小型汽车零件设计思路

小型汽车零件设计思路

       好久不见了各位，今天我想跟大家探讨一下关于“小型汽车零件设计思路”的问题。如果你还不了解这方面的内容，那么这篇文章就是为你准备的，请跟我一起来探索一下。

1.汽车是怎样设计制造的

2.汽车零部件开发流程5个阶段

3.小伙伴们知道汽车的总布置是什么吗

4.汽车冲压模具设计的流程和注意事项有哪些内容？

5.汽车设计与制造全过程

汽车是怎样设计制造的

       汽车在生产之前，首先要先经过复杂的设计。

       汽车是一种包罗了多种机械元件、零部件、各种材料，及各种机械加工工艺的机械产品，所以其设计也是以机械设计理论为基础的。同时由于汽车是人们常用的交通工具，其使用条件复杂多样，且对安全有着极高的要求，所以在做设计时，就要在结构等方面去满足这些需求。这里面会用到很多的基础理论、专业理论及专业知识，比如工程力学、流体力学、空气动力学、机械原理、工程材料、车身美工与造型等等。如此复杂的汽车设计，以后有机会暮四再和各位朋友探讨。今天咱们先聊聊汽车设计之后的生产环节。

       汽车的生产大致分五个部分：冲压 → 焊接 → 涂装 → 总装 → 售前检查。

        简单来说，就是先经过冲压等加工工艺，将车身、零部件等生产出来，然后通过焊接等工艺把部分部件连起来，然后再做表面防锈、防蚀的涂装处理，最后把所有的部件组装起来。这样，一辆汽车就生产出来了。看起来很简单是不？但这其实是个很复杂的过程，对技术、设备、生产工艺等都有着非常严格的要求。比如，曾经有不少国内车企设计不出来车，就买了国外的全套汽车图纸，但买回来却还是生产不出来。

汽车零部件开发流程5个阶段

       最直接的是要满足功能要求，然后考虑如何实现，选材料，加工工艺，制图，加工周期，成本预算等。

       传递运动和能量的带传动、摩擦轮传动、键传动、谐波传动、齿轮传动、绳传动和螺旋传动等机械传动，以及传动轴、联轴器、离合器和制动器等相应的轴系零（部）件。起支承作用的零（部）件，如轴承、箱体和机座等。

       起润滑作用的润滑系统和密封等。弹簧等其它零（部）件。作为一门学科，机械零件从机械设计的整体出发，综合运用各有关学科的成果。

       研究各种基础件的原理、结构、特点、应用、失效形式、承载能力和设计程序；研究设计基础件的理论、方法和准则，并由此建立了本学科的结合实际的理论体系，成为研究和设计机械的重要基础。

小伙伴们知道汽车的总布置是什么吗

       1.车身工艺数据的发布

       车身设计部发布产品数值模型，工程开发部工程师根据产品数值模型进行工艺预分析和价格预测(作为投标对比数据)，并利用车身工艺数值模型进行模具投标和相应的工艺分析。招标过程这里就不详细讨论了。先说校准后的模具开发和管理(即确定模具厂)。

       2.车身零件制造过程可行性分析(模具开发和工程开发部)

       模

       开发人员收到车身工艺数值模型后，分析各部分的工艺可行性。原则上要求模具厂对所有新开发的零件进行CAE分析(即零件成形性的模拟分析)。

       CAE分析的作用：

       通过CAE分析，可以直观地观察到零件和板材的成形过程。缩短模具设计和分析的周期；预测发霉的可能性；采用优化设计，尽量减少模具和钢材的消耗，降低制造成本；制造前提前发现模具和零部件的潜在风险；保证模具设计的合理性，降低设计成本；通过对零件潜在问题的分析，模具厂可以及时提出合理的设计变更建议，更高效地推进开发工作。

       开发部可根据模具厂的CAE分析结果，充分利用现场生产调试的经验，检查工艺参数是否合理，补图是否合理，对零件起皱或开裂等风险及时提出解决方案。

       3.DL图的设计和会签

       经过CAE分析，可以设计出模具的DL图，大多数情况下可以同时进行。

       DL图纸设计是设计布局————冲压工艺分析设计，也可称为模具工艺流程图，包括：零件板材尺寸、冲压方向和角度、冲压工艺布置、送料方向、废料刀分布和切边方向、废料去除方向指示、ch孔、左右零件标识、各工序标记等。

       同时，DL图还应反映冲压设备、模具高度、模具材料、压边圈或压边圈的工作行程、板料的定位方式、成品工艺的压力分析等。

       DL设计完成后，内部审核原则上在模具厂完成。内审问题整改后，可提供给主机厂开发部会签。DL图纸的会签非常关键，直接导致后期的模具设计，对后期的模具开发周期影响很大。如果以后改变DL图，开发周期和成本会大大浪费。工程开发部主要检查零件工艺的合理性、机器参数的正确性、工艺补充和材料的合理性

       4.模具结构图设计和会签

       模具结构图会签顺序：用——切边翻边模会签拉伸模图，切边冲孔模会签。

       由于模具铸造加工周期是硬性时间，无法压缩，为了保证工程进度，模具结构图的设计非常重要，模具设计的时间要尽可能提前，争取后续的模具制造时间。

       模具第一次取样一般是半手工取样，只需要成型，其余的切边冲孔可以先切，所以先设计拉伸模和成型翻边模，再设计切边冲孔模图。

       模具厂根据DL图设计模具结构图，设计完成后也先通过内部评审，问题整改后，可以由主机厂开发部进行评审会签。

       主机厂开发部应重点关注：

       模子

       ont-size:15px;">对于评审中发现的问题，应尽量要求模具厂进行整改。部分问题可能对产品功能等影响不大，但可能会影响作业的方便性，也可能降低生产效率，为了赶时间和进度，模具厂可能不是太配合更改，此时，需要主机厂开发人员（工程师）的魄力和决心，因为在设计阶段的更改无论如何都比后期（模具成型后）更改来得快，此时需要模具厂设计人员换位思考，多站在生产部门的角度来看问题

       部分有争议的问题点需要多方进行客观地讨论以寻求最佳方案。在模具图评审的过程中，要求工程开发技术人员立场坚定并且有过硬的技术和现场调试经验，这样可以减少后期的许多问题。

       5. 铸造数模发布和泡沫实型评审与整改

       模具结构图设计评审完后，可进行泡沫型的制作。在泡沫实型阶段需要项目组发布铸造数据，以保证实型的可铸造性，泡沫实型是一种由聚苯乙烯经过高温发泡形成的一种材料，依据模具结构图进行NC加工，并考虑适当的模具加工余量（8-10天）和泡沫的收缩率。

       保丽龙制作周期一般为一周左右，制作完成后需要对其进行现场评审，一是确保与模具结构图一致性。二是检查在模具结构图评审中出现的问题是否整改到位，或者设计图评审中未发现的问题，保丽龙的评审是模具制作过程中不可或缺的过程，因为它是模具结构更改的最后一关，一旦进入铸造阶段，则模具结构很难更改。

       

       

汽车冲压模具设计的流程和注意事项有哪些内容？

       今天我们来聊一个汽车的一个设计问题，也就是汽车总布置。

主要结构，汽车在设计之前首先得明确车辆的一个主要结构，比如说发动机，变速箱等等，确定它的一个性能水平，主要的尺寸以及质量等目标，而为了实现这些目标值，总布置设计就得对各总层部件进行空间布置，这个工作就会涉及到各个专业的一个密切配合了，最终定下来的总布置图，将会作为造型设计以及工程设计的一个边界条件。

局部空间布置，比如说发动机舱，还有车内空间以及行李箱，对于动态的部件也需要布置脚和，比如说悬架，轮胎，座椅，还有踏板，变速杆等等。

我们以发动机舱以及车内空间为例，向大家做一个简单的介绍。

       第一个，发动机舱的布置，这里主要涉及到发动机以及变速器的布置，需要留意的问题主要是发动机跟机舱周围的一个间隙，需要考虑到发动机的一个安装间隙以及热辐射的问题。其次呢，发动机的一个允许倾角，这个跟舱内的布置以及发动机内部的性能是有关的。

       第二个，机舱布置需要考虑到空气流动性，要是气体化能够更充分的跟发动机接触，带走更多的热量。嗯，最后就是要考虑走后分配了，争取能够实现啊，前后走后的50 : 50的一个比例，不过，前置发动机的一个步置基本都是在60 : 40的呃一个比例左右，左后分左后，如果腹部的更平衡一点，汽车的超控稳定性就会更好。

车内的空间布置，这里我们要引入一个概念就是假人模型，按照SAE的标准，可以分成500分位还五十百分位以及九十五百分位等人体模型。其中，九十五百分位代表的是大个子，500分位代表的是小个子和小孩啊，汽车设计的时候，就会按照九十五百分位这个模型来进行车内空间设计，然后呢，通过调节座椅和方向盘的位置，来适应剩下5%的一个人体模型，我们经常可以看到啊，测评人在对汽车进行静态评价的时候呢，会谈及啊，头部空间啊，脚步空间啊，以及视野等等，这些呢，都只是车内空间布置很小的一部分啊，它还包括了方向盘的角度啊，方向盘跟前排座椅的距离啊，前后挡玻璃的角度啊，还有啊，踏板的安装角度啊，踏板那个踏板跟什么，跟坐垫之间的距离啊，根据车型的档次不同啊，这些尺寸是会有差异的啊，简单点理解就是档次越高啊，档次越高哈，车型越大的一个汽车啊，他们的空间尺寸就会更大啊，舒适性就会更好，当然了价格也就更贵了啊。

汽车设计与制造全过程

       冲压工艺是通过模具对毛坯施加外力使之产生塑性变形或分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的工件的方法。冲压工艺与模具设计是进行冲压的重要技术准备流程，冲压工艺与模具设计应结合设备、人员等实际情况，从零件的质量、效率、强度、环境的保护以及安全性各个方面综合考虑，选择和设计出技术先进、经济上合理、使用安全可靠的工艺方案和模具结构，下面简单介绍下汽车冲压模具设计的流程和注意事项：

       一、汽车冲压工艺设计

       （1）零件及其冲压工艺性分析

       根据冲压件设计图纸，分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、原材料尺寸规格和力学性能，并结合可供选用的冲压设备规格以及模具制造条件、冲压批量等因素，分析零件的冲压工艺性。良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、占用设备数量少、模具结构简单而寿命高、产品质量稳定、操作简单。

       （2）确定工艺方案

       主要工艺参数计算在冲压工艺性分析的基础上，找出工艺与模具设计的特点与难点，根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案，内容包括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式等。

       （3）确定工艺参数

       工艺参数指制定工艺方案所依据的数据，如各种成形系数(拉深系数、胀形系数等)、零件展开尺寸以及冲裁力、成形力、零件排样的材料利用率、冲裁压力中心、工件面积、弯曲或拉深成形力、复杂零件坯料展开尺寸等。

       （4）选择冲压设备

       根据要完成的冲压工序性质和各种冲压设备的力能特点，考虑冲压所需的变形力、变形功及模具闭合高度和轮廓尺寸的大小等主要因素，结合现有设备情况来合理选定设备类型和吨位。常用冲压设备有曲柄压力机、液压机等。

       二、冲压模具设计

       模具设计包括模具结构形式的选择与设计、模具结构参数计算、模具图绘制等内容。

       （1）模具结构形式的选择与设计

       根据拟定的工艺方案，考虑冲压件的形状特点、零件尺寸大小、精度要求、批量、模具条件、操作方便与安全的要求等选定与设计冲模结构形式。

       （2）模具结构参数计算

       确定模具结构形式后，需计算或校核模具结构上的有关参数，如模具部分(凸、凹模等)的几何尺寸、模具零件的强度与刚度、模具运动部件的运动参数、模具与设备之间的安装尺寸，选用和核算弹性元件等。

       （3）绘制模具图

       模具图是冲压工艺与模具设计结果的最终体现，一套完整的模具图应该包括模具和使用模具的完备信息。模具图由总装图和非标准件的零件图组成。

       三、冲压材料的基本要求

       冲压所用的材料不仅要满足设计的技术要求，还应当满足冲压工艺的要求和冲压后续工艺要求。

       （1）对冲压成形性能的要求

       为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的塑性、屈强比小、板厚方向性系数大、板平面方向性系数小、材料的屈服强度与弹性模量的比值小。对于分离工序并不需要材料有很好的塑性，塑性越好的材料越不易分离。

       （2）对材料厚度公差的要求

       材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。

       四、精密冲压油的选用

       冲压油在冲压工艺中起到了关键性的作用，良好的冷却性能和极压抗磨性能对于模具的使用寿命和工件精度的提升有了质的飞跃。根据工件材质的不同，冲压油在选用时性能的侧重点也不一样。

       （1）硅钢板冲压油的选用

       硅钢板是比较容易冲切的材料，一般为了工件成品的易清洗性，在防止冲切毛刺产生的前提下会选用低粘度的冲压油。

       （2）碳钢板冲压油的选用

       碳钢板在选用冲压油时首先应该注意的是拉伸油的粘度。根据难易和给拉伸油方法及脱脂条件来决定较佳粘度。

       （3）镀锌钢板冲压油的选用

       因为和氯系添加剂会发生化学反应，所以镀锌钢板在选用冲压油时应注意氯型冲压油可能发生白锈的问题，而使用硫型冲压油可以避免生锈问题，但冲压后应尽早脱脂。

       （4）不锈钢板冲压油的选用

       不锈钢是容易产生硬化的材料，要求使用油膜强度高、抗烧结性好的拉伸油。一般使用含有硫氯复合型添加剂的冲压油，在保证极压加工性能的同时，避免工件出现毛刺、破裂等问题。

       一、汽车的设计过程

       1.制订产品开发规划

       在汽车产品开始技术设计之前，必须制订产品开发规划。首先，必须确定具体的车型，就是打算生产什么样的汽车。其次是进行可行性分析，根据用户需求、市场情况、技术条件、工艺分析、成本核算等，预测产品是否符合需求，是否符合生产厂家的技术和工艺能力，是否对国民经济和企业有利。第三步是拟定汽车的初步方案，通过绘制方案图和性能计算，选定汽车的技术规格和性能参数o-最后一步是制定出设计任务书，其中写明对汽车的形式、各个主要尺寸、主要质量指标、主要性能指标以及各个

       总成的形式和性能等具体要求。

       产品开发的前期工作，是分析各方面的影口向因素，明确产品开发的目的和工作方向。否则，不经过周密调查研究与论证，盲目草率上马，轻则会造成产品先天不足，投产后问题成堆；重则造成产品不符合需求，在市场上滞销，带来重大损失。在产品开发的前期，企业为了进行各种研究与探讨，概念设计和概念车在近年来逐渐兴起。概念设计，是对下一代车型或未来汽车的总概念进行概括描述，确定汽车的基本参数、基本结构和基本性能的设计。概念设计同样需要研究产品的开发目的、技术水平、企业条件、目标成本、竞争能力等。概念设计可能只停

       留在图纸上和文件上的描述，称为“虚拟的”概念车；也可能制造出实体的样车供试验和研究。概念设计可能只是一种参考方案或技术储备，也有可能纳入正式的产品开发规划。所以概念设计只供产品开发参考，但也有可能成为正式产品开发规划的重成部分，—成为新一代车型的初步设计。

       2.初步设计

       汽车初步设计的主要任务是构造汽车的形状设计，主要包括如下内容：

       (1)汽车总布置设计总布置设计(又称初步造型)，是将汽车各个总成及其所装载的人员或货物安排在恰当的位置，以保证各总成运转相互协

       调、乘坐舒适和装卸方便。为了保证汽车各部分合理的相互关系，需要定出许多重要的控制尺寸。在这个阶段，需要绘制汽车的总布置图，绘出发动机、底盘各总成、驾驶操作场所、乘员和货物的具体位置以及边界形状；也包括零部件的运动(如前轮转向与跳动)范围校核。经过汽车总布置设计，就可确定汽车的主要尺寸和基本形状。

       (2)效果图是表现汽车造型效果的图画。造型设计师根据总布置设计所定出的汽车尺寸和基本形状，就可勾画出汽车的具体形象。效果图又分为构思草图和彩色效果图两种。构思草图是记录造型设计师灵感的速写画。彩色效果图是在构思草图的基础上绘制的较正规的绘画，需要正确的比例、透视关系和表达质感。彩色效果图包括外形效果图、室内效果图和局部效果图，其作用是供选型讨论和审查6效果图的表现技法多种多样：可采用铅笔、钢笔，也可采用毛笔(水彩画或水粉画)等，而月前较流行的是混合技法——用麦克笔描画、喷笔喷染以及涂抹、遮挡等同时表现技法。只要效果良好，表现技法可不拘一格。

       (3)制作缩小比例模型

       缩小比例模型是在构架上涂敷造型泥雕塑而成。轿车缩小模型常用1：5的。比例，亦即是真车尺寸的1／5。英、美等国采用英制尺寸，模型的比例是3／80造型泥是一种油性混合物，又称油泥，在常温下有一定硬度(比肥皂硬些)，涂敷前须经烘烤。缩小比例模型是在彩色效果图的基础上更进一步表达造型构思，具有立体形象，比效果图更有真实感，要求比例严格、曲线流畅、曲面光顺。雕塑一个缩小比例汽车模型，需要从各个角度审视，反复推敲，精工细雕，因而很难在两三天内完成。

       (4)召开选型讨论会

       经过初步设计，绘制出一批彩色效果图和塑制出几个缩小比例模型，就可以召开选型讨论会。会议的目的是从若干个造型方案中选择出一个合适的车型方案，以便作为技术设计的依据。选型讨论会主要讨论审美问题，但也涉及结构、工艺等方面，故通常由负责人召集造型设计师、结构设计师和工艺师等参加会议。选型讨论会结束，说明选定车型的造型构思基本成熟，汽车的初步设计亦结束。

       3.技术设计

       技术设计包括确定汽车造型和确定汽车结构两个方面。

       (1)确定汽车造型

       1)绘制胶带图。胶带图是用细窄的彩色不干胶纸带粘贴成的1:1(全尺寸)汽车整车图样，可表达零部件形状及外形曲线。胶带图的外形曲线数据取自选定的缩小比例模型，可用来审查整车外形曲线的全貌。如发现某条曲线不美观或不符合要求，可将胶带揭起重新粘贴，直到满意为止。胶带图完成后，缩小比例模型放大的曲线又经过进一步修订。

       2)绘制1：1整车外形效果图。单纯由缩小比例的绘画表达汽车的外形效果尚嫌不够，还需要绘制等大尺度(全尺寸)的彩色效果图。现代造型设计非常重视等大的尺度感。缩习、比例图样和全尺寸图样的真实感是截然不同的。打个比方，雏鸡看上去很小巧可爱，若放大5倍就显得太胖太臃肿。汽车也是一样，缩小比例模型上某些圆角或曲线看上去很小巧雅致，放大5倍后就显得笨拙臃肿。因此，汽车形状的最后确定，不能从缩小比例的图样或模型直接放大，而应经过1：1效果图和1：1模型的修正，以符合等大的尺度感和审美要求。

       3)制作1：1外部模型。1：1外部模型是汽车外形定型的首要依据。根据缩小比例模型的放大数据，结合胶带图和1：1效果图的的修订情况，就可以制造1：1外部模型。这个模型是在一个带有车轮的构架上涂敷造型泥而雕塑成的。由于要用数以吨计的造型泥，并雕塑得细致、平整、光顺，所以制造一个1：1外部模型的时间很长，通常需要几个星期。

       4)制作1：1内部模型。1：1内部模型用以审视汽车内部造型效果和检验汽车内部尺寸o1：1内部模型与1：1外部模型同时制作，其设计和尺寸相互配合。1：1内部模型的形状、色彩、覆盖饰物的质感和纹理都应制造得十分逼真，使人具有置身于真车室内的感觉。

       5)造型的审批。1：1外部模型、内部模型、效果图完成后，需要交付企业最高领导审批，使汽车最终定型。汽车造型设计是促进汽车销路的重要竞争手段，大公司为了击败对手会采用频繁更换车型的手段，对汽车造型设计的需求就十分迫切，并在整个汽车设计过程中占有愈来愈重要的地位。

       6)确定汽车结构

       汽车造型审定后，就可以着手进行汽车结构设计。汽车的结构设计，是确定汽车整车、部件(总成)和零件的结构。也就是说，设计师需要考虑由哪些部件组合成整车，又由哪些零件组合成部件。零件是构成产品的最基本的、不可再分解的单元。毫无疑问，零件设计是产品设计的根基。零件设计时，首先要考虑这个零件在整个部件中的作用和要求；其次，为了满足这个要求，零件应选用什么材料和设计成什么形状；最后，零件如何与部件中其他零件相互配合和安装。按照零件所使用的材料，可分为金属材料和非金属材料两大类。金属材料又可分为钢铁(黑色金属)材料和有色金属材料两大类。汽车所采用的非金属材料种类繁多。钢铁是汽车上所使用的最重要的材料，占全车重量的大部分。钢铁的主要优点是强度、刚度和硬度高，耐冲击和耐高温，因而用于汽车上载荷大、高温、高速的重要零件。所谓强度高，就是这种材料可承受较大的力而不被破坏；所谓刚度高，就是这种材料可承受较大的力而变形很小。汽车的零件在工作时，有的零件承受拉力而有伸长的趋势；有的零件承受压力而有缩短的趋势；有的零件承受弯曲力矩而趋于弯曲变形；有的零件承受扭转力矩。事实上，许多汽车零件的受力比上述例子复杂得多。如汽车变速器的轴就同时承受了拉、压、弯、扭多种力。汽车零件不仅是承受静载荷，而且，由于汽车的行驶随路况变化，还要承受十分复杂的动载荷。作为设计师，必须充分考虑零件的受力情况，经过周密的计算，确保零件的强度和刚度的数值在允许的范围内。

       确定汽车零件的形状，也要花费设计师许多心血。例如，发动机气缸体的形状就非常复杂，需要设计气缸和水套，考虑与气缸盖、油底壳的接合，安装曲轴、进气管、排气管和各种各样的附属设备，乃至气缸体内部细长的润滑油通道，所有这些因素都应考虑周全，每个细节均不能遗漏。汽车车身零件的形状就更特别，既不是常见的平面或圆柱体，也不是简单的双曲面或抛物面，而是造型师根据审美要求而塑造的。在确定零件的形状时，还需要考虑零件的制造方法，例如零件在机床上怎样装夹定位，刀具怎样加工，半成品怎样传送、堆叠等。

       设计师必须把所设计的汽车结构用图纸表达出来。图纸是设计师与企业中的工艺师、技工和其他人员交流的“工程语言”。我国颁布了10多项机械制图的国家标准，规定了绘制机械产品图纸的方法。在工科院校还设置专门的课程，训练学生掌握这种标准的工程语言。图纸绘制的方法，是按照投影原理并借助于几个视图、剖面或局部放大等，把产品的立体形状和内部结构详细而清晰地表达出来。图纸应按指定的比例绘制并且写出对产品的技术要求。零件图需要详细地标注出各部分的尺寸。总成图应清楚地表达零件相互装配的关系并标注出相关的装配尺寸。设计一辆汽车，需要绘制数以千计的图纸。一些复杂的图纸，图面的长度竟达3-5m。

       在设计时，设计师必须无条件地执行国家制定的有关法规和标准。对于出口的产品，还必须执行外国的标准，如ISO(国际标准化组织)、SAE(美国汽车工程师协会)、JIS(日本工业标准)、EEC(欧洲经济共同体)、ECE(欧洲经济委员会)等标准。图纸绘制成后，需要将部件和零件按照它们所属的装配关系编成“组”及其下属的“分组”号码。每个部件、每个零件及其图纸都给定一个编号，以便于对全部图纸进行管理。

       好了，今天关于小型汽车零件设计思路就到这里了。希望大家对小型汽车零件设计思路有更深入的了解，同时也希望这个话题小型汽车零件设计思路的解答可以帮助到大家。