汽車座椅開發(fā)中的制造工藝方案選擇原則研究

郭永生，張貴平，劉熠榮，李　娟

(東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心，湖北 武漢 430058)

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汽車座椅開發(fā)中的制造工藝方案選擇原則研究

郭永生，張貴平，劉熠榮，李娟

(東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心，湖北 武漢 430058)

摘要：通過對汽車座椅的結(jié)構(gòu)、開發(fā)工作內(nèi)容、開發(fā)周期和開發(fā)費(fèi)用構(gòu)成的簡單介紹，指出了座椅的制造工藝方案在很大程度上影響了座椅開發(fā)周期的長短和開發(fā)費(fèi)用的高低。對3種座椅制造工藝方案的工藝方法、工裝壽命、工裝費(fèi)用及工裝制造周期進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并結(jié)合座椅的預(yù)期產(chǎn)量和用途，對汽車座椅的制造工藝方案選擇原則進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：汽車座椅；工藝方案；選擇原則

汽車座椅是汽車開發(fā)中比較關(guān)鍵和重要的零件，其開發(fā)周期長，制造費(fèi)用高，往往成為影響汽車開發(fā)過程長短的關(guān)鍵零件。為了縮短座椅的開發(fā)周期，降低座椅的制造費(fèi)用，對于不同開發(fā)項(xiàng)目的座椅，應(yīng)根據(jù)預(yù)期產(chǎn)量和用途的不同而選擇不同的座椅制造工藝方案，達(dá)到以較少的投入和較短的時間完成座椅開發(fā)的目的。

1座椅的結(jié)構(gòu)

座椅主要分為高端座椅(電加熱，電動調(diào)節(jié)6～12向)、中端座椅(電動或手動調(diào)節(jié)6向)和經(jīng)濟(jì)型座椅(手動調(diào)節(jié)4～6向)。本文按經(jīng)濟(jì)型座椅進(jìn)行分析。

座椅作為汽車上的大總成零件，主要由骨架、面套、泡沫填充物和塑料件等4類零件組成。其中，骨架(見圖1)作為座椅的基礎(chǔ)和內(nèi)部的支承結(jié)構(gòu)，占據(jù)了座椅價格的40%左右，其主要由金屬管件和沖壓件焊接而成；面套(見圖2)是包裹在座椅表面具有一定形狀，用于固定泡沫形態(tài)的一層保持套，主要由織物和真皮等2種材料制作而成；泡沫填充物是填充在骨架和面套之間的一層物質(zhì)，主要用于減振；塑料件(見圖2)是固定在座椅四周用于包裹部分結(jié)構(gòu)和起美觀作用的零件。

圖1　骨架結(jié)構(gòu)　　　　　圖2　面套和塑料件

2座椅開發(fā)工作內(nèi)容及周期

座椅作為汽車中的大總成零件，全新開發(fā)項(xiàng)目的開發(fā)周期主要包括開發(fā)目標(biāo)確認(rèn)、產(chǎn)品設(shè)計、模具開發(fā)、樣件試制及完善、產(chǎn)品試驗(yàn)和量產(chǎn)準(zhǔn)備等幾個階段，各階段所需要的大概時間見表1。

表1　各階段所需要的大概時間

從表1可以看出，座椅開發(fā)大概需要15～20個月，其中模具開發(fā)和樣件試制需要5～7個月，所占開發(fā)時間較長；因此，尋找和選擇合適的座椅制造工藝方案，減少模具開發(fā)和樣件試制的時間，對于縮短座椅的開發(fā)周期非常重要。

3座椅的開發(fā)費(fèi)用

座椅作為汽車上的關(guān)鍵零件，其開發(fā)費(fèi)用項(xiàng)目主要有設(shè)計費(fèi)、試驗(yàn)費(fèi)、樣件費(fèi)、工裝模具費(fèi)和生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)。一般一個全新開發(fā)的量產(chǎn)項(xiàng)目的各項(xiàng)費(fèi)用大概比例見表2。從表2可以看出，在座椅的開發(fā)過程中，工裝模具制造所占的開發(fā)費(fèi)用比重較大，因此，選擇合適的座椅制造工藝方案，對于降低座椅的開發(fā)費(fèi)用也非常重要。

表2　一個全新開發(fā)的量產(chǎn)項(xiàng)目的各項(xiàng)費(fèi)用大概比例

4座椅的制造工藝方案

按照工裝的簡易程度和費(fèi)用投入來分類，座椅的制造工藝方案主要分為大批量(即量產(chǎn))、小批量和簡易試制(見表3)。

表3　座椅的制造工藝方案

從表3可以看出，工裝越復(fù)雜，此工藝能制造的座椅數(shù)量就越多，工裝費(fèi)用就越高，制造周期也越長；反之，此工藝能制造的座椅數(shù)量就越少，工裝費(fèi)用就越低，制造周期就越短。因此，座椅制造工藝方案選擇的前提是需要基本明確此座椅的用途和預(yù)計需求數(shù)量，以便綜合判斷此座椅應(yīng)該選擇的制造工藝方案。

5座椅的開發(fā)用途及質(zhì)量要求

座椅的開發(fā)用途一般分為2類，具體如下。

1)裝配尺寸驗(yàn)證和功能驗(yàn)證。此時座椅主要用于尺寸及功能驗(yàn)證，要求投入少，制造周期短，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計尺寸和功能即可，對質(zhì)量一致性、耐久性要求一般，需求數(shù)量一般≤500套。

2)預(yù)批量或量產(chǎn)裝車。此時座椅作為汽車上的必備零件用來進(jìn)行裝車，要求質(zhì)量一致性較好，可靠性高，但傳統(tǒng)車和新能源車項(xiàng)目在需求數(shù)量上區(qū)別較大，傳統(tǒng)車項(xiàng)目需求為30萬～100萬套，而新能源項(xiàng)目一般都≤5 000套。

6座椅制造工藝方案的選擇原則

在選擇座椅制造工藝方案之前，應(yīng)明確此座椅的開發(fā)計劃和產(chǎn)量規(guī)劃，了解此座椅的用途，以便從質(zhì)量、時間和成本上綜合考慮來進(jìn)行座椅制造工藝方案的選擇。座椅制造工藝方案的選擇原則如下。

1)在座椅開發(fā)前期,一般需要制作座椅的樣件用于裝配尺寸驗(yàn)證和功能驗(yàn)證，此時座椅在設(shè)計上可能存在一定的問題，制造數(shù)量也較少，樣件制作主要用途為驗(yàn)證設(shè)計合理性，應(yīng)采用一種投入較低、周期較短和質(zhì)量能滿足使用要求的座椅制造工藝方案來進(jìn)行此階段的座椅開發(fā)。從表3的3種方案中進(jìn)行選擇、比較，很容易確認(rèn)簡易試制工藝方案比較符合此階段的座椅開發(fā)需求。

2)當(dāng)座椅開發(fā)完畢，進(jìn)入量產(chǎn)階段，如果此座椅的預(yù)計產(chǎn)量較大，那么這時的座椅對生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、質(zhì)量水品和工藝穩(wěn)定性要求就較高，此時就需要一種工藝較穩(wěn)定、生產(chǎn)效率較高和工裝壽命較長的座椅制造工藝方案。從表3的3種方案中進(jìn)行選擇、比較，很容易確認(rèn)大批量(即量產(chǎn))工藝方案比較符合大批量生產(chǎn)階段的座椅制造需求。

3)如某座椅由于項(xiàng)目原因開發(fā)進(jìn)展緩慢，同時量產(chǎn)后的預(yù)計需求數(shù)量也不是太大(如新能源項(xiàng)目)，此時采用簡易試制工藝方案來進(jìn)行座椅的制造，一方面簡易試制工藝方案的座椅樣件單價較高，如制造數(shù)量超過500件，總費(fèi)用將超過量產(chǎn)工藝方案的投入，在成本上不是很經(jīng)濟(jì)；另一方面，由于簡易試制工藝方案中塑料件的工裝(硅膠模具)的保存期限只有3個月，如座椅的開發(fā)周期較長，硅膠模將失效；因此，此時需要一種工裝壽命滿足要求且費(fèi)用投入較少的工藝方案，小批量工藝方案恰好滿足了這種需求。此工藝方案可以制造的零件數(shù)量較大，但是費(fèi)用投入比大批量工藝方案經(jīng)濟(jì)，是一種比較適合此種情況的工藝方案。

綜上所述，當(dāng)座椅的用途僅是進(jìn)行裝配尺寸驗(yàn)證和功能驗(yàn)證時，采用試制工藝方案是一種周期短、費(fèi)用低的方案；當(dāng)座椅的預(yù)期產(chǎn)量較高時，采用大批量(即量產(chǎn))工藝方案是一種經(jīng)濟(jì)、高效的方案；當(dāng)座椅的預(yù)期產(chǎn)量較低時，采用小批量工藝方案是一種綜合成本比較合理的方案。

7結(jié)語

座椅作為汽車中的大總成關(guān)鍵零件，其開發(fā)周期長，制造工藝復(fù)雜，制造費(fèi)用高，往往成為影響汽車開發(fā)周期長短的瓶頸零件；因此，研究、探索座椅制造工藝方案的方法、方式，減少座椅制造工藝的周期、成本，對合理、高效地利用開發(fā)費(fèi)用，促進(jìn)座椅的正向開發(fā)及汽車新項(xiàng)目開發(fā)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

責(zé)任編輯鄭練

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Research of Selection Principle for Manufacturing Process Scheme in Automobile Seat Development

GUO Yongsheng, ZHANG Guiping, LIU Yirong, LI Juan

(Dongfeng Motor Corporation Technical Center, Wuhan 430058, China)

Abstract：Through introducing the structure, the development content, the development cycle and the development cost of automobile seat, point out that the manufacturing technological plan of the seat has a great influence on the development period and the development cost of the seat. Introduce the technological method, the tooling service life, the tooling cost and the manufacturing cycle of the three kinds of seat manufacturing technological plan. Discuss the selection principle of the manufacturing process scheme of the automobile seat with the expected output and the use of the seat.

Key words:automobile seat, manufacturing process scheme, selection principle

收稿日期：2015-08-04

作者簡介：郭永生(1983-)，男，工程師，主要從事汽車試制技術(shù)及工藝等方面的研究。

中圖分類號：TG 242.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A