，如铰接、圆柱销联接。 （2）不可拆式活动联接。两件或两件以上零件自身或借助其他零件联接后，零件之 间能相对运动，但不能再拆开，或者拆开后必定损坏其中一件或几件零件， 不加修 复或更换不能重新联接， 如轴承。（3）可拆式固定联接。两件或两件以上零件自身或借助其他零件联接后相互之间不 能活动，可以拆开且可以重新联接而不损坏其中任何零件。这种联接在机电产品中 最为常见，如螺纹联接、借助螺钉或螺栓螺帽的联接、键联接等等。 （4）不可拆式固定联接。两件或两件以上零件相互联接后不能相对活动，而且不能 拆开，一旦拆开必定损坏其中一个零件，非经修复或更换不能重新联接，如焊接、 铆接、热压（过盈配合）等。在机电产品中也是经常采用的联接方式。以上几种联 接在汽车总装配中常见的是可拆式活动联接和可拆式固定联接。 1.1.2 装配的地位和作用装配是机电产品生产中必不可少的最后一道工序， 没有装配就没有完整的产品，它具有重要的地位和作用。 （1）装配将最终检验零部件的制造质量。零件在加工过程中，尽管采取了各种手段 来保证质量，但由于种种原因，不可避免的仍会有少数不良品甚至不合格件混人下 道工序或出厂，这样的零件在装配过程中往往会被发现而加以剔除。从这个意义上 讲，装配具有对零件的最终检验性，因而可以发现各种零件的不同质量问题，通过 有意识的搜集、整理，进行信息反馈，将有利于零件制造质量的提高，所以装配部 门是零件制造质量的信息源。作为企业的质量检验和管理部门以及企业领导应十分 重视装配这一环节。 （2）装配可以发现生产薄弱环节。产品的生产过程是一个复杂的过程，只有工厂的 各部门、各单位统一协调，机制运转正常，形成一个有机的整体，才能保证生产有 序的进行。装配作为产品生产的最后一道工序，一般来说对于零部件及成品的数量 概念比较敏感，管理相对也较严密，一旦发现零部件供应不上，就会贻误工厂产品 的生产，生产计划调度部门就会及时查找原因，去发现问题并给以处理。所以，装 配又是生产计划调度部门发现生产薄弱环节的信息源，任何一个机电产品制造单位 的管理者，决不会忽视这个“窗口”。 （3）装配将最终影响产品质量。有了合格的零件，是否一定会有合格的产品呢？不 一定还要看最后一道工序 ― 装配情况，如果装配工作马虎从事，再好的零件也不 会装配出合格的产品。所以装配工作的好坏将最终影响产品质量，因此任何一个企 业的领导者和职工，决不能轻视装配工作。 综上所述，装配工作在机电产品生产企业中，具有非常重要的地位和作用，所以装 配这道工序历来都受到生产厂家的高度重视。 1.1.3 装配的生产组织形式装配的生产组织形式， 主要取决于产品的生产纲领，即产 量的大小。一般可作以下分类： 装配生产组织形式 ｛ 固定式装配 ｛ 按分散原则进行自由移动式 按集中原则进行 移动式装配 ｛强制移动式 间隙（周期）运动的 ｛ 连续运行的 （1） 按集中原则进行的固定式装配。它是单件小批量生产的大型机电产品常用的生 产方式，它的特点是全部装配工作都由一组工人在固定的装配地完成，所有的零部 件都根据装配需要不断从附近～的贮存地或生产车间运来。 这种装配方式联接种类 多，对工人的技～术要求高而全面，零件基本单件或少量生产，在装配过程中可能 会出现修修配配的现象，装配周期也较长，劳动生产率较低，生产的组织管理相对 较简单。如重型机械或大型船用柴油机的装配。 （2） 按分散原则进行的固定式装配。 这种装配方式是把装配过程划分成几个部分， 装配点也同时分为相同数量，若干组工人按各自集中固定式装配示意图的装配内容 顺次由前一个装配点移动到下一个装配点， 并重复规定的装配工作，产品在各装配 点完成装配任务。所需装配的零部件则源源不断地送至每个装配点。按分散原则进 行的固定式装配示意图这种装配方式适用于以下情况： ① 多品种小批量轮换生产， 如机床装配； ② 装配大而重难以移动的产品； ③ 制品刚度差，移动时易引起变 形的产品。 它的特点是： ① 工人专业化程度有所提高， 装配技术也可得到提高； ② 工艺文件编制比较复杂， 各组工人之间的工作量要安排合适并尽可能均衡， 以减少 互相等候怠工； ③装配工具的专用性提高； ④ 工人走的路较多，每个（组）工人 要配备工具小车或便携式工具盒以适应移动作业； ⑤ 劳动生产率较集中固定式装 配稍高。 3） 移动式装配。这种装配方式是在制品在装配过程中由一个位置移动到下一个位 置，根据装配顺序和内容，不断地将所装的零部件运送到相应的装配位置。装配工 人在各自固定的工作位置重复进行相同的装配作业。移动式装配可分为自由移动式 装配和强制移动式装配。自由移动式装配一般是将在制品置于专门设计的带轮支架 上，靠推动小车移动，小车可以有轨道， 也可不设轨道。 还有一种型式是将每个在 制品置于各装配点的固定支架上，利用天车吊运将在制品移位。在小批量生产汽车 时，汽车的总装配采用以下办法：前几个装配位置以固定支架来安置在制品，利用 天车吊运移位，后几个位置靠推动装好车轮的汽车底盘来移位。这种在制品的移动 的特点是： ① 生产节拍较长且不十分严格，各装配点之间相互制约较少，不一定 同步移动，具有一定的自由度； ② 每个装配位置的装配工人是固定的，且各自完 成固定的装配任务。 ③ 各装配点附近根据不同的装配内容摆放不同的零部件； ④ 此种生产组织形式已强于流水线生产， 因而在工艺文件的编制要求及装配作业的机 具、技术水平、专业化程度都进一步提高，生产现场的组织、管理更加严密，要求 更高。（4）强制移动式装配。 在产品大批量生产时，装配方式一般采用强制移动式装配， 也叫“自动流水线装配”。它是在自由移动式装配的基础上增加了装配点，在制品 由天车、手推带轮支架等不同步的移动改由被叫做“总装配线”的设备实现强制同 步移动。它是当今大批量生产汽车广泛采用的装配方式。根据产量的需要，它还可 以设计成连续运行的强制移动式装配和间隙运行（周期运行）的强制移动式装配， 前者适用于单班产量在 50 辆以上的，后者适用单班产量 50 辆左右的装配。自动 流水线装配的特点是： ① 生产效率高； ② 生产节奏性强，工人作业分工细，专 业化程度高； ③ 生产组织和管理更加复杂严密，更具科学化、现代化。它促进了 企业的计算机管理的发展以及生产率的提高。 1 . 2 汽车总装配工艺概述汽车是一种复杂的机械产品，按构造可分为发动机、底 盘、车身（含驾驶室和车厢）和电器设备四大部分。而底盘又有传动系统、行驶系 统、转向系统、制动系统、操纵系统、燃料供给系统等组成。按组成汽车的大总成 分，有发动机、变速箱、离合器、前桥、后桥、车架、车轮、悬架弹簧和驾驶室车 厢等。在一个大型的综合性汽车制造厂里，这些总成往往在相对独立的各专业厂中 生产，再运到总装配厂或总装配车间进行总装。据统计一辆中型卡车总装配的零部 件、总成大约有 500 多种、 2 《 X 幻多件，而轿车的零部件和总成的数量更多， 所以汽车总装配是一项相当复杂的工作。 1.2.1 工艺及总装配工艺的概念从机械制造常识我们知道， 产品从取得原材料到制 成成品所经过的一切劳动阶段，称为该产品的生产过程。根据限定的原材料和产品 的种类的不同，产品的生产过程可以很庞大复杂，也可以比较简单。生产过程又由 加工过程、检验过程、运输过程（即物流）、自然时效过程及等待停歇过程等组成。 常见的生产过程为工艺过程、检验过程及运输过程。所谓工艺过程就是生产对象在 质和量的状态以及外观发生变化的那部分生产过程，而使之完成工艺过程的手段、 方法、条件被统称为工艺。汽车总装配就是使生产对象在数量、 （当然由于这种变化引起了一系列质的 外观发生变化的工 艺过程。变化）。数量的变化表现为在装配 过程中，零部件、总成的数量在不断增加并相互有序的结合起来。外观的变化表现 为零部件、总成之间有序结合后具有一定的相互位置关系，外形在不断的变化，最 后成为一辆汽车。所以，汽车总装配也就是使汽车各零部件和总成具有一定的相互 位置关系并形成整车的工艺过程。研究和确定汽车由零部件、总成形成整车的过程 中所需的方法、手段、条件并编制为文件的工作，叫做汽车总装配的工艺设计。在 汽车总装配过程中，当然也离不开在制品的运输过程（即物流）以及产品质量检验 过程，故在总装配工艺设计时，也要包括这两部分内容。 1.2.2 汽车总装配的特点由于汽车构造复杂、 零部件及总成繁多， 因而汽车总装配 工作也就复杂了，它除了具备装配所共有的地位和作用外，还有以下特点： （1）联接方式多样。汽车总装配中的联接，一般情况下除了焊接方式外其他联接方 式几乎都有。但最多的联接是可拆式固定联接和可拆式活动联接，即螺纹联接和键 联接、销联接。 （2）装配件的品种、数量繁多，装配关系复杂，装配位置多样，由此决定了它仍以 手工作业为主。 （3）大批量生产。一般来说，一个汽车制造厂的汽车年产量应在几万辆以上，而通 常认为建设一个轿车厂的经济规模为年产巧万辆以上。所以汽车制造厂是技术密集 型、资金密集型的大批量生产的企业， 汽车总装配具有现代化企业大批量生产的特 点， 它是人与机、技术与管理的有机结合，是汽车制造厂展现先进技术和管理水平 的“窗口”，历来是引起人们重视的地方。不但同行业的人在联系业务时要去总装 配车间看看，就是社会各界人士也愿意去参观游览。东风汽车公司的总装配厂的主 要总装配线甚至被湖北省十堰市人民政府列为“青少年社会主义教育基地”。 1.2.3 汽车总装配生产组织形式根据汽车总装配为大批量生产， 技术和管理要求高的特点，一般采用强制连续移动的生产方式，也叫做自动流水线生产方式，在制品的 移动依靠被叫做“总装配线”的设备来实现。要按照连续强制移动的流水线生产方 式来实现汽车总装配，还需创造以下条件： （1） 各操作工人的单台作业时间要相互基本均衡， 作业位置要根据作业内容和顺序 安排合适； （2）各装配点所需的零部件和总成必须根据生产需要，源源不断地运达； （3）各操作工人必须在一定的节拍时间内，完成规定的作业内容。一 4 一 也有一些汽车厂为适应用户的广泛需要， 品 在基本车型的基础上生产各种变型车， 种多产量又不大，为不影响主线的生产，往往单独开辟一个生产场地，采用自由移 动式的装配方式，即车体的移位用天车吊运或装上车轮后手推车体的方法实现，取 消“总装配线”这样的设备。一般前二个装配位置把车架放于支架上，装上前后桥、 车轮及其他有关的零部件，用天车吊起车体移位，从第三个装配点起，则车轮着地， 依靠推动车体移位到以后的装配位置。这种装配生产方式，投资少，设备简单，适 用于多品种，小批量，总产量又不大的汽车总装配。 1.3 汽车总装配工艺设计的依据和原则 1.3.1 设计依据进行汽车总装配工艺设计的依据是汽车的产品资料和生产纲领。 产品资料，应为与总装配有直接关系的汽车各种总成、零部件的图纸；汽车总成或各系 统的装置图；工艺路线分工表及总装配总成、零部件清单；整车技术条件及其他有 关的产品技术要求。生产纲领就是工厂建设要预期达到的年产量，多品种生产时还 要分别列出各种汽车的年产量。产品和生产纲领，规定了新建或改扩建汽车工厂生 产的产品范围和生产能力，也就规定了工厂的建设规模。 1.3.2 设计原则汽车总装配工艺设计应遵循先进、合理、经济、可靠的原则，达到良 好的综合效果。具体要考虑以下几个方面： （1）要满足产品结构要求和整车技术条件。 （2）要选用与产量相匹配的先进、成熟的工艺方法和设备，达到满足生产纲领、保 证产品质量、投资少收效快、长期综合经济效益好的目的。 （3）要有一定的产品变化和产量变化的适应能力。 （4）工时定额制定要合理。根据限定的工艺设备和装备，以熟练的操作工人，用正 常的操作速度来选定工时定额，并适当留有余地。或用一种叫“预定动作时间标准 法一 MIM法”来取得各项操作动作的标准时间（见 《 动作与时间的研究 》 一书， 董靖主编） 。 （5）车间工艺平面布置要综合考虑总装配线、工人操作地、零部件总成存放地和通 道的合理性，工人作业位置（简称工位）的布置要有利于工人操作，做到疏密有致、 均衡。 （6）各个作业位置（工位）的工人工作量要力求均衡，且不超过生产节拍时间。 （7）要考虑生产安全卫生和减轻工人劳动强度。 1.4 汽车总装配工艺设计的内容和所需编制的文件在汽车总装配的前提， 生 即产品、 产纲领确定后，就可着手进行总装配的工艺设计。工艺设计人员要认真阅读、分析、 研究产品图纸和有关的资料，弄清各零部件和总成之间的相互位置关系、联接方式 和质量要求。有条件时要参加产品的试制、试装，提高对整车构造的了解，增加感 性认识，并及时提出产品改进意见，从而提高汽车的装配工艺性 汽车总装配工艺设计，需编制以下工艺文件：总装配工艺卡、车间工艺平面布置图、 总装配工位卡、工时定额表、设备明细表、检查工艺卡、辅助材料消耗定额、工具 清单及工位器具（包括工艺装备和吊具）清单，非标设备的设计任务书等，现分别 介绍这些文件的编制方法和文件内容。 1.4.1 总装配工艺卡在对汽车产品进行工艺分析的基础上，根据产品的具体结构以 及零部件、总成的相互联接关系和顺序，编制总装配工艺卡。编制总装配工艺卡时， 需确定以下内容： ① 部件、总成上线方式及所用设备和吊具； ② 零部件及总成 的分装内容和所需的工艺装备； ③ 各装配工序的工时定额； ④ 装配所需的各种 工具、量计具； ⑤ 装配线边和分装地零部件、 总成贮存架和工位器具。总装配工 艺卡是汽车总装配工作的基础文件，它在生产过程中是指导工人操作、组织生产、 进行质量检验和管理的依据和法规，在工厂建设阶段是进行工厂设计的原始资料和 进行生产准备的依据。编制总装配工艺卡应注意以下事项： （1） 要尽量把作业内容划分为既不能再分又可成为一个相对独立的单元 ― 基本装 配单兀。 （2）要根据产品结构特点，考虑合适的装配顺序，前工序的作业内容不能影响后工 序的操作，后工序的作业不能影响前工序的装配质量。 （3） 每道工序都要写明作业内容、质量要求、检测方法、所需要的设备、工艺装备、 工具、工位器具及工时定额等。 （4） 必要的装配关系图，以直观的表达零部件之间的装配关系，更好的指导工人操 作。工艺卡的主要内容应包括：工序号；工序名称；工序内容（即作业内容） ；所 装零部件或总成名称、产品编号和数量；所用设备、工艺装备及工具、吊具、工位 器具等的名称、规格（或编号）和数量；操作注意事项；检测内容和方法、质量要 求；工时定额；装配关系图等。需要指出的是总装配工艺卡在工厂设计阶段直至工 厂建成投产到正常生产，根据工作的需要及外部条件的情况，有一个由浅人深不断 充实完善和深化的过程。 1.4.2 确定工时定额并编制工时定额表 工时定额是完成各装配工序所需的作业时间， 它们的累计数就是总装配的工时定额。 工时定额与所选用的设备、工艺装备、装配机具的水平即工艺水平有关，与工人的 作业速度有关，所以工时定额要以限定的工艺水平为前提，以熟练的操作工人用正 常的作业速度来确定。一个新产品的工时定额的确定，一般在对产品结构进行分析 和初步工艺分析的基础上，参考其他汽车厂类似的作业内容的工时定额加以适当修 正。或者利用新产品试装的机会对每一装配内容的作业时间进行实测后加以适当调 整来确定。也可以用当前国际上通用的“预定动作时间标准法 ― MTM 法”来确定。 工时定额是总装配工艺卡的一项内容，是计算装配线长度和装配工人数的依据。工 时定额表是工艺部门向工厂劳动工资部门提供的对人员配备和人员、工资进行定额 管理的依据。它可以由工艺卡上工时定额进行汇编取得，内容应包括：工序号、工 序名称、工时定额三大部分，并把装配线上工时和线外分装工时区别开来。 1.4.3 绘制总装配车间工艺平面布置图总装配车间工艺平面布置图也是工艺设计 主要文件，它能直观的展示车间内设备布置情况、总装配线工作地的布置情况、各 分装地及零部件总成贮存地的区域位置及内部布置状况，车间内其它相关部门的位 置、车间内水、电压缩空气等动力的使用点，以及车间的长度、宽度和高度等内容。 它在工厂设计阶段是供其他专业进行设计的原始资料和依据，在生产准备阶段是车 间进行各种工艺装备、工位器具、分装地、零部件总成存放地布置的依据。在绘制 总装配车间工艺平面布置之前首先要计算确定总装配线的长度等技术参数，其次要 考虑好装配线操作区所需的宽度，再次要与其他部门协商确定在总装配车间内所需 设置的辅助单位的占地面积和位置。 1.4.3.1 汽车总装配线技术参数的计算和确定汽车总装配线是总装配车间的主要设 备，它是汽车在总装配过程中运送在制品的载体，其型式和结构要适应汽车的产量 和产品的结构特点， 其长度应满足生产纲领并留有一定的发展改造余地。 确定好总 装配线的技术参数，选好总装配线的结构形式，是汽车总装配工艺设计的重要一步。 有时某些技术参数是指令性的。 （1）根据生产纲领和生产班制，计算生产节拍。一个工厂在建厂设计阶段就应根据 生产纲领确定生产班制，大批量生产的汽车总装配车间一般采用二班制生产。生产 节拍是指在总装配线上连续进行汽车总装配时，相邻两汽车下线的平均间隔时间。 即生产节拍二年工作日 x 日工作时间 x 装配线开动率生产纲领根据中华人民共和 国行业标准 《 机械工厂年时基数设计标准 》 （ JBJZ - 5 ）的规定：年工作 日为 254 天，每周工作 5 天，每班工作 8 小时，所以两班制生产的日工作时间为 16 小时。装配线开动率，是装配线实际运行时间与规定运行时间的比率。装配线的 开动率越高，说明在一定时间内的运行时间越长，生产率也就越高。影响装配线开 动率的因素主要有二个：一个是规定的非工作时间，如班前班后会占用的工作时间 以及班中法定的工间休息时间；另一种是因设备故障、某种零部件总成供应不上等 突发性事件造成装配线停止运行。这两个原因都会造成装配线实际运行时间低于规 定的运行时间。为确保生产任务的圆满完成，在计算生产节拍时，确定装配线的开 动率一个恰当值是既现实而又十分必要的。 在工厂建成投产后的日常组织生产中，则必须加强对总装配线及车间内其他设备和工艺装备的维护保养、遇到突发性设备 故障则维修部门要积极组织抢修，减少停线时间。生产组织和调度部门要减少和避 免因零部件、总成运送不上而造成装配线停线。装配线的停线时间是工厂对总装配 车间及其他有关部门服务质量的考核指标，生产部门对停线时间和停线原因都要有 记载，并落实责任单位进行考核。 在进行生产节拍计算时， 装配线开动率可以在 85 ％一 95 ％的范围内视具体情况选取。 （2） 装配线上装配工位数的计算。 装配线上装配工人作业位置数简称装配线工位数。 。它等同于装配线上一个班次的操作工人数（注意：不是一个班次车间工人总数） 即装配线工位数＝线上工时定额 x 生产纲领工人设计年时基数 x 生产班制 工人设计年时基数在《 机械工厂年时基数设计标准 》 （ JB 」 2 - 95 ）中作 了详细规定。根据“标准”，两班制生产的装配工作取为 1 850 小时，该“标准” 同时也规定，对于高温地区，在原有的基数上还应乘以 95 ％作为设计用的年时基 数。 （3）确定工位密度，计算总装配线的装配车位数。工位密度是指总装配线上每个车 位长度内平均可以安排的装配工位数。它以围绕一个装配在制品同时操作的工人互 不干涉、互不影响工作为原则来确定。汽车越大越长；工位密度也可取得大，通常 轿车取 2 — 3 ，卡车取 4 - 6o 总装配线的装配车位数就是总装.
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