第壹章汽車總裝配工藝設計概述1.1 裝配的壹般定義 機械或電器產品，生產的最後壹道工序必定是裝配（包括檢測和調整） ，否則各種 零件無法集結而發揮應有的功能。所謂裝配就是將各種零件、部件、合件或總成， 按規定的技術條件和質量要求聯接組合成完整產品的生產過程。也可稱為“使各種 零件、部件、合件或總成具有規定的相互位置關系的工藝過程”。 1.1.1 裝配中的聯接 裝配要把各種零部件、 合件或總成組合起來，其主要的方法是聯接。裝配中的聯接 可有以下分類： 裝配聯接 ｛ 活動聯接 ｛不可拆式 ｛ 式 不可拆可拆式 可拆式 固定聯接 （1）可拆式活動聯接。兩件或兩件以上零件自身或借助其他零件聯接後，零件之間 能相對運動，可拆卸後再聯接，不損壞其中任何壹個零件，如鉸接、圓柱銷聯接。 （2）不可拆式活動聯接。兩件或兩件以上零件自身或借助其他零件聯接後，零件之 間能相對運動，但不能再拆開，或者拆開後必定損壞其中壹件或幾件零件， 不加修 復或更換不能重新聯接， 如軸承。（3）可拆式固定聯接。兩件或兩件以上零件自身或借助其他零件聯接後相互之間不 能活動，可以拆開且可以重新聯接而不損壞其中任何零件。這種聯接在機電產品中 最為常見，如螺紋聯接、借助螺釘或螺栓螺帽的聯接、鍵聯接等等。 （4）不可拆式固定聯接。兩件或兩件以上零件相互聯接後不能相對活動，而且不能 拆開，壹旦拆開必定損壞其中壹個零件，非經修復或更換不能重新聯接，如焊接、 鉚接、熱壓（過盈配合）等。在機電產品中也是經常采用的聯接方式。以上幾種聯 接在汽車總裝配中常見的是可拆式活動聯接和可拆式固定聯接。 1.1.2 裝配的地位和作用裝配是機電產品生產中必不可少的最後壹道工序， 沒有裝配就沒有完整的產品，它具有重要的地位和作用。 （1）裝配將最終檢驗零部件的制造質量。零件在加工過程中，盡管采取了各種手段 來保證質量，但由於種種原因，不可避免的仍會有少數不良品甚至不合格件混人下 道工序或出廠，這樣的零件在裝配過程中往往會被發現而加以剔除。從這個意義上 講，裝配具有對零件的最終檢驗性，因而可以發現各種零件的不同質量問題，通過 有意識的搜集、整理，進行信息反饋，將有利於零件制造質量的提高，所以裝配部 門是零件制造質量的信息源。作為企業的質量檢驗和管理部門以及企業領導應十分 重視裝配這壹環節。 （2）裝配可以發現生產薄弱環節。產品的生產過程是壹個復雜的過程，只有工廠的 各部門、各單位統壹協調，機制運轉正常，形成壹個有機的整體，才能保證生產有 序的進行。裝配作為產品生產的最後壹道工序，壹般來說對於零部件及成品的數量 概念比較敏感，管理相對也較嚴密，壹旦發現零部件供應不上，就會貽誤工廠產品 的生產，生產計劃調度部門就會及時查找原因，去發現問題並給以處理。所以，裝 配又是生產計劃調度部門發現生產薄弱環節的信息源，任何壹個機電產品制造單位 的管理者，決不會忽視這個“窗口”。 （3）裝配將最終影響產品質量。有了合格的零件，是否壹定會有合格的產品呢？不 壹定還要看最後壹道工序 ― 裝配情況，如果裝配工作馬虎從事，再好的零件也不 會裝配出合格的產品。所以裝配工作的好壞將最終影響產品質量，因此任何壹個企 業的領導者和職工，決不能輕視裝配工作。 綜上所述，裝配工作在機電產品生產企業中，具有非常重要的地位和作用，所以裝 配這道工序歷來都受到生產廠家的高度重視。 1.1.3 裝配的生產組織形式裝配的生產組織形式， 主要取決於產品的生產綱領，即產 量的大小。壹般可作以下分類： 裝配生產組織形式 ｛ 固定式裝配 ｛ 按分散原則進行自由移動式 按集中原則進行 移動式裝配 ｛強制移動式 間隙（周期）運動的 ｛ 連續運行的 （1） 按集中原則進行的固定式裝配。它是單件小批量生產的大型機電產品常用的生 產方式，它的特點是全部裝配工作都由壹組工人在固定的裝配地完成，所有的零部 件都根據裝配需要不斷從附近～的貯存地或生產車間運來。 這種裝配方式聯接種類 多，對工人的技～術要求高而全面，零件基本單件或少量生產，在裝配過程中可能 會出現修修配配的現象，裝配周期也較長，勞動生產率較低，生產的組織管理相對 較簡單。如重型機械或大型船用柴油機的裝配。 （2） 按分散原則進行的固定式裝配。 這種裝配方式是把裝配過程劃分成幾個部分， 裝配點也同時分為相同數量，若幹組工人按各自集中固定式裝配示意圖的裝配內容 順次由前壹個裝配點移動到下壹個裝配點， 並重復規定的裝配工作，產品在各裝配 點完成裝配任務。所需裝配的零部件則源源不斷地送至每個裝配點。按分散原則進 行的固定式裝配示意圖這種裝配方式適用於以下情況： ① 多品種小批量輪換生產， 如機床裝配； ② 裝配大而重難以移動的產品； ③ 制品剛度差，移動時易引起變 形的產品。 它的特點是： ① 工人專業化程度有所提高， 裝配技術也可得到提高； ② 工藝文件編制比較復雜， 各組工人之間的工作量要安排合適並盡可能均衡， 以減少 互相等候怠工； ③裝配工具的專用性提高； ④ 工人走的路較多，每個（組）工人 要配備工具小車或便攜式工具盒以適應移動作業； ⑤ 勞動生產率較集中固定式裝 配稍高。 3） 移動式裝配。這種裝配方式是在制品在裝配過程中由壹個位置移動到下壹個位 置，根據裝配順序和內容，不斷地將所裝的零部件運送到相應的裝配位置。裝配工 人在各自固定的工作位置重復進行相同的裝配作業。移動式裝配可分為自由移動式 裝配和強制移動式裝配。自由移動式裝配壹般是將在制品置於專門設計的帶輪支架 上，靠推動小車移動，小車可以有軌道， 也可不設軌道。 還有壹種型式是將每個在 制品置於各裝配點的固定支架上，利用天車吊運將在制品移位。在小批量生產汽車 時，汽車的總裝配采用以下辦法：前幾個裝配位置以固定支架來安置在制品，利用 天車吊運移位，後幾個位置靠推動裝好車輪的汽車底盤來移位。這種在制品的移動 的特點是： ① 生產節拍較長且不十分嚴格，各裝配點之間相互制約較少，不壹定 同步移動，具有壹定的自由度； ② 每個裝配位置的裝配工人是固定的，且各自完 成固定的裝配任務。 ③ 各裝配點附近根據不同的裝配內容擺放不同的零部件； ④ 此種生產組織形式已強於流水線生產， 因而在工藝文件的編制要求及裝配作業的機 具、技術水平、專業化程度都進壹步提高，生產現場的組織、管理更加嚴密，要求 更高。（4）強制移動式裝配。 在產品大批量生產時，裝配方式壹般采用強制移動式裝配， 也叫“自動流水線裝配”。它是在自由移動式裝配的基礎上增加了裝配點，在制品 由天車、手推帶輪支架等不同步的移動改由被叫做“總裝配線”的設備實現強制同 步移動。它是當今大批量生產汽車廣泛采用的裝配方式。根據產量的需要，它還可 以設計成連續運行的強制移動式裝配和間隙運行（周期運行）的強制移動式裝配， 前者適用於單班產量在 50 輛以上的，後者適用單班產量 50 輛左右的裝配。自動 流水線裝配的特點是： ① 生產效率高； ② 生產節奏性強，工人作業分工細，專 業化程度高； ③ 生產組織和管理更加復雜嚴密，更具科學化、現代化。它促進了 企業的計算機管理的發展以及生產率的提高。 1 . 2 汽車總裝配工藝概述汽車是壹種復雜的機械產品，按構造可分為發動機、底 盤、車身（含駕駛室和車廂）和電器設備四大部分。而底盤又有傳動系統、行駛系 統、轉向系統、制動系統、操縱系統、燃料供給系統等組成。按組成汽車的大總成 分，有發動機、變速箱、離合器、前橋、後橋、車架、車輪、懸架彈簧和駕駛室車 廂等。在壹個大型的綜合性汽車制造廠裏，這些總成往往在相對獨立的各專業廠中 生產，再運到總裝配廠或總裝配車間進行總裝。據統計壹輛中型卡車總裝配的零部 件、總成大約有 500 多種、 2 《 X 幻多件，而轎車的零部件和總成的數量更多， 所以汽車總裝配是壹項相當復雜的工作。 1.2.1 工藝及總裝配工藝的概念從機械制造常識我們知道， 產品從取得原材料到制 成成品所經過的壹切勞動階段，稱為該產品的生產過程。根據限定的原材料和產品 的種類的不同，產品的生產過程可以很龐大復雜，也可以比較簡單。生產過程又由 加工過程、檢驗過程、運輸過程（即物流）、自然時效過程及等待停歇過程等組成。 常見的生產過程為工藝過程、檢驗過程及運輸過程。所謂工藝過程就是生產對象在 質和量的狀態以及外觀發生變化的那部分生產過程，而使之完成工藝過程的手段、 方法、條件被統稱為工藝。汽車總裝配就是使生產對象在數量、 （當然由於這種變化引起了壹系列質的 外觀發生變化的工 藝過程。變化）。數量的變化表現為在裝配 過程中，零部件、總成的數量在不斷增加並相互有序的結合起來。外觀的變化表現 為零部件、總成之間有序結合後具有壹定的相互位置關系，外形在不斷的變化，最 後成為壹輛汽車。所以，汽車總裝配也就是使汽車各零部件和總成具有壹定的相互 位置關系並形成整車的工藝過程。研究和確定汽車由零部件、總成形成整車的過程 中所需的方法、手段、條件並編制為文件的工作，叫做汽車總裝配的工藝設計。在 汽車總裝配過程中，當然也離不開在制品的運輸過程（即物流）以及產品質量檢驗 過程，故在總裝配工藝設計時，也要包括這兩部分內容。 1.2.2 汽車總裝配的特點由於汽車構造復雜、 零部件及總成繁多， 因而汽車總裝配 工作也就復雜了，它除了具備裝配所***有的地位和作用外，還有以下特點： （1）聯接方式多樣。汽車總裝配中的聯接，壹般情況下除了焊接方式外其他聯接方 式幾乎都有。但最多的聯接是可拆式固定聯接和可拆式活動聯接，即螺紋聯接和鍵 聯接、銷聯接。 （2）裝配件的品種、數量繁多，裝配關系復雜，裝配位置多樣，由此決定了它仍以 手工作業為主。 （3）大批量生產。壹般來說，壹個汽車制造廠的汽車年產量應在幾萬輛以上，而通 常認為建設壹個轎車廠的經濟規模為年產巧萬輛以上。所以汽車制造廠是技術密集 型、資金密集型的大批量生產的企業， 汽車總裝配具有現代化企業大批量生產的特 點， 它是人與機、技術與管理的有機結合，是汽車制造廠展現先進技術和管理水平 的“窗口”，歷來是引起人們重視的地方。不但同行業的人在聯系業務時要去總裝 配車間看看，就是社會各界人士也願意去參觀遊覽。東風汽車公司的總裝配廠的主 要總裝配線甚至被湖北省十堰市人民政府列為“青少年社會主義教育基地”。 1.2.3 汽車總裝配生產組織形式根據汽車總裝配為大批量生產， 技術和管理要求高的特點，壹般采用強制連續移動的生產方式，也叫做自動流水線生產方式，在制品的 移動依靠被叫做“總裝配線”的設備來實現。要按照連續強制移動的流水線生產方 式來實現汽車總裝配，還需創造以下條件： （1） 各操作工人的單臺作業時間要相互基本均衡， 作業位置要根據作業內容和順序 安排合適； （2）各裝配點所需的零部件和總成必須根據生產需要，源源不斷地運達； （3）各操作工人必須在壹定的節拍時間內，完成規定的作業內容。壹 4 壹 也有壹些汽車廠為適應用戶的廣泛需要， 品 在基本車型的基礎上生產各種變型車， 種多產量又不大，為不影響主線的生產，往往單獨開辟壹個生產場地，采用自由移 動式的裝配方式，即車體的移位用天車吊運或裝上車輪後手推車體的方法實現，取 消“總裝配線”這樣的設備。壹般前二個裝配位置把車架放於支架上，裝上前後橋、 車輪及其他有關的零部件，用天車吊起車體移位，從第三個裝配點起，則車輪著地， 依靠推動車體移位到以後的裝配位置。這種裝配生產方式，投資少，設備簡單，適 用於多品種，小批量，總產量又不大的汽車總裝配。 1.3 汽車總裝配工藝設計的依據和原則 1.3.1 設計依據進行汽車總裝配工藝設計的依據是汽車的產品資料和生產綱領。 產品資料，應為與總裝配有直接關系的汽車各種總成、零部件的圖紙；汽車總成或各系 統的裝置圖；工藝路線分工表及總裝配總成、零部件清單；整車技術條件及其他有 關的產品技術要求。生產綱領就是工廠建設要預期達到的年產量，多品種生產時還 要分別列出各種汽車的年產量。產品和生產綱領，規定了新建或改擴建汽車工廠生 產的產品範圍和生產能力，也就規定了工廠的建設規模。 1.3.2 設計原則汽車總裝配工藝設計應遵循先進、合理、經濟、可靠的原則，達到良 好的綜合效果。具體要考慮以下幾個方面： （1）要滿足產品結構要求和整車技術條件。 （2）要選用與產量相匹配的先進、成熟的工藝方法和設備，達到滿足生產綱領、保 證產品質量、投資少收效快、長期綜合經濟效益好的目的。 （3）要有壹定的產品變化和產量變化的適應能力。 （4）工時定額制定要合理。根據限定的工藝設備和裝備，以熟練的操作工人，用正 常的操作速度來選定工時定額，並適當留有余地。或用壹種叫“預定動作時間標準 法壹 MIM法”來取得各項操作動作的標準時間（見 《 動作與時間的研究 》 壹書， 董靖主編） 。 （5）車間工藝平面布置要綜合考慮總裝配線、工人操作地、零部件總成存放地和通 道的合理性，工人作業位置（簡稱工位）的布置要有利於工人操作，做到疏密有致、 均衡。 （6）各個作業位置（工位）的工人工作量要力求均衡，且不超過生產節拍時間。 （7）要考慮生產安全衛生和減輕工人勞動強度。 1.4 汽車總裝配工藝設計的內容和所需編制的文件在汽車總裝配的前提， 生 即產品、 產綱領確定後，就可著手進行總裝配的工藝設計。工藝設計人員要認真閱讀、分析、 研究產品圖紙和有關的資料，弄清各零部件和總成之間的相互位置關系、聯接方式 和質量要求。有條件時要參加產品的試制、試裝，提高對整車構造的了解，增加感 性認識，並及時提出產品改進意見，從而提高汽車的裝配工藝性 汽車總裝配工藝設計，需編制以下工藝文件：總裝配工藝卡、車間工藝平面布置圖、 總裝配工位卡、工時定額表、設備明細表、檢查工藝卡、輔助材料消耗定額、工具 清單及工位器具（包括工藝裝備和吊具）清單，非標設備的設計任務書等，現分別 介紹這些文件的編制方法和文件內容。 1.4.1 總裝配工藝卡在對汽車產品進行工藝分析的基礎上，根據產品的具體結構以 及零部件、總成的相互聯接關系和順序，編制總裝配工藝卡。編制總裝配工藝卡時， 需確定以下內容： ① 部件、總成上線方式及所用設備和吊具； ② 零部件及總成 的分裝內容和所需的工藝裝備； ③ 各裝配工序的工時定額； ④ 裝配所需的各種 工具、量計具； ⑤ 裝配線邊和分裝地零部件、 總成貯存架和工位器具。總裝配工 藝卡是汽車總裝配工作的基礎文件，它在生產過程中是指導工人操作、組織生產、 進行質量檢驗和管理的依據和法規，在工廠建設階段是進行工廠設計的原始資料和 進行生產準備的依據。編制總裝配工藝卡應註意以下事項： （1） 要盡量把作業內容劃分為既不能再分又可成為壹個相對獨立的單元 ― 基本裝 配單兀。 （2）要根據產品結構特點，考慮合適的裝配順序，前工序的作業內容不能影響後工 序的操作，後工序的作業不能影響前工序的裝配質量。 （3） 每道工序都要寫明作業內容、質量要求、檢測方法、所需要的設備、工藝裝備、 工具、工位器具及工時定額等。 （4） 必要的裝配關系圖，以直觀的表達零部件之間的裝配關系，更好的指導工人操 作。工藝卡的主要內容應包括：工序號；工序名稱；工序內容（即作業內容） ；所 裝零部件或總成名稱、產品編號和數量；所用設備、工藝裝備及工具、吊具、工位 器具等的名稱、規格（或編號）和數量；操作註意事項；檢測內容和方法、質量要 求；工時定額；裝配關系圖等。需要指出的是總裝配工藝卡在工廠設計階段直至工 廠建成投產到正常生產，根據工作的需要及外部條件的情況，有壹個由淺人深不斷 充實完善和深化的過程。 1.4.2 確定工時定額並編制工時定額表 工時定額是完成各裝配工序所需的作業時間， 它們的累計數就是總裝配的工時定額。 工時定額與所選用的設備、工藝裝備、裝配機具的水平即工藝水平有關，與工人的 作業速度有關，所以工時定額要以限定的工藝水平為前提，以熟練的操作工人用正 常的作業速度來確定。壹個新產品的工時定額的確定，壹般在對產品結構進行分析 和初步工藝分析的基礎上，參考其他汽車廠類似的作業內容的工時定額加以適當修 正。或者利用新產品試裝的機會對每壹裝配內容的作業時間進行實測後加以適當調 整來確定。也可以用當前國際上通用的“預定動作時間標準法 ― MTM 法”來確定。 工時定額是總裝配工藝卡的壹項內容，是計算裝配線長度和裝配工人數的依據。工 時定額表是工藝部門向工廠勞動工資部門提供的對人員配備和人員、工資進行定額 管理的依據。它可以由工藝卡上工時定額進行匯編取得，內容應包括：工序號、工 序名稱、工時定額三大部分，並把裝配線上工時和線外分裝工時區別開來。 1.4.3 繪制總裝配車間工藝平面布置圖總裝配車間工藝平面布置圖也是工藝設計 主要文件，它能直觀的展示車間內設備布置情況、總裝配線工作地的布置情況、各 分裝地及零部件總成貯存地的區域位置及內部布置狀況，車間內其它相關部門的位 置、車間內水、電壓縮空氣等動力的使用點，以及車間的長度、寬度和高度等內容。 它在工廠設計階段是供其他專業進行設計的原始資料和依據，在生產準備階段是車 間進行各種工藝裝備、工位器具、分裝地、零部件總成存放地布置的依據。在繪制 總裝配車間工藝平面布置之前首先要計算確定總裝配線的長度等技術參數，其次要 考慮好裝配線操作區所需的寬度，再次要與其他部門協商確定在總裝配車間內所需 設置的輔助單位的占地面積和位置。 1.4.3.1 汽車總裝配線技術參數的計算和確定汽車總裝配線是總裝配車間的主要設 備，它是汽車在總裝配過程中運送在制品的載體，其型式和結構要適應汽車的產量 和產品的結構特點， 其長度應滿足生產綱領並留有壹定的發展改造余地。 確定好總 裝配線的技術參數，選好總裝配線的結構形式，是汽車總裝配工藝設計的重要壹步。 有時某些技術參數是指令性的。 （1）根據生產綱領和生產班制，計算生產節拍。壹個工廠在建廠設計階段就應根據 生產綱領確定生產班制，大批量生產的汽車總裝配車間壹般采用二班制生產。生產 節拍是指在總裝配線上連續進行汽車總裝配時，相鄰兩汽車下線的平均間隔時間。 即生產節拍二年工作日 x 日工作時間 x 裝配線開動率生產綱領根據中華人民***和 國行業標準 《 機械工廠年時基數設計標準 》 （ JBJZ - 5 ）的規定：年工作 日為 254 天，每周工作 5 天，每班工作 8 小時，所以兩班制生產的日工作時間為 16 小時。裝配線開動率，是裝配線實際運行時間與規定運行時間的比率。裝配線的 開動率越高，說明在壹定時間內的運行時間越長，生產率也就越高。影響裝配線開 動率的因素主要有二個：壹個是規定的非工作時間，如班前班後會占用的工作時間 以及班中法定的工間休息時間；另壹種是因設備故障、某種零部件總成供應不上等 突發性事件造成裝配線停止運行。這兩個原因都會造成裝配線實際運行時間低於規 定的運行時間。為確保生產任務的圓滿完成，在計算生產節拍時，確定裝配線的開 動率壹個恰當值是既現實而又十分必要的。 在工廠建成投產後的日常組織生產中，則必須加強對總裝配線及車間內其他設備和工藝裝備的維護保養、遇到突發性設備 故障則維修部門要積極組織搶修，減少停線時間。生產組織和調度部門要減少和避 免因零部件、總成運送不上而造成裝配線停線。裝配線的停線時間是工廠對總裝配 車間及其他有關部門服務質量的考核指標，生產部門對停線時間和停線原因都要有 記載，並落實責任單位進行考核。 在進行生產節拍計算時， 裝配線開動率可以在 85 ％壹 95 ％的範圍內視具體情況選取。 （2） 裝配線上裝配工位數的計算。 裝配線上裝配工人作業位置數簡稱裝配線工位數。 。它等同於裝配線上壹個班次的操作工人數（註意：不是壹個班次車間工人總數） 即裝配線工位數＝線上工時定額 x 生產綱領工人設計年時基數 x 生產班制 工人設計年時基數在《 機械工廠年時基數設計標準 》 （ JB 」 2 - 95 ）中作 了詳細規定。根據“標準”，兩班制生產的裝配工作取為 1 850 小時，該“標準” 同時也規定，對於高溫地區，在原有的基數上還應乘以 95 ％作為設計用的年時基 數。 （3）確定工位密度，計算總裝配線的裝配車位數。工位密度是指總裝配線上每個車 位長度內平均可以安排的裝配工位數。它以圍繞壹個裝配在制品同時操作的工人互 不幹涉、互不影響工作為原則來確定。汽車越大越長；工位密度也可取得大，通常 轎車取 2 — 3 ，卡車取 4 - 6o 總裝配線的裝配車位數就是總裝.
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