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        從零開始的汽車設計與生產制造全過程

          大多數普通人可能會開車,但是并不了解汽車是如何從無到有的生產出來的,今天華銳欣程就來給大家科普一下,汽車設計與生產制造是如何從零開始的。了解一下汽車的設計與生產步驟,對于汽車的使用者來說,在遇到汽車發生相關問題時,也能有一定判斷與處理的理論知識基礎。

        汽車設計與生產制造

          一般來說,一輛新型轎車從構思、設計、試驗、定型到成批生產,會耗費巨大的資金和時間,所以汽車不是想造就能造的,一個普通的小產品的生產可能都要經過層層商討,汽車的設計與生產更不例外,所以首先必須創建詳盡的產品開發計劃。

          制定產品開發計劃

          1、確定具體的車型。

          (1)汽車的選型應根據汽車型譜、市場需求、產品的技術發展趨勢和企業的產品發展規劃進行。

          (2)選型應在對同類型產品進行深入的市場調查、使用調查、生產工藝調查、樣車結構分析與性能分析以及全面的技術分析的基礎上進行。

          (3)應從已有的基礎出發,對原有車型和引進的樣車進行分析比較,繼承優點,消除缺陷,采用已有且成熟可靠的先進技術與結構,開發新車型。

          (4)涉及應遵守有關標準、規范、法規、法律,不得侵犯他人專利。

          (5)力求零件標準化、部件通用化、產品系列化。

          2、進行可行性分析。 根據用戶需求、市場情況、技術條件、工藝分析、成本核算等,預測產品是否符合需求,是否符合生產廠家的技術和工藝能力,是否對企業發展有利。

          3、擬定汽車的初步方案,通過繪制方案圖和性能計算,選定汽車的技術規格和性能參數。

          4、制定出設計任務書,其中寫明對汽車的形式、各個主要尺寸、主要質量指標、主要性能指標以及各個總成的形式和性能等具體要求。
         

          在項目開發計劃制定成功之后,迎來的自然是付諸行動了,也就是具體的汽車設計與制造全過程,它大致包括以下幾個步驟:手繪初步設計,效果圖,制作油泥模型,制作樣車,風洞實驗,模擬碰撞實驗,路試,實車碰撞實驗等。

          初步設計

          汽車初步設計的主要任務是構造汽車的形狀設計,主要包括如下內容:

          1、汽車總布置設計 (又稱初步造型)。

          是將汽車各個總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當的位置,以保證各總成運轉相互協調、乘坐舒適和裝卸方便。為了保證汽車各部分合理的相互關系,需要定出許多重要的控制尺寸。在這個階段,需要繪制汽車的總布置圖,繪出發動機、底盤各總成、駕駛操作場所、乘員和貨物的具體位置以及邊界形狀;也包括零部件的運動(如前輪轉向與跳動)范圍校核。經過汽車總布置設計,就可確定汽車的主要尺寸和基本形狀。

          2、手繪效果圖

          效果圖是表現汽車造型效果的圖畫。造型設計師根據總布置設計所定出的汽車尺寸和基本形狀,就可勾畫出汽車的具體形象。效果圖又分為構思草圖和彩色效果圖兩種。構思草圖是記錄造型設計師靈感的速寫畫。彩色效果圖是在構思草圖的基礎上繪制的較正規的繪畫,需要正確的比例、透視關系和表達質感。彩色效果圖包括外形效果圖、室內效果圖和局部效果圖,其作用是供選型討論和審查。效果圖的表現技法多種多樣:可采用鉛筆、鋼筆,也可采用毛筆(水彩畫或水粉畫)等,而目前較流行的是混合技法——用麥克筆描畫、噴筆噴染以及涂抹、遮擋等同時表現技法。

          3.制作縮小比例模型(油泥模型)。

          縮小比例模型是在構架上涂敷造型泥雕塑而成。轎車縮小模型常用1:5的比例,亦即是真車尺寸的1/5。英、美等國采用英制尺寸,模型的比例是3/8。造型泥是一種油性混合物,又稱油泥,在常溫下有一定硬度(比肥皂硬些),涂敷前須經烘烤?s小比例模型是在彩色效果圖的基礎上更進一步表達造型構思,具有立體形象,比效果圖更有真實感,要求比例嚴格、曲線流暢、曲面光順。雕塑一個縮小比例汽車模型,需要從各個角度審視,反復推敲,精工細雕,因而很難在兩三天內完成。

          4、確定選型。

          經過初步設計,繪制出一批彩色效果圖和塑制出幾個縮小比例模型,就需要確定選型了,從若干個造型方案中選擇出一個合適的車型方案,以便作為技術設計的依據。選型主要注意審美問題,但也涉及結構、工藝等方面,通常由項目負責人召集造型設計師、結構設計師和工藝師等一起商討。選型確定之后,說明選定車型的造型構思基本成熟,汽車的初步設計亦結束,之后就是具體的技術性設計工作。
         

          技術設計

          技術設計包括確定汽車造型和確定汽車結構兩個方面。

          1、確定汽車造型

          繪制膠帶圖。膠帶圖是用細窄的彩色不干膠紙帶粘貼成的1:1(全尺寸)汽車整車圖樣,可表達零部件形狀及外形曲線。膠帶圖的外形曲線數據取自選定的縮小比例模型,可用來審查整車外形曲線的全貌。如發現某條曲線不美觀或不符合要求,可將膠帶揭起重新粘貼,直到滿意為止。膠帶圖完成后,縮小比例模型放大的曲線又經過進一步修訂。

          2、繪制1:1整車外形效果圖。

          單純由縮小比例的繪畫表達汽車的外形效果尚嫌不夠,還需要繪制等大尺度(全尺寸)的彩色效果圖,F代造型設計非常重視等大的尺度感?s小比例圖樣和全尺寸圖樣的真實感是截然不同的?s小比例模型上某些圓角或曲線看上去很小巧雅致,放大5倍后就顯得笨拙臃腫。因此,汽車形狀的最后確定,不能從縮小比例的圖樣或模型直接放大,而應經過1:1效果圖和1:1模型的修正,以符合等大的尺度感和審美要求。

          3、制作1:1外部模型。

          1:1外部模型是汽車外形定型的首要依據。根據縮小比例模型的放大數據,結合膠帶圖和1:1效果圖的的修訂情況,就可以制造1:1外部模型。這個模型是在一個帶有車輪的構架上涂敷造型泥而雕塑成的。由于要用數以噸計的造型泥,并雕塑得細致、平整、光順,所以制造一個1:1外部模型的時間很長,通常需要幾個星期。

          4、制作1:1內部模型。

          1:1內部模型用以審視汽車內部造型效果和檢驗汽車內部尺寸。 1:1內部模型與1:1外部模型同時制作,其設計和尺寸相互配合。1:1內部模型的形狀、色彩、覆蓋飾物的質感和紋理都應制造得十分逼真,使人具有置身于真車室內的感覺。

          5、造型的審批。

          1:1外部模型、內部模型、效果圖完成后,需要交付企業最高領導審批,使汽車最終定型。汽車造型設計是促進汽車銷路的重要競爭手段,大公司為了擊敗對手會采用頻繁更換車型的手段,對汽車造型設計的需求就十分迫切,并在整個汽車設計過程中占有愈來愈重要的地位。

          6、確定汽車結構。

          汽車造型審定后,就可以著手進行汽車結構設計。汽車的結構設計,是確定汽車整車、部件(總成)和零件的結構。也就是說,設計師需要考慮由哪些部件組合成整車,又由哪些零件組合成部件。

          7、樣車制作

          當一切準備工作都完成之后,接下來就是激動人心的樣車制造了,汽車所有的數據都會下發生產線,完成各個部件的生產與制造,最后組成一臺完整的新的樣品車。在實際生產過程中,這一步驟經常會涉及一整條產業鏈的多家企業,一輛汽車的車身、內飾部件等等,可能會來自多個廠家,最后匯總到一家主機廠進行組裝。

          8、風洞試驗

          樣車制造出來之后,接下來就是對這臺成品進行一系列檢驗的時刻,檢驗合格,就可以進行大規模的量產了。首先進行的就是風洞試驗,作為汽車來說,最重要的功能仍然是行駛,風洞試驗就是測試其風阻大小的實驗,如果風阻太強,將會影響汽車的行駛性能。

          9、模擬碰撞試驗

          當風阻實驗過關之后,再進行的則是對汽車安全性相關的實驗,安全關系到汽車乘用者的生命,對普通人來說,汽車除了行駛功能方便人出行以外,如果安全系數不夠,也自然是不合格的產品。模擬碰撞實驗則是檢驗汽車安全性能的必要關口。

          10、路面實驗

          在模擬實驗過關之后,樣品汽車將會迎來實戰檢驗,也就是路面測試,檢驗不同環境路面下的汽車性能如何。

          11、實車碰撞測試

          測試的最后,則是最直接的也是效果最直觀的的實車碰撞測試,檢驗整車性能的最終極測試,看看樣車能否達到實際使用要求。

          當以上過程全部完成,而且全部成功過關,則表示這臺汽車的設計正式達標,才能真正的投入正式的大規模的生產與制造,以及推廣向市場,最后成為普通消費者買到的汽車。

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