1、 座椅系统设计第一册座椅系统设计第一册座椅系统设计第一册座椅系统设计第一册 江森自控培训教程江森自控培训教程江森自控培训教程江森自控培训教程 本教材包含的所有内容均为江森自控有限公司的机密文件和私有信息 ，未经江森自控有限公司允许 ，不得以任何方式复制本教材 。本教材的所有者是位于英国普利茅斯的江森自控有限公司 。所有其它版本 ，如已销毁的或早期陈旧的版本不在本声明之列 。本教材由江森自控有限公司制作 。 目录目录目录目录 课程介绍 1 简介 ：学习要点 3 第 1 课：世界汽车产品 6 第 2 课：整椅设计理念及设计工程师职责 10 第 3 课：开始座椅设计过程 17 第 4 课： H 点控
2、制和舒适性控制 33 第 5 课：金属件和机械机构 42 第 6 课：发泡过程 、特性及模具 47 第 7 课：面套制作及选料 51 第 8 课：产品评估过程 55 附录 A：资料信息 67 附录 B：座椅设计检查表 69 1 课程简介课程简介课程简介课程简介 本课介绍座椅设计及发展过程 。本课将描述市场对座椅设计的影响和一般的座椅系统设计过程 。本课深入浅出地介绍了座椅行业及在设计过程中必须面对的许多问题 。本课有助于您理解同步开发小组或与供应商工作的职责 。您将能完全理解整个开发过程 ，以及您在座椅系统设计中的重要作用 。 本课适用的员工有 ： 负责初始设计工作 深度参与制造 、装配零部件
3、或整椅 直接与供应商一起工作 员工必须完成座椅介绍和座椅行业的学习 ，必须具有一定的相关经验 。 学习学习学习学习 目的目的目的目的 ： ： 课程结束后 ，您将能够 ： 说明世界市场对座椅设计及发展的影响 说明座椅设计过程 说明一些设计 、装配和安全性方面的关键问题和嗡嗡声 、尖叫声和卡嗒声等必须解决的问题 说明发泡对于 H 点和舒适性的重要性 说明安全性设计的概念 课程设计课程设计课程设计课程设计 本课将简单讲解项目进程和座椅设计开发过程 。本课要求您适时的交流目前工作中所面临的问题 。 课程内容课程内容课程内容课程内容 第第第 第 1 课课课 课： ： ：世界汽车产品 世界汽车产品世界汽车
4、产品世界汽车产品 本课着重说明内饰件和座椅的设计已经由传统的欧美市场转变为 世界范围的设计 ，例如 ，中国 、南亚 、南美 。因此 ，我们需要了解世界不同地区人们的需求 。 第 1课中您将了解一些座椅相关信息 ，如左行驶或右行驶 、汽车尺寸 、道路条件 、交通条件 、天气等因素对座椅的功能和用途的影响 。这些因素或一些其它因素对于座椅系统设计者来说要满足不同的市场需求是非常重要的 。 第第第 第 2 课课课 课： ： ：整椅设计理念及设计工程师职责 整椅设计理念及设计工程师职责整椅设计理念及设计工程师职责整椅设计理念及设计工程师职责 本课将论述及时供货理念和大批量座椅设计概念 。您也会学习 安
5、全性和嗡嗡声 、尖叫声 、卡嗒声等问题如何影响设计思想的 。此外您也会了解座椅系统设计工程师的职责 。第1 课中讲述了如何开始整椅设计满足全球市场的客户需求和零部件收集的基本信息 。第 2 课进一步强化您对其它影响因素的理解 。您将了解到座椅设计工程师的重要作用 ，以及项目小组如何平衡整椅零部件成本和客户的期望之间的矛盾 。 第第第 第 3 课课课 课： ： ：开始座椅设计过程 开始座椅设计过程开始座椅设计过程开始座椅设计过程 在第 3课我们复习一下第 1课和第 2课有关世界市场 、制造和及时供货要求对座椅设计过程的影响 。逐步引述围绕客户的由市场影响 、制造能力和库存要求出发建立座椅系统2
6、的基本模型 。 第 3课着重讲述零件开始阶段必须完成的设计工作和任务 。本课将使您了解 世界市场要求 、成本 、产品要求如何转化到整椅系统设计中去的 。此外 ，您将明白整椅系统设计如何影响零部件的选择以及这种选择所代表的意义 。 第第第 第 4 课课课 课： ： ： H 点控制和舒适性控制点控制和舒适性控制点控制和舒适性控制点控制和舒适性控制 在第三课中我们已经讨论了 H 点控制和舒适性控制的重要性 ，本课我们将进一步讨论影响它们的设计因素 ，如坐垫角度 、假人嵌入 A 表面的量 ，发泡的厚度等等 。您将会明白 H 点控制和舒适性控制是相辅相成的 ，为了改善一个方面的因素而更改设计将会影响另外
7、一个方面的因素 ，本课将解释如何去平衡这种因素 。这些信息也会让您理解平衡 H 点控制和舒适性控制是座 椅设计中中心议题 。如果 H 点落在规定范围外 ，将严重影响座椅控制、用户视野 ，甚至会导致安全性问题 。如果座椅没有达到舒适性要求 ，将带来用户和主机厂的不良反映 。 第第第 第 5 课课课 课： ： ：金属件和机械机构 金属件和机械机构金属件和机械机构金属件和机械机构 在第 5课中我们将讨论座椅设计中金属零件的详细特征 。您也将学习到一些机械机构的功能 ，如调角器和调节器 。本课也会介绍一些需要在设计骨架空间时考虑的问题 。 第第第 第 6 课课课 课： ： ：发泡过程 发泡过程发泡过程
8、发泡过程 、 、属性及模具 属性及模具属性及模具属性及模具 在第 6课，您将学习座椅发泡设计过程 。您将回顾第 4课的一些内容 ， H点控制和舒适性控制影响发泡材料的选择 。从根本上来讲 ，座椅上影响乘客位置的是发泡 、面套和悬置机构 ，它们也影响 H 点和舒适性 。第 6 课课着重讲述不同制造过程的发泡工艺和发泡工具。您将学习一般的发泡工具和原料 ，它们是如何影响座椅设计和发泡模具设计的 。本课的学习将使您了解发泡工具如何影响发泡的密度和外观 。 第第第 第 7 课课课 课： ： ：面套制作及选料 面套制作及选料面套制作及选料面套制作及选料 本课讲述面套设计过程中的主要任务 ，也说明了其它零
9、件如何与面套相配合 ，以及面套设计中的制造装配问题 。本课的讲述使您更好地理解面套和整椅之间的关系 。 第第第 第 8 课课课 课： ： ：产品评估过程 产品评估过程产品评估过程产品评估过程 在前几课 中，我们讨论了分析设计 ，我们讨论了决定性能要求的重要性 、计划如何去验证这些要求与设计的一致性 。在本课中 ，我们将关注于各种产品性能评估试验 ，以帮助验证对客户要求和国家法规的符合性 。本课将有助于您理解设计验证和座椅系统设计过程中的试验 。 3 简介简介简介简介 ： ：学习要点 学习要点学习要点学习要点 介绍介绍介绍介绍 ： ： 本课我们将介绍一些座椅和座椅行业有关的学习要点 ，这些信息都
10、包含在学习资料中 ，这里的介绍帮助您理解座椅系统设计第一册中的关键术语和概念 。 目标目标目标目标 ： ： 本课学习后 ，您将能够 ： 描述学习要点 定义关键术语 三维坐标系统三维坐标系统三维坐标系统三维坐标系统 一般来讲 ，汽车需要一个系统来定位所有零部件 ，三维坐标系统就是这个系统 。 图 1 三维坐标系统 如图所示 ，三维坐标系统定义了以下点 ： X坐标代表沿汽车行进方向点的位置 Y 坐标代表沿汽车宽度方向点的位置 Z 坐标代表沿汽车高度方向点的位置 X、 Y和 Z轴定义的参考平面如图 2所示 。 4 图 2 参考平面 栅格线和工作参考线栅格线和工作参考线栅格线和工作参考线栅格线和工作参
11、考线 栅格线是参考平面相隔 100毫米相交而成的线 ，如图 1所示我们定义 X、 Y和 Z坐标系时可以看到 。栅格线也叫车身参考线 。 工作参考线根据特定的零件定义 。工作参考线用来建立一个标尺 ，测量零件本身的尺寸 。 座椅系统的四大功能座椅系统的四大功能座椅系统的四大功能座椅系统的四大功能 座椅系统在汽车中体现四大功能 ： 支撑 支撑是座椅最基本的功能 定位 乘客的定位对于汽车的安全形置关重要 ，因为它使乘客能够控制车辆 。 提供舒适性 在座椅设 计时江森着力于提供长久舒适性 保护乘客 座椅应该能够防止乘客无意识的滑移 ，或者在发生事故使阻止乘客移动 。这要求座椅与其它系统一起提供保护乘客
12、的功能 。 术语和定义术语和定义术语和定义术语和定义 术语的介绍将有助于您理解座椅工业一般的术语 ，本课进行介绍 。 前面我们已经讲过 ，驾驶员的位置有多种方法定义 。其中之一是椭视区 ，它代表了驾驶员的视觉区域 。椭视区有助于定义座椅的参考点 ，或者设计参考点 。 设计参考点是定义 H点的基础 ，而设计图纸又以 H点为参考 。设计 H点和实际 H点由两维或三维假人模板来测量 。 项目进度项目进度项目进度项目进度 在简介中 ，您学习了项目进度和产品开发过程对于不同的汽车制造商是变化的 ，每个项目都有不同的里程碑 ，每个里程碑都有不同的交付条件 。 5 为了在世界市场中保持竞争力 ，所有的汽车制
13、造商都努力压缩新产品投放市场的周期 。这就意味着在更短的时间内完成更多的任务 。供应商 ，包括江森集团 ，必须压缩自己的开发时间 。 为了提供质量保证 ，座椅设计团队必须在客户的产品开发周期内完成设计工作 。 小节小节小节小节 本课我们讨论了一些座椅和座椅行业有关的学习要点 ，这些信息都包含在学习资料中 ，这里的介绍帮助您理解座 椅系统设计第一册中的关键术语和概念 。本课学习后 ，您将能够在以后的课程学习中更好地应用学习要点和术语 。 6 第第第 第 1 课课课 课： ： ：世界汽车产品 世界汽车产品世界汽车产品世界汽车产品 介绍介绍介绍介绍 ： ： 本课着重说明内饰件和座椅的设计已经由传统的
14、欧美市场转变为世界范围的设计 ，例如，中国 、南亚 、南美 。因此 ，我们需要了解世界不同地区人们的需求 。 第 1课中您将了解一些座椅相关信息 ，如左行驶或右行驶 、汽车尺寸 、道路条件 、交通条件 、天气等因素对座椅的功能和用途的影响 。这些因素或一些其它因素对于座椅系统设计者来说要满足不同的市场需求是非常重要的 。 目标目标目标目标 ： ： 第 1课的 学习完成以后 ，您将能够 ： 鉴别和描述世界市场座椅设计需要考虑的各种因素 解释汽车边界条件是如何影响座椅设计的 解释以下因素是如何影响座椅设计的 汽车大小 客户的期望 交通条件 路面情况 天气情况 文化差异 左行驶和右行驶左行驶和右行驶
15、左行驶和右行驶左行驶和右行驶 全球的驾类型大概分为两种 ，一种是驾驶员坐在驾驶室的左半边 ，而汽车靠路的右侧行驶，这种情况叫左驾驶 ；另一种是驾驶员坐在驾驶室的右半边 ，而汽车靠路的左侧行 驶，这种情况叫右驾驶 。左行驶或右行驶决定了驾驶员在汽车中的位置 。图 1-1表示了左行驶和右行驶情况下驾驶员及乘客的位置 。 图 1-1 座椅位置 7 图 1-2左驾驶和右驾驶人口的比较 图 1-2描述了两种驾驶类型在主要国家的人口分布 ，左驾驶和右驾驶人口基本相等 。 图 1-3描述了全球汽车制造商的分布 。如图所示 ，汽车 制造商的产品广泛分布于世界市场，这就要求汽车座椅的设计世界含义 。 图 1-3
16、 8 座椅设计的影响因素座椅设计的影响因素座椅设计的影响因素座椅设计的影响因素 左驾驶和右驾驶座椅设计最重要的设计因素是确定座椅的中心线 、方向盘轴向以及其它细节 ，如脚踏板与驾驶座对齐等 ，还包括座椅控制 ，驾驶员能够顺利地操纵控制开关 。而座椅控制又包括腰托 、加热垫 、冷暖坐垫 、电动或手动高度调节 、侧翼调节等 。头枕 、调角器 、调节器也需要考虑 ，但在驾驶状态下不考虑使用这些操作 。 多数情况下驾驶座和副驾驶座假人的落脚点是一样的 ，所以左右两侧可以设计同样的座椅，这是理 想情况下的目标 。这时 ，需要优先考虑驾驶座的控制 ，再考虑副驾驶座的控制 。副驾驶座的控制不需要保证非常的方
17、便 。 有些座椅只有驾驶员座椅带扶手 ，这时座椅靠背应设计成两边都能装扶手 ，这种灵活的设计不管扶手在驾驶员座椅还是在副驾驶员座椅都能安装 。 座椅的两侧翼也需要考虑 ，主要是坐垫 。设计上必须考虑安装驾驶员座椅的一侧可能在离去位置上有所不同 。 小型轿车的设计参考小型轿车的设计参考小型轿车的设计参考小型轿车的设计参考 除北美洲以外 ，世界上大多数国家都优先发展小型轿车 ，是因为其它车型的高价格 、高油耗 、大停车空间等原因 。小型轿车通常为手工装配 。它的座 椅的设计要比大型轿车的座椅设计困难 ，因为客户在小型轿车内部的座椅要像大型轿车的座椅一样具有方便的操作性 ，而小型轿车又没有足够的设计
18、空间 。设计内容包括 ： 后排乘客的空间 脚部和膝部空间 腿部空间 操控性能 进出便捷性 有些小型轿车有两个或三个门 （欧洲叫两门车或三门车 ）。 这时 ，座椅需要设计一个翻折机构以便于后排乘客进出 。就是这个翻折机构比较难设计 ，它要能够方便快速地翻折 。 许多亚洲国家多增加了一个 翻转运动 。在西方 ，前座椅的 B 面（驾驶员不能直接看到的表面 ）使用比较便宜的织物以降低成本 。同样 ，后排座椅也不需要像前排那么舒适 、便捷 ，选择一些织物面料就可以了 。 但是 ，在许多亚洲国家 ，车主都有一个司机 ，他一般坐在后排 。这种情况下 ，后排的舒适性和便捷性就必须考虑 ，不仅仅是因为它的使用频
19、率高了 ，更是因为车主就坐在这里 。从设计的角度来看 ，前排的重要性就相对低了 ，但前排的 B 面应该特别关注 ，因为车主有时比较留意那里 。 在许多亚洲国家 ，交通拥堵导致乘客需要在车内坐几个小时 ，许多车主加装了一些其它的设备来缓 解不适 ，比如在靠背上安装按摩器 ，改善血液循环 ，这种按摩器分电动按摩器和手动按摩器 。在座椅设计中添加诸如此类的功能可以提高座椅和整车的市场竞争力 。 由于都希望在较小的车子里具有较多的功能 ，亚洲特别是日本倾向于在微型轿车中安装功能多样的座椅和内饰 。一些功能在西方已经比较普通 ，比如食物和饮料箱 ，视频座椅系统 ，可提供更大储物空间的可拆卸座椅等等 。亚
20、洲座椅和内饰包含的特殊功能有 ： 两个或三个座椅完全展开可以拼成一个床 座椅可以旋转 ，使其面向相反的方向 第二排和第三排座椅能够旋转 ，使乘客可以在车里打牌或其它娱乐 四个座椅当中安装了一个桌子 9 第二排靠近门的座椅可以折叠 ，使第三排的乘客可以进出 第二排座椅可以翻平 ，向内滑移半个座椅位置 ，让出更大空间 储物空间既可以在座椅上方 ，也可以在座椅下方 美国的汽车设计严格符合联邦法规的要求 ，并且增加了 20%的安全系数 。而欧洲的汽车则增加了受力要求 ，特别是座椅系统 ，增加到欧盟经济委员会规定值的两倍到三倍 。这些安全特性的要求更适合于欧洲 ，因为在高速公路上的行驶速度非常高 。但同
21、样的设计不适合于亚洲国家 ，因为恶劣的公路条件不可能达到欧洲的行车速度 。座椅的设计必须适合于当地的公路条件和市场的需求 。 当地的气候条件当地的气候条件当地的气候条件当地的气候条件 大多数亚洲国家的气候条件都比较恶劣 。暴雨 、洪水 、风沙都是常见天气 。大部分车两三天就要洗一次 。大多数座椅都重新包裹一层白布 ，防止原面套用旧或弄脏 。在这种情况下 ，面套的用料和工艺就没有必要太讲究 。 小节小节小节小节 第一课我们讨论了座椅设计如何从适合于欧美市场到适合于包括中国 、东南亚 、南美洲在内的全球市场 。因为江森自控的市场遍布全 球，它必须了解世界各国客户的需求 。第一课也讲述了左驾驶和右驾
22、驶 、汽车大小 、道路条件 、交通条件和天气情况等因素如何影响座椅的功能和用途的 。对座椅设计工程师来说 ，要想更多地满足市场需求 ，这些因素非常重要 。 在第二课中 ，您将了解制造工艺和装配要求是如何影响座椅设计和开发过程的 ，这将认识到在设计课开发过程开始前必须考虑各种各样的影响因素和问题 。 10 第第第 第 2 课课课 课： ： ：整椅设计理念及设计工程师职责 整椅设计理念及设计工程师职责整椅设计理念及设计工程师职责整椅设计理念及设计工程师职责 介绍介绍介绍介绍 ： ： 本课将论述及时供货理念和大批量座椅设计概念 。您也会学习 安全性和嗡嗡声 、尖叫声 、卡嗒声等问题如何影响设 计思想
23、的 。此外您也会了解座椅系统设计工程师的职责 。第1 课中讲述了如何开始整椅设计满足全球市场的客户需求和零部件收集的基本信息 。第 2 课进一步强化您对其它影响因素的理解 。您将了解到座椅设计工程师的重要作用 ，以及项目小组如何平衡整椅零部件成本和客户的期望之间的矛盾 。 目标目标目标目标 ： ： 完成第 2课的学习后 ，您将能够 ： 解释大批量生产的制造过程及产品设计中的及时供货 描述在座椅设计过程中必须注意的制造问题 解释在产品开发过程中与及时供货工厂协调的重要性 识别与安全特性相关 ，并且影响制造 、装配和座椅系统安装的设计过程 解释与安全特性相关的问题在设计中可能对安全问题产生的影响
24、在座椅设计中识别噪音源 解释在设计中消除或减小噪音的方法 解释座椅系统工程师的职责和重要性 座椅系统哲理座椅系统哲理座椅系统哲理座椅系统哲理 座椅系统工程师和同步开发小组成员必须牢记以下两点 ： 我们所有的座椅设计都是为大批量生产作准备的 ，这是一个真理 ，并且可以预见的 ，很少有例外 。这种设计理念与其它一些非座椅产品 的设计完全不同 。每年 1到 100产量与 1万产量的设计理念有相当大的差异 ，与更高 10 万产量的设计理念更加不同 。江森自控一套座椅的设计年产量最小 6万辆 ，而年产量 60万辆也采用同样的设计 。 江森自控采用极具挑战性的及时生产理念 。所有的总装工厂 （可能有一两个
25、例外 ）在及时供货的基础上时间生产 。及时生产通过以下方式影响产品设计 ： 在及时生产工厂没有进货检验 ，所以很难鉴别产品是否符合要求 。供应商负责检验 。 装配必须设计夹具 ，避免不合格零件被安装 。 设计 必须能够防错 ，最大限度地避免错装零件 。 工厂的进货存贮不超过 4个小时 。 产品装配工序应该被设计成每 15至 30秒一步 。 所有的操作应该设计在同一方向实现 ，避免旋转 、颠倒或者手工搬动 。这在产品设计之初就应该考虑到 。 所有操作规范 （比如扭矩范围 、线束走向等 ）应该具比较容易操作和保证质量 。 所有的零件必须在较底的成本下比较容易制造 ，新零件或重新设计的零件也应该能够
26、大批量生产 ，并应考虑成本要求 。 以上大部分内容 在及时生产工厂车间的 “装配设计 ”中都有 ，所有项目在 PLUS 第 2阶段中都需要使用这个车间 。 及时生产过程及时生产过程及时生产过程及时生产过程 11 本课中 “装配过程 ”将被多次提及 。本段讲述座椅如何在总装厂装配的 ，以及子零件如何在供应商的工厂装配的 。在设计过程中对装配顺序和夹具的要求是相当严格的 。这些内容在设计的初始阶段就已经详细考虑了 。一个好的设计不仅仅考虑性能的要求 ，而且要综合平衡装配过程 、制造可行性 、成本 、重量 、质量和其它的一些问题 。 装配问题装配问题装配问题装配问题 设计工程师必须和制造工程师一起确
27、定装配过程 、开发作业指导书 、定义零件装配级别 ，这样 ，设计思路才能全面地反映在装配上 。 座椅设计中工艺文件在确定装配过程时编写 。工艺文件可以用爆炸视图来描述装配过程。典型的工艺文件图纸包括靠背骨架 、坐垫骨架 、靠背发泡 、坐垫发泡 、头枕 、调角器 、调节器 、锁扣和其它的装配 。 一套座椅的每个座椅系统都应有这些文件 ，发泡装配工艺文件一般包括一系列截面来表示发泡不同位置的截面形状 。 建立落脚点建立落脚点建立落脚点建立落脚点 四个落脚点通常在地板图纸或者在环境图纸中给出 。图纸中要表示出每个落脚点之间的距离以及公差 （一般为 +/-2.0毫米 ）。 座椅设计工程师会发现 ，客户
28、几乎 不可能保证这些公差 ，这对江森自控来说就是一个相当严重的问题 ，需要尽可能早地解决 。 螺钉的安装顺序螺钉的安装顺序螺钉的安装顺序螺钉的安装顺序 除了落脚点的公差问题 ，座椅安装到汽车上时螺钉的安装顺序也非常重要 ，也要尽早确定。座椅的性能和机械机构都靠螺钉按顺序拧紧以后才能实现 。 座椅的安装座椅的安装座椅的安装座椅的安装 以往 ，座椅靠手工安装到汽车上 。在汽车装配过程中 ，在座椅装配位置上 ，一个操作工抬起座椅将它放在安装位置上 ，所有的线束和电源都插接好 。 座椅必须被设计的能手工安装 ，特别是当座椅没有被正确的放落或搬运时 ，也应该能够顺利安装 。工程师不仅要确定座椅如何在 装
29、配线上安装 ，还必须要考虑一些意想不到的情况 。 在客货两用车和运动型轿车上座椅可能会被移除 ，这种手工安装的情况肯定要考虑 。最近 ，装配线已经能够使用机器人来安装座椅了 ，这就要求工程师解决另外一系列问题 。 座椅的搬运座椅的搬运座椅的搬运座椅的搬运 座椅系统工程师需要知道座椅在安装时是如何搬运到安装位置上的 ，这样可以处理一些异常情况 。下面是一些需要考虑的关键问题 ： 座椅在安装时是人工搬运还是机器人搬运 ？ 工人或机器人抓在座椅的什么地方 ？这个问题需要由座椅工程师来确定 。 机器人 是否使用了可能弄坏座椅特殊工具搬运座椅 ？ 座椅设计是否考虑到工人没有将座椅搬到安装位置上 ？如果座
30、椅没有被正确搬运将会出现什么情况 ？ 线束什么时候连接 ？ 接插器是否能够合理设计以避免用户的不当操作使其松脱 ？ 螺钉的安装顺序是怎样的 ？ 安装顺序是否被明确记录并通过正确渠道传达给装配负责人 ？ 12 如果装配顺序有误 ，对座椅的性能是否有短期或者长期的影响 ？ 我们是否想客户阐明了如果地 板没有满足图纸要求的公差 （通常 +/-0.2 毫米 ）对座椅有什么影响 ？ 如果出现上述问题 ，座椅被装错位置 、机器人的搬运将面套弄破或某个看不见的地方断裂，一般情况下对座椅的性能会产生影响 。 安全的重要性安全的重要性安全的重要性安全的重要性 我们回想以下 ，座椅的四大功能之一是保护乘客 。乘客
31、安全的设计以及座椅搬运和零件装配就非常重要了 。如果设计中没有注意安全问题 ，必然会花费大量的时间和资金去补救产品装配过程中出现的问题 。同样 ，我们每个人都必须清楚 ，座椅设计和开发过程中所有的相关文件都是法律程序中的证据文件 。 对待安全特性是一种态 度，它应该通过各种方式体现在设计中 。在初始概念的选择 、零部件的选择 、装配和搬运的过程中都必须考虑安全性 。安全特性无处不在 ，就连非常简单的设计 ，如金属倒圆角或者极限公差和检查程序 ，也不例外 。 安全性没有孤立的试验 ，而只有安全性问题被发现和测试 。 有一个试验来检测装配工人的肌肉反映 ，这种测试结果有助于降低装配工人重复性动作中
32、的受伤问题 。江森自控的产品评价部能够进行这种试验 。 设计工程师需要注意的问题设计工程师需要注意的问题设计工程师需要注意的问题设计工程师需要注意的问题 一个设计和开发过程可以通过多种方法来建立安全向导 。座椅系统设计工程师必须能够描述以下设计和开发过程 中需要考虑的问题 。 对于工程师来说 ，安全性在设计和开发过程中需要考虑以下方面 ： 产品设计方面产品设计方面产品设计方面产品设计方面 FEA或者其它力学计算 使用设计失效模式及后果分析 （ DFMEA）， 关注风险系数小于 100（特别是 50左右 ）问题和可能改变设计的条目 。出现在 DFMEA中的问题尽可能在设计过程中就解决 ，或者在过
33、程失效模式及后果分析 （ PFMEA）中解决 。 PFMEA在设计之初就应该关注 。 设计验证计划 （ DVP）试验结果的静态数据分布 DVP试验 与 FEA模拟得出一致结果的问题 在生产过程中和现场内搬运时不要设计锐边 样件试制发放前所有工程师已关闭的问题清单 线束 、零件的可靠性以及盲操作和盲测的安全性要求 进出汽车及类似问题 JIT比较简单的工序 用户能够明确理解和使用座椅的功能和零件 产品制造方面产品制造方面产品制造方面产品制造方面 安全问题影响座椅的制造 。为了避免这些问题 ，设计时请考虑以下问题 ： 错误的装配校验 装配的可靠性 扭矩 、力、工装夹具 搬运时无锐边 现场使用情况现场
34、使用情况现场使用情况现场使用情况 座椅在使用 、搬运或误操作时可能发生一些特殊情况 ，需要考虑以下方面 ： 13 任何情况下避免割断发泡 、面套或安全带 避免用户受伤 尽量体现出牢靠 、安全的感觉 避免零件松动 避免噪音 避免进出汽车 、人体工程学 、衣物阻碍等方面的问题 以上内容并不全面 ，但有很多 值得借鉴的地方 ，每个项目可能都有一些特殊的问题 。最重要的是 ，每个工程师都必须充分认识到安全性的重要意义 ，安全性从座椅设计的初始阶段就开始了 ，而不是在座椅的制造过程中添加上去的 。 安全性设计安全性设计安全性设计安全性设计 以下方法可以从设计上减小安全性问题的危害 ： 保持布局图纸的持续
35、更新 。哪个地方零件移动了 ，应该增加一个截面视图 。与假人有关的地方也应该增加截面视图 利用 DFMEA 或类似工具 ，在设计中避免类似的问题发生 使用专用设计零件 借用 DVP试验 的可靠性资料 ，如果试验结果和 FEA测算结果接近 ，就应该引起重视 使用公差累积的办法预测最坏的情况 检查图纸和样件中的安全性问题 ，特别是锐边 检查目前设计的正确的和有问题的项目 检查现用件和借用件的性能状态 查找设计失效的根本原因 保持与经理 、质量或其代表 ，以及安全顾问的沟通 再次说明 ，以上内容并不全面 ，座椅系统工程师必须制定项目问题清单并解决它 。 嗡嗡声嗡嗡声嗡嗡声嗡嗡声 、 、吱吱声 吱吱声
36、吱吱声吱吱声 、 、咔咔声 咔咔声咔咔声咔咔声 （ （ BSR） ） 空座椅的自然频率应该有一个特定的范围 ，尽量避免座椅和座椅零件与汽车的能量或震动发生共振 ，这是引起噪音的原因之一 。这种情况在空座椅和有乘客的座椅上都会发生 ，虽然它们的自然频率不同 ，但产生原因和处理方法是一样的 。在第 4课中将讨论该问题 ，在座椅设计第二册中有更详尽的论述 。 一般噪音在两个紧密装配的零件发生相对移动时产生 ，这两个零件可能是两个座椅零件，或者是一个座椅零件 ，一个车身零件 。 解决噪音问题解决噪音问题解决噪音问题解决噪音问题 噪音问题可以在设计阶段通过以下办法解决 ： 1. 通过关注零件的自然频率和
37、协波 使其远离实用频率 。 2. 通过控制连接件 ，如铰链 、锁扣 、调节器等 ，各零件之间的公差来改善装配条件。 3. 关注接触零件之间是否紧密牢固 4. 有相对滑动的零件之间的公差一定要进行分析计算 。虽然工程师的设计能力常常受到制造能力和成本的限制 ，但这不能阻碍工程师分析问题 ，重新设计 ，最终解决问题或减小影响 。 5. 分析每个连接点的原因是能量都在这一点上传递 ，松散的连接可能产生震动 。14 即便如此 ，在现有的 CAD和 FEA系统中也无法模拟这些连接 。 典型 的噪音源有 ： 金属之间的摩擦 虚焊 、锁扣 、支点 、弹簧钩等 发泡与金属摩擦 调角器 、调节器 、锁扣等松散或
38、太紧 面套之间的摩擦 头枕锁套松动 塑料件与面套或金属之间的摩擦 螺栓松动 零件之间干涉 杯托 扶手在上 /下位置 悬置装置按腰托 电动滑道的马达 电动机械噪音 机械零件运动和锁死时的噪音 寻找噪音源寻找噪音源寻找噪音源寻找噪音源 寻找噪音源只有两种方法 ： 1. 早期预见和评估是一种低成本的设计和选择 。 有许多很好的设计实例 ，但是在早期发现噪音源是比较困难的 ，对其进行评估更困难 。 2. 使用隔离法将噪音源分开 。 将金属与金属或发泡与金属隔离是最常见的分析方法 。 金属与金属接触包括焊接件 、螺栓联结 、弹簧挂钩 、弹簧 、调角器和调节器的转动支点 。考虑焊接时必须检查焊接过程中容易
39、出错或失控的地 方。在许多情况下焊接件之间的松动都是因为需焊或其它焊接原因造成的 ，这种问题在点焊零件上很容易发生 ，而弧焊会产生其它问题 。 螺栓联结噪音通常是因为使用的螺栓规格不合适或拧紧扭矩不够 ，这是螺栓规格 /公差问题或制造扭矩控制问题 。但要记住 ，几乎在所有情况下 ，扭矩大一点比扭矩不足更安全 。 其它金属与金属之间的吱吱声可以通过隔离它们之间的接触来解决 。坐垫或靠背悬置网上用到的弹簧钩就是一个很好的例子 ，这些钩子直接挂在坐垫或靠背的两边 ，使用过程中会有微小的移动 。隔离方法有许多 ，例如 ： 用一个塑料帽子隔离 使用布料或发泡隔离 零件喷漆 使用润滑剂 塑料涂层 电镀 、
40、磷化处理 重新设计零件 ，扩大接触面 取消零件 上述方法已经在多个地方成功应用 ，但也不一定都对 。使用塑料帽子是最常用也是最有效的去除噪音的方法 。 15 另一种比较常见的是发泡和金属之间的噪音 。噪音的基本原理还没有研究清楚 ，但有一点很清楚 ，发泡中的某些成分发生了化学变化引起了噪音 。其它的原 因包括模具制造 、潮湿 、化学品的使用等 。 可能的处理方法有 ： 将金属嵌在发泡中 ，减小金属与发泡的相对移动 ，从而消除噪音 取消金属零件上的油脂或其它化学物质 使用其它材料将发泡与金属分隔开 ，阻止它们之间的摩擦 分隔发泡和金属是最常用的方法 ，特别是进入正常生产过程后不得不使用这种方法
41、。 座椅系统工程师的职责座椅系统工程师的职责座椅系统工程师的职责座椅系统工程师的职责 当您加入一个整椅设计项目 ，无论在哪个小组 ，座椅设计工程师都负有特殊的职 责，发放产品技术规范 、开发计划 、项目开始阶段与顾客的技术协议 ，协议内容包括截面线和轮廓 、骨架和机械机构的性能 、受力情况等 。 顾客需要在项目开始时就确定价格和时间目标 ，因此座椅系统工程师必须与顾客面对面地讨论质量和可靠性目标 ，有助于相互理解 。 即使在项目开始时没有讨论过质量和可靠性标准 ，顾客也已经有了一定的目标 ，我们要对这些标准进行消化吸收 ，这些都是经验和知识 。座椅系统工程师必须快速地将不同的零件和要求组合到整
42、椅中去 。没有其他的哪个小组成员能够比座椅系统工程师更加了解所设计出16 座椅系统设计的十点建议座椅系统设计的十点建议座椅系统设计的十点建议座椅系统设计的十点建议 1. 如果首次进行座椅系统设计 ，时刻保持布局图的最新状态 ，所有的设计决策都表示在布局图上 ，由布局图创建详细的设计图纸 。 2. 座椅系统设计面临 许多矛盾的问题 ，不得不作出一些取舍 ，参考布局图来解决这些问题 。 3. 细节决定成败 ，仔细检查设计图纸 。 4. 图纸发放前一定要评估制造和装配的可行性 ，特别是在手工样件前。 5. 手工样件的制造和测试是为了验证设计的意图 。 6. 你是座椅系统专家 ，要以身作则 。 7.
43、所有的事情都以你为中心展开 ，其他零部件专家都为你服务 。 8. 管理客户 。 9. 管理供应商 。 10. 座椅出现问题你是唯一的责任人 。 来的座椅 。能够顺利 量产是他或她的最终职责 ，每个部件小组都有自己的职责和专长 ，与整椅工程师相比可能有着不同的方向 。 由于座椅系统工程师的职责 ，他或她必须经常在各种零部件的性能和要求中做取舍 ，以最终满足客户的期望 。很少有项目能够在使用不同的零部件时不做取舍而完成良好的座椅系统的 。座椅系统工程师面临的最大的挑战是分析出现的冲突和解决它 。一个好的布局图是座椅系统工程师最重要的工具 。下一课您将学习更多有关布局图的知识 。 座椅系统工程师也必
44、须认识到 ，及时生产工厂的问题 、客户提出的问题以及 H 点和舒适性等问题最终都是自己的责 任。他或她必须确信能够控制系统的设计并合理地指导零部件。 图 2-2 座椅系统设计的十点建议 小节小节小节小节 在本课中您学习了及时生产工厂的制造理念和座椅系统设计大批量的概念 ，您也了解到安全性和噪音是如何影响设计的 ，我们还讨论了座椅系统工程师的职责 ，您也知道了座椅系统工程师的重要性 ，以及项目组如何平衡零部件之间的冲突来保证满足客户要求的 。 第 3课开始讨论设计过程的初始阶段 。您将会了解到影响座椅系统设计的因 素和相关问题。设计过程受市场 、产品成本等因素的影响非常大 ，它们都限制了您的选择
45、 ，但您的创造力和能力将推动项目顺利稳定的进行 。 17 第第第 第 3 课课课 课： ： ：开始座椅设计过程 开始座椅设计过程开始座椅设计过程开始座椅设计过程 介绍介绍介绍介绍 ： ： 在第 3课我们复习一下第 1课和第 2课有关世界市场 、制造和及时供货要求对座椅设计过程的影响 。逐步引述围绕客户的由市场影响 、制造能力和库存要求出发建立座椅系统的基本模型 。 第 3课着重讲述零件开始阶段必须完成的设计工作和任务 。本课将使您了解世界市场要求 、成本 、产品要求如何转化到整椅系统设计中去的 。此外 ，您将明白整椅系统设计如何影响零部件的选择以及这种选择所代表的意义 。 目标目标目标目标 完
46、成第 3课的学习以后 ，您将能够 ： 说明作为座椅设计过程的一本分必须完成的主要任务 描述作为座椅设计过程的一本分必须做出的主要决定 解释这些决定对座椅设计工程的影响 与客户的产品开发过程相适应与客户的产品开发过程相适应与客户的产品开发过程相适应与客户的产品开发过程相适应 客户的时间进度要求决定了座椅系统设计的过程 。客户的产品开发过程有很多种 。它们有一个共同的原则 ：从概念提出到产品实现的整个时间流程必须尽可能地快 ，以保持产品的新颖性 。这种时间要求意味着客户可能无 法提供你所需要的足够的信息 ，处理事情需要深思熟虑 ，多留一些余地 。 江森自控的产品开发过程江森自控的产品开发过程江森自
47、控的产品开发过程江森自控的产品开发过程 江森自控已经把产品开发过程转化成产品运行体系 （ PLUS）， 这个过程包容了客户整车开发的时间进度要求 。 PLUS把产品开发过程划分为六个阶段 ， PLUS是以产品质量先期策划 （ APQP）为基础的。每个阶段的工作都要以上一阶段工作的成功完成为基础 ，各个阶段项目组的成员都有电子版的相关文件 。 一般过程一般过程一般过程一般过程 江森自控强调提前分析问题 ，而避免做了以后再发现问题 。在分析时 ，要求收集早期的信息来决定座椅的功能和用途 。 PLUS第 1阶段的工作是收集客户的需求 ，这些信息被转化成产品定义 ，然后传阅同步开发小组 。在第 1阶段
48、建立了同步开发小组和时间进度计划 。 有了第 1阶段的信息 ，座椅系统工程师就能够决定座椅系统的规范和要求 ，以满足系统的功能和用途 。包括决定使用单侧还是双侧调角器 ，电动还是手动调节器 ，头枕锁紧方式和其它类似问题 。这些决定基本上已经定义了零件的类型 、座椅的复杂程度 ，以及需要考虑的其它特性 。许多情况下 ，客户或者营销部在项目到达工程设计前就已经定义好了这些内容 。 考虑了各种复杂的问题以后 ，就可以根 据客户提供的边界条件将各个零件使用计算机造型拼装在一起了 。在根据零件更详细的信息 ，进行计算分析 ，更改金属和发泡的设计以满足制造和及时生产的要求 。 这时候 ，就可以和客户协商可能对型面线 、性能或价格等做一些调整 。一旦方案被确定下来 ，设计工作就要偏重于 H 点和舒适性的控制 、制造可行性和装配可行性 。设计被批准18 以后 ，就可以发放图纸 ，开始原型的开发 。图 3-1
