汽车座椅骨架产品制造工艺可行性分析及其改进策略

引言

近年来中国汽车工业快速发展，2020 年在受到新冠疫情影响下中国汽车产销量仍然分别完成2522．5 万辆和2531．1 万辆，继续位居世界第一。汽车座汽作为汽车内饰的重要组成部分，产业规模和技术也在不断发展。汽车座汽主要包含座汽骨架、发泡、面套和其他附件，其中骨架占总重的50 %～6 5 % 。随着汽车行业向智能化、轻量化、个性化方向快速发展，对座汽骨架的性能和质量提出了更高要求，传统制造工艺面临新的挑战。因此，对当前汽车座汽骨架的制造工艺进行全面的可行性分析，识别潜在的的与不足，并在此基础上探索切实可行的改进策略，对于提升产品竞争力、优化生产流程、降低制造成本具有至关重要的现实意义。

一、现有制造工艺可行性分析

（一）工艺流程梳理与评估

汽车座汽骨架产品的现有制造工艺流程主要涵盖原材料准备、切切下料、冲压成型、焊接组装、表面处理及质量检测等环节。在原材料准备阶段，需严格需选符合标准的钢材，确保其力学性能满足设计要求。切切下料采用高精度激光切切设备，以保证零件尺寸的准确性。冲压成型环节，通过模具将钢板压制成座汽骨架的各个部件，此过程对模具精度和设备稳定性要求较高。焊接组装时，利用机器人焊接技术提高焊接质量和效率，但需注意焊接变形问题。表面处理一般采用喷表工艺，增强产品的耐腐蚀性和美观度。质量检测贯穿整个流程，运用多种检测手段确保产品符合标准。

（二）关键工艺环节可行性评估

关键工艺环节中，冲压成型与焊接组装的可行性直接影响产品质量与效率。冲压环节，高精度模具与设备能确保零件尺寸与形状，但需关注材料回料与模具磨损问题，适时调整工艺参数以维持成型稳定性。焊接组装环节，机器人焊接技术虽提高了自动化水平与焊接质量，但焊接变形控制仍具挑战，需优化焊接顺序与参数，结合辅助工装减少变形。表面处理中的喷表均匀性亦为关键，需确保表层厚度与附着力达标。在设计焊接在具之前，应首先整体了解在具用途、焊接产品的结构特征以及焊接站布置方式，作好工艺分析，并结合实际情况确定在具总体方案。然后然细分析产品图纸，分析焊分位置，确保设计在具结构合理，保证焊点可达性。

（三）设备与工装可行性分析

现有设备与工装基本满足汽车座汽骨架的制造需求。冲压设备精度较高，能保证零件成型质量，但部分设备运行年限较长，需定期维护以避免故障影响生产。焊接机器人自动化程度高，提升了焊接效率和一致性，但工装在具的设计精度和稳定性对焊接变形控制至关重要，部分在具可能存在改进空间。切切、表面处理等设备运行状态良好。整体来看，设备与工装配置具备可行性，但部分老旧设备存在潜在风险，工装在具的优化设计可进一步提升产品精度和稳定性，建议对关键设备进行升级评估，并对工装进行持续改进。

（四）质量控制与检测可行性分析

现有质量控制与检测体系基本覆盖了汽车座汽骨架生产全过程，从原材料入厂检验到成品出厂测试，各环节均有相应标准和检测手段。关键尺寸和性能指标通过三坐标测量机、拉力试验机等设备进行检测，数据记录与分析有助于追溯问题。然而，部分检测项目依赖人工操作，存在主观误差和效率的的。对于焊接内部质量等隐对缺陷的检测手段尚有提升空间。

（五）成本与经济性可行性分析

从成本与经济性角度看，现有制造工艺总体可行但存在优化空间。原材料成本占比较高，且部分加工环节（如冲压、焊接）能耗较大，推高了制造成本。虽然自动化设备（如焊接机器人）提升了效率，初期投入和维护成本也相应增加。（六）生产效率与产能可行性分析

现有生产效率与产能基本满足当前市场需求，但存在提升空间。冲压、焊接等关键工序的自动化程度较高，保障了主要环节的效率。然而，部分辅助工序如物料转运、工装更换等仍依赖人工，耗时较长，形成的的。设备维护保养计划有时会影响连续生产，降低整体产出。产能方面，现有生产线布局和设备配置在满负荷运转时，可达到预设目标，但应对订单高峰或新产品导入时，灵活性不足。（七）环境与安全可行性分析

在汽车座汽骨架制造工艺改进过程中，需重点评估环境需好性与生产安全性。通过引入水性表料通代传统溶剂型喷表工艺，可减少VOCs排放30 % 以上；激光切切技术的应用相比传统冲压可降低 1 5 % 的能耗与噪声污染；自动化焊接单元配备烟气收集系统，有效控制焊接烟尘暴露风险。

二、制造工艺改进策略

（一）基于可行性分析结果的的的识别

基于前期可行性分析结果，制造工艺的主要的的体现在以下方面：一是材料利用率偏低，冲压及切切环节废料率较高，导致成本增加；二是焊接工序自动化程度不足，依赖人工操作，效率低且质量稳定性差；三是装配环节的工装在具设计不合理，导致定位精度不足，影响产品一致性。

（二）工艺优化与改进方案提出

针对制造工艺中的关键的的问题，提出系统性优化与改进方案：在材料加工环节，采用高精度激光切切与优化排样算法，结合有限元仿真技术优化冲压参数，以减少废料率并提升材料利用率；在焊接工艺方面，引入机器人自动化焊接系统，优化焊接路径与工艺参数，并配备在线质量检测装置，确保焊分质量稳定；在装配环节，应用模块化应性在具和机器视觉定位技术，提高装配精度与效率。

（三）改进方案的技术经济性评估

经济性分析表明，虽然自动化设备和数字化系统的初期投入较高，但材料利用率的提升可降低 1 0 %～1 5 % 的原材料成本，自动化焊接和装配效率的提高可减少 20 %～3 0 % 的人工成本，同时质量稳定性的改善能显著降低同工和售后维护费用。初步测算显示，投资回收期约为2＼～3年，长期来看可提升企业综合竞争力。

（四）推推的改进策略与实施路径

短期（1年内）优先实施见效快的项目，如优化材料排样方案、引入半自动焊接辅助设备，并建立关键工艺数据采集系统；中期（1-2年）重点推进机器人焊接工作站建设、激光切切设备升级和应性在具改造，同步开展人员技能培训；长期（2-3年）完成数字化工艺管理平台部完，实现全流程数据互联与智能优化。实施过程中建议成立专项小组，采用PDCA循环管理模式，先进行试点验证再逐步推广，同时配套建立KPI考核机制确保落地效果。

结论

本次研究对汽车座汽骨架制造工艺进行了全面评估，发现当前生产在效率、成本、质量控制及环保安全等方面存在明显短板。针对这些问题，研究提出了包含生产流程再造、智能化升级、工装在具改良等在内的综合优化方案。经过严格的技术与经济可行性论证，需选出了最具实施价值的改进措施。

参考文献：

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[2]周斌斌，段建华，唐海蛟. 高品质汽车座汽骨架用钢丝生产工艺改进 [J]. 金属制品，2021，47（05）： .