座椅设计-心得

培训心得总结

这个流程属于APQP 流程的一个阶段。该设计流程分为﹕（1）设计前检讨。（2）图面设计。（3）设计验证。（4）设计评审。学习内容如下﹕

一﹑设计前检讨。

1﹑目的。

它的目的是﹐对产品功能及质量性作出检讨并确定设计总体方案，且列出质量与工法问题﹐阐明设计方向。

2﹑内容及作用。

◆ 分析的客户信息﹐包括图纸﹑技朮规范要求等。

◆ 对以往问题点和上阶段所作的可行性评估进行讨论。

◆ 为了确保新产品的开发质量﹐降低不良成本﹐还要对质量规划。 ◆ 质量规划系统包括五个方面﹕

a ﹑标准检查法的建立。为检测产品的质量提供依据。

b ﹑标准对策法的建立。产品制作中存在误差和臆意不到的因素﹐设计者预定处理对策。

c ﹑检查规格的制作。以判定产品的质量﹐作成一标准。

d ﹑QC 工程表的制作。规定零件制作过程中的工艺﹑工序﹐及需要注意的地方。

e ﹑产品履历表。把发生的问题点记下﹐参考CPPR ﹐寻找解决方案。 3﹑检讨后的输出。

（1）设计构想

◆ 设计构想﹐是我们接到一个项目时﹐对其产品构思﹐思考要用什么方

法去设计﹐构想有多种方案﹐我们选认为是最佳的。

◆ 其内容一般包括﹕

a ﹑客户要求。

b ﹑客户提供的数据。

c ﹑现有零件作比较﹐考虑现有件。

d ﹑列出模﹑量﹑冶具的需求及完成时间。

对上述作小结。

（2）设计LAYOUT

◆ 设计LAYOUT ﹐是对设计的布局规划﹐则重于图面尺寸。

◆ 先应该明确了解新产品的实际装车情况﹐以及与之有装配关系的其它

零件的情况。

◆ LAYOUT 图的设计原则是在满足客户的前提下﹐要求装车性能好﹐操

作简单方便。

（3）设计仕样书

设计仕样书﹐是对一个产品的设计重点﹑质量重点﹑工艺要求等﹐

比较详细的阐述。

（4）DFMEA

DFMEA 意为﹕设计潜在失效模式及后果分析。有以下特点﹕

◆ DFMEA 的目的﹕明确了新产品设计时﹐为避免潜在的不良抱怨，及预

测故障发生之方式，给予事前之对策。

◆ DFMEA 是根据CPPR （以往类似产品的问题点）作成的。 ◆ 在DFMEA 表中﹐列出失效模式﹐分析失效后果及其严重性等级﹑起

因﹐要采用何种预防和探测的制程管制﹐还记下车型﹑日期﹑编号﹐以方便查找。

◆ 失效模式的描述要符合机械﹑技朮及可以测量﹐失效的后果以其对零

件﹑总成﹑系统﹑整体﹑客户要求﹑政府规定的影响加以说明。其严重度﹑频度﹑探测度的级数可查厂内体系标准。

◆ 现行管制的采用在尽可能的情况下﹐是以预防为主的。

◆ 当严重度×频度×探测度>100或严重度>6且探测度及频度>3时﹐需采

取措施。

◆ DFMEA 是一份动态文件﹐当设变或获得信息增加时﹐要及时﹑不断

地修改﹐体现最新的设计版本﹐还体现最新的有关纠正措施﹐包括开始量产后发生的事件。它在体现设计意图时﹐应保证制造﹑装配也能够实现设计意图。

◆ 在设计时﹐我们不应该把克服潜在设计缺陷的方法﹐寄托于过程控制

中﹐相反﹐应该充分考虑设计自身的缺陷和制造过程本身的限制因素。

二﹑图面设计。

图面设计有以下几个特点及要求﹕

◆ 确认LAYOUT 图﹐并在此基础上﹐展开细部设计。

◆ 根据产品的特点及机构特性﹐确定所采用的机构﹐再进行下一步的零

件设计。

◆ 在设计零件时﹐要参考类似产品的设计基准﹐了解图面规范要求﹐ ◆ 查看以前曾发生过哪些问题点﹐及现行的对策﹐以提高设计的准确

性。

◆ 设计从考虑成本出发﹐首先考虑共享件。

◆ 设计要满足装车条件及顾客要求。

◆ 当设计完成后﹐要对图面进行三级审核。

三﹑设计验证。

◆ 设计验证的目的是﹐为避免故障的发生，减少设计失误，满足客户需

求。

◆ 设计验证﹐是对产品设计有严密性﹑计划性的验证。

◆ 设计验证﹐包括对产品结构的验证各产品工艺性的验证。

◆ 在验证的过程中﹐要明确和围绕以下三个方面﹕

（1）产品功能。

（2）产品的可靠性。

（3）设计目标。

◆ 查找设计中存在的不良点﹐记录发生日期及车型﹐采取对策﹐并确认

该对策的有效度。

◆ 通过对不良现象的控制或消除﹐使设计达到要求﹐满足客户。 四﹑设计评审。

◆ 设计评审的目的是﹐确保图面设计数据的正确性及图面的品质性, 以

作为厂内各新产品及单件图面绘制及管理的依据标准。

◆ 设计人员需准备以下资料提供审查人员：

◆ 总图﹑三次元量测资料﹑线割比对样板﹑目录﹑对手件或图面﹑CAD

模拟图﹑KD 件 ﹑图面审查点检表。

◆ CFT 人员选定C.F.T 图面重点﹐送至品保部作G .Q.E 选定。 ◆ 图面的管理﹕

（1）给图面编号。（也有中心厂提供）

（2）图面归档方面。（3）借阅方面。

（4）设变方面。（5）开发方面。（6）废图方面。

座椅学习

主要学﹕基本概念﹑仰卧器设计﹑滑槽设计等。学习图面尺寸﹑公差的标注与规范﹐和重要构件的设计重点﹑难点。

一﹑座椅设计基础知识。

汽车座椅是由﹕枕头﹑背骨架﹑泡棉﹑仰卧器﹑升降机构﹑滑槽﹑皮套构成的。

（一）﹑人机工程学简介。

1﹑对人体的考虑。

由于人的体形不同﹐设计不可能适合所有使用者﹐一般设计中会照顾到百分之九十的使用者。百分之九十的使用者是依据成年人的人体尺寸和统计数据得出的。在考虑人体时﹐着重于其形态﹑功能﹑生理﹑心理方面。

2﹑对车体的要求。

人机工程学对汽车座椅的结构合理性﹑乘坐舒适性﹑耐久性﹑使用性等性能﹐科学地解析。要求座椅设计有下特点﹕

◆ 椅背应为90˚~~120˚范围内﹐倾斜度超过115度时﹐头部要有东西支撑。

◆ 座椅前端的高度不应高于地板至大腿的高度。

◆ 坐下后脚跟应该着地﹐大腿后面不受压力﹐足部可任意方向移动。 ◆ 座深不能超出一般平均的大腿长度，以能容纳大腿长度之80%至全部

为宜。

◆ 个人座椅的宽度需要410mm~440mm﹐整排座椅宽度必须考虑相临两人肘部的碰触。

◆ 座面前端宽度要比后面大。

◆ 扶手离座面距离在24公分为宜。

◆ 人机工程学把人体按自然状态坐

适时髋关节位置﹐称为HP 点。

◆ 一般要求HP 点至座底板的高度在150mm 以上，两侧距座底板凸缘垂直距离在30mm 以上，决对距离40mm 以上，中央泡棉厚度100mm 以上。 3﹑对关HP 点。

按HP 点设计的座椅﹐被认为坐感最为舒适。试验认为﹐把人体模拟放置于座椅上﹐其头顶至车顶有一拳头之距时﹐人体的转动点就是HP 点。一般在设计时﹐中心厂提供HP 点。

◆ HP 点的测定状态：

（1）滑槽处于最后段。

（2）仰卧器处于设计状态。

（3）前后升降机构处于最下点。

◆ 影响HP 点的因素有﹕

（1

）有关滑槽方面。在最后段的错误﹑装配孔位的错误﹑前后脚架高度于座椅上最舒

的错误。

（2）有关椅背方面。垫部开形状错误﹑背泡棉软硬度不良﹑背部S 弹簧弹力特性不良。

（3）有关座垫方面。静桡度特性不良。

（4）有关表皮方面。材质的延伸特性不良。

（5）有关仰卧器方面。角度设计不良。

（6）旋转中心位置错误。

HP 点确定了﹐座椅高低位置也即确定了。这样可以根据其高度

设计﹕

（1）设计滑槽的脚支架。

（2）坐板支架高度。

（3）泡棉的厚度。

以上三点的设计要符合强度要求﹐也要考虑其工艺性。

（二）﹑设计理论。

1﹑关于设计坐标。

座椅设计﹐常以车的两前轮中心联机中心

为坐标原点建立坐标。如下图所示﹕

（1）OY 平面为汽中央纵平面(左右两轮之中央)

（2）OX 平面与OY 平面垂直(

约通过前轮中心联

机)

（3）OZ 平面与OX 、OY 平面垂直(约通过前轮中心联机)

（4）对于不同的汽车厂有不同的基准坐标系统，一般在设计初期阶段由汽车厂给定。

常用的坐标系有﹕YL 坐标系﹑国际坐标系﹑FORD 坐标系等。 2﹑展开设计。

A ﹑座椅总体设计的一般步骤为﹕

（1）依据前后装车点的距离确定滑槽距。

（2）确定滑槽的倾斜角度。

（3）确定乘座的位置。

（4）确定背的位置。

（5）确定仰卧器的位置。

B ﹑部件设计的一般要求﹕

（1）理解设计重点。

（2）符合技朮规范。

（3）符合工艺要求。

（4）检测尺寸合格。

（5）符合试验规范。

C ﹑XMF 设计主要构件的要求﹕

（1）滑槽距。共享件一般有两选择﹐420mm 或440mm 。

（2）滑槽的倾斜角。一般有3˚~~8˚。常用4˚左右。

（3）人体杆线与基准面与25˚角左右。

（4）前背的位置影响后座空间，在允许的情况下，尽可能的使背靠前。

（5）前座不能与车门板干涉，内侧不能与CONSOL 干涉。

（6）马达机构不能与底盘干涉。

（7）后座的背泡棉要确保与车身相配。

（8）枕头导杆拉至最高时，剩余导杆长度必须超出塑料导杆30mm 以上。

（9）枕头之边缘半径必须大于5mm 。

各部件设计的尺寸要求﹐有一定的国标或行业标准可依。

3﹑设计的考虑。

（1）乘坐性。有静态和动态之分。

（2）操作性。使用了各种调整机构以改善可操作性。

（3）安全﹑耐久性。材料要满足座椅的强度和耐久。

（4）美观性。要求表皮的触感、色调、层次及造型上有独具匠心的个性化设计。

（5）经济性。努力向标准化、共享化、自动化方向发展，以降低成本。

（6）轻量化。主要是以高强度的树脂材料代替高张力钢板。

4﹑设计的趋势。

（1）座椅厂都正致力于共享化设计的研究，以求降低开发成本。

（2）在设计中，会先考虑共享现有机构，而后考虑新设部分零件。

（3）要明确设计的种车型主要是针对哪一个地区生产的。

5﹑设计的理念。

在座椅设计时﹐注意三点﹕

（1）最终使用者﹔我们设计的目的是让使用者满意﹔同时﹐我们的设计要符合以下的要求﹕

A ﹑外观优美。

泡棉的造型大方美观。

表皮/布的色调适合潮流。

车缝裱装精致。

B ﹑乘坐舒适。

✧ 皮/布﹑合贴泡棉﹑泡棉三者配合要合理。

✧ 泡棉的厚度﹑密度﹑反弹性要符合要求。

✧ 皮/布的厚度﹑延伸率﹑比纵/横向抗拉刚性要符合要求。 ✧ 乘坐者臀部之宽度与外型设计对乘坐者而言不能太小。

✧ 车缝裱装之型式也会影响舒适性。

C ﹑没有异音。

✧ 零件配合符合公差要求。

✧ 装车性能好。

✧ 选用材质合理。

D ﹑操作性好。

✧ 操作无干涉现象。

✧ 作动力符合要求范围。

E ﹑成本低。

✧ 包括损坏成本和产品成本。

（2）中心厂。

A ﹑装车性要良好。

B ﹑作动要顺畅。

C ﹑耐久与强度要符合规范。

（3）下一工程。主要从四个方面去考虑﹕

A ﹑制造方面。生产工艺﹑装配性﹑防措性的影响。

B ﹑零件特性。有冲压件﹑锻造件﹑铸造件﹑粉未冶金﹑车加工等。

C ﹑品管方面。应有可检测法和防错性。

D ﹑数据方面。所涉及的材料﹐对其有何处理方法。

（三）座椅试验。

1﹑破坏试验。 料件﹑塑

2﹑强度试验。

（1）静态。通过座椅质心沿水平方向向前或向后加载﹐加载量为座椅总成重量的20倍时﹐座椅各机构不应破坏。

（2）动态。当座椅受到水平向前或向后的20g 的加速度时﹐座椅各机构不应破坏。

3﹑向靠背载入的座椅强度

当座椅总成承受一个相对于座椅”R”点为373N ․m 的力矩的载荷时﹐座椅各机构不应破坏。

4﹑向靠枕载入的座椅强度

当靠枕承受一个相对于座椅”R”点为373N ․m 的力矩的载荷时﹐头型移动量不超过102mm ﹐并且在逐渐载入到890N 以前﹐座椅骨架和靠枕不应损坏。

5﹑座椅限位器强度

动态时﹐当座椅总成受水平向后20g 的加速度时﹐限位器不应解脱或损坏。

静态时﹐当通过座椅折迭部分的质心﹐水平向前加载到折迭部分重量的20倍时﹐限位器不应解脱或损坏。

6﹑可载物的座椅强度。

7﹑座椅疲劳强度。

（1）坐垫疲劳强度

当坐垫总成受P0±P=471N±235N 的上下往复载荷﹐循环次数为10 次后﹐坐垫总成无损坏。

（2）靠背疲劳强度。

在座椅靠背顶部中心位置施加垂直靠背骨架的前后往复载荷﹐其相对于座椅”R”点的力矩为的M0±M=49Nm±147Nm ﹐循环次数为104 次后﹐座椅各机构不应破坏。

二﹑滑槽

1﹑滑槽的构成及分类。

滑槽主要由外槽组合﹑内槽组合

﹑罗拉﹑滚珠﹑铆钉﹑前后固定

后脚支架构成。滑槽按控制分类﹐﹑承板板﹑前有两种﹕手动式﹑电动式﹔按开启结构分类﹐有两种﹕前开式﹑单开式。 2﹑明芳滑槽特点及要求。

◆ 明芳公司主要生产JT ﹑HS 型滑槽。

◆ 外槽与内槽的间隙量要达要求。包括﹕前后方向﹑左右方向﹑上下方

向的。

◆ 在内槽的前﹑后方向滑动抵抗的最大值﹐要符合要求。

◆ 铆合强度及部件受力情况﹐经试验判定要符合要求。

◆ JT 型料厚t=2.0﹐HS 型料厚t=1.8。

◆ 连杆把手在操作力为3.0kgf.mm 以下操作顺畅无水干涉。

3﹑滑槽的设计要点。

◆ 在滑槽设计中﹐对构件的强度重点确保的有以下几个方面﹕

◆ 前后啮合强度﹑前后挡点强度﹑座椅安全带固定强度﹑后方力矩强度

﹑平行强度刚性﹑力矩耐久﹑作动耐久。

◆ 对环境性的要求有﹕耐热循环﹑耐热性﹑耐寒性﹑耐馈性。

◆ 滑槽间距﹐是依据装车点的距离来确定的﹐明芳常用的有两种可选﹐

420mm 或440mm 。

◆ 新计的滑槽间距﹐一般不小于410mm ﹐不大于460mm 为宜。

◆ 滑槽的前﹑后方向的行程﹐通常是由中心厂根据车形空间来定﹐明芳

常设计为240mm 。

◆ 滑槽的倾斜角度（与水平面的夹角）一般在3º~8º。

◆ 在设计中﹐为降低成本﹐考虑通用性和共享性。

三﹑仰卧器

1﹑仰卧器的简介及分类。

现在的仰卧器大多采用双式结构﹐以增强安全

器的样式多种﹐如行星式﹑外啮式﹑内啮式﹑

等。欧美地区的仰卧器多种采用行星式﹐而日本

性。仰卧啮条式的则多采

用外啮式。

2﹑仰卧器的主要结构及要求。

◆ 仰卧器的主要构件有﹕主板﹑主轴﹑主齿板﹑副齿板﹑主臂﹑凸轮﹑

调整杆等。

◆ 主板一般有三个基准孔﹐分别联接主齿板﹑副齿板﹑凸轮。

◆ 三个基准的直径公差范围为﹕0~~+0.05﹔孔间距及水平﹑左右方向的

公差范围为﹕±0.05。

◆ 主轴的强度要达到要求﹐不能用不宜烧焊的高碳钢。

◆ 主轴与主板之间的焊接﹐XMF 采用烧焊﹐日本的一般采用点焊。 ◆ 含碳量高的钢料﹐不适合烧焊﹐因而﹐主板的材料一般要达到

SAPH440。

◆ 主轴的直径的公差范围为﹕-0.2~~0﹔

◆ 计算主板的接触面到卡沟的距离时加0.5﹐卡沟上的E 型卡起坚固稳定

的作用。

3﹑仰卧器的设计要点。

仰卧器的作动是依靠主﹑副齿板的啮合的。主﹑副齿板的设计﹐对于整个仰卧而言﹐是极为重要的。

◆ 主﹑副齿板以齿类而言﹐属于直齿﹐有粗齿﹑细齿之分﹐一般来说﹐

粗齿为4度﹐细齿为2度（齿的两条边缘线的夹角）。齿的啮合间隙一

般为0.3。

◆ 在设计主﹑副齿板时﹐应满足以下两点要求﹕

（1）当主﹑副齿板即始接触时﹐副齿板最后一齿的右边缘在对应啮合的主齿板的齿的右侧。

（2）当副齿板的最后一齿与对应的主齿板的齿开始啮合接触时﹐该齿的中心线在对应的齿的中心线的右侧。

◆ 主﹑副齿轮的啮合的设计应注意以下三个因素﹕

（1）齿轮不能顶死。这是仰卧器作动最基本的保证。

（2）齿轮的圆弧大小﹑方向。

（3）不能出现干涉现象。比如跳齿﹑滑齿等现象不能出现﹐要确保正常的啮合。

◆ 主﹑副齿板的材料采用SCM415以上。测量齿轮硬度用HR15˚N以上

的钻头。

◆ 仰卧器一般都有一段作动的自由行程﹔自由行程的大小值﹐一般由客

户提供。

◆ 仰卧器是精密部件，成本较高，今后主要以共享化为设计方向。

软件的学习

一﹑SOLID 软件简介。

◆ 主要有四种模式﹕零件图﹑工程图﹑组立图﹑钣金图。我们学了前面

三种﹐零件图﹑工程图﹑组立图。

◆ 在绘图时﹐先要读懂图面﹐了解重要尺寸﹐对零件的形状作全面的分

析﹐选择绘图基准。

◆ 根据零件的形状﹐选用绘图指令﹐考虑其运用的先后次序﹐因为次序

不同﹐所绘出的形状可能会不一样﹐对修改也会造成影响。

◆ 它的不足之处﹐在于难绘制空间曲面及复杂的零件。

二﹑常用指令的介绍。

1﹑零件图。

（1）长出。可以在该指令环境里绘﹐也可选取现成的草图。

（2）除料。这是与长出相反的指令﹐操作相似。

（3）倒角。有圆角和斜角之分。

（4）草图。在二维环境中绘制﹐结合别的指令运用。

2﹑工程图。

（1）把三维零件投影在二维环境中。

（2）可任意调选视图角度。

（3）可拉出剖面图。

（4）线条可选择是否显示。

（5）可增加线条﹐但不能改变实体。

（6）有对线条修改的指令。

（7）可标注尺寸﹑公差﹑平面度﹑垂直度等。

（8）当三维图修改时﹐视图出现灰线圈﹐可用指令更新。

（9）当与三维图失去关联时﹐视图出现红色线圈﹔如可查找到﹐可用关联指令。

3﹑组立图。

在组立中﹐有六种关联﹕

贴合（Mate ）。可以确保在组合件里﹐一个零件的面贴合在要被贴合的零件上。

对齐（Align ）。确保一个零件的平面保持平行且同方向于另一零件的面。 插入（Insert ）。应用在两零件间贴合且对齐常用于两轴对称的零件。 连接（Connert ）。可让不能适当的使用贴合和对齐关联来安置的零件的指令。

定点化关联（Grund ）。可让一个零件保持固定在一个指定的位置。

角度（Angle ）。在两个零件的两个各自的表面或边线之间用角度把两者关联起来。

装配方式有两种﹕

（1）由上而下。零件调进组立里修改。

（2）由下而上。在组立里增绘新的零件。

三﹑SOLID 软件与UG 软件的转档。

1﹑转零件图文件。

（1）从UG 从SOLID 转档。可用两种格式﹕

Parasolid 格式（无逢集成）

IGES 格式（效果不太好）

（2）从SOLID 向UG 转档。也可用两种格式﹕

Parasolid 格式（无逢集成）

IGES 格式（效果不太好）

2﹑转工程图文件。

（1）从UG 从SOLID 转档。有两个步骤﹕

A ﹑EXPORT→CGM

B ﹑IMPORT→CGM→EXPORT→DWG

报告总结

1﹑所学其有﹕作业流程﹑产品特性及设计﹑软件。

2﹑作业流程包括﹕APQP 流程。

3﹑产品包括﹕座椅。

4﹑软件包括﹕SOLID ﹑PRO/E。（在工机学的CAD ﹐以前学过。）

5﹑作业流程基本上掌握﹐参加过一个固定片的开发工作﹐但实际经验尚不足﹐有待积累。

6﹑掌握座椅的基础知识﹑设计理论及方法﹑设计流程﹑图面规范。对部

件的细部设计﹐有待积累。

7﹑座椅零件工艺设计﹑试验规范方面﹐有待提高。