基于汽车装配工艺设计的汽车拆装实验教学研究

胡翼 王超 田哲文 谭罡风

摘要：汽车拆装实验是汽车专业的核心实践课程，基于汽车装配工艺设计为导向的汽车拆装实验教学体系建设与实践，通过分析汽车装配工艺与汽车拆装实验之间的内在关系，将现代汽车企业装配工艺设计单元中工程实践要素进行提炼并融入汽车拆装实验教学的全流程中，提出符合卓越工程师培养要求的汽车拆装实验教学体系，提升汽车专业类学生对工程应用的培养质量。

关键词：汽车装配工艺规划；汽车拆装实验；工程實践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）34-0196-03

一、引言

汽车拆装实验是在汽车构造和汽车理论课堂教学环节完成后的一个实践类实验教学环节。目前，传统的汽车拆装实验在内容上一般能够在培养学生的动手与团队协作能力的同时，完成对汽车的结构形式和组成关系的认知。但在基于工程实践能力培养的教学效果上存在不足，汽车拆装实验教学主线不够明晰且缺乏规范化和标准化的教学模块，这一方面涉及实验教师工程实践经验缺乏的问题，另一方面汽车拆装实验教学体系相对零散，缺乏汽车整车在企业模式下的装配流程的教学，基于汽车装配工艺设计的汽车拆装实践教学研究，将现代汽车装配工艺的模块融入教学过程并建立系统的汽车拆装实验教学模块，同时结合现有的发动机台架、变速器台架、虚拟装配等平台，促使学生在拆装实践过程中以实际工程为背景，以工程技术为主线进行自主学习，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。

二、汽车拆装实验在现阶段实践教学中的分析

汽车拆装实验是能源与动力、车辆工程、汽车服务工程的核心实践课程，汽车拆装实验课程在现阶段教学中，一般是教师将实验进行分步讲解，然后要求学生按照实验指导书完成实验，此种教学模式内容上注重对汽车结构本体和组成关系的认识和掌握，培养了学生的动手能力。其局限性也很明显，实践教学的主线不够明晰，教学过程缺乏对汽车整车设计及整车在汽车企业内部的装配流程的教学，实验内容与现代汽车企业的工程技术路线部分脱节，学生对于汽车产品开发、生产及应用、工艺设计及控制方面等工程实践认知不够深刻，制约了工程意识、工程素质和工程实践能力的培养。

三、汽车装配工艺设计的简介

汽车装配的主要内容就是将已经检验合格的零配件按照相应的要求和标准进行组合，包括发动机装配、变速器和底盘的装配以及车身等关键零部件的装配，装配工艺设计一般包括以下几点。

1.装配前处理。整理出有关产品总装工艺规范的设计经验、准则及装配条件，包含装配分析，要对装配零部件的装配工差分析和判断，保证零部件的装配能够严格按照相应标准和规范进行。

2.虚拟装配工艺。指借助计算机辅助技术来建立汽车零部件的主模型，依照模型的特点、精度和约束关系等要素，经过计算机模拟装配、干涉分析等流程，在达到预期的标准和要求后满足汽车装配工艺要求的方法。

3.装配工艺卡的设计。结合汽车实际生产模式的需求，设计装配工艺卡，保证装配作业得到有序进行，促使装配工艺满足相关质量要求。

4.装配资源的管理。装配资源管理主要是指对装配过程中涉及的各种要素进行整合和管理，进而满足汽车的装配要求，通常情况下，装配资源管理的对象主要包括装配过程中应用到的设备和工具等。

四、基于汽车装配工艺设计的汽车拆装实验的优势

1.汽车装配工艺设计与汽车拆装实验设计的关系。汽车装配包括发动机装配、变速器和底盘的装配以及车身等关键零部件的装配，装配工艺是通过将已经检验合格的零配件按照相应的要求和标准进行操作，满足产品质量要求的整车制造的最后一个环节。其设计内容必须以工程实践为主线、以满足生产质量要求为目的，这就与汽车拆装实验教学内容要求高度重合，将现代汽车企业装配工艺设计理念融入汽车拆装实验环节中，沉淀一系列工程训练项目，在对原有结构原理及连接关系认识的基础上，帮助学生通过虚拟装配初步建立一些汽车设计的基本思路，通过工艺卡的设计和资源管理，进一步熟悉现代汽车装配工艺、操作方法，质量的控制过程、企业生产管理等要素，激发学生实践学习的积极性，可通过实验的设计与实践进行如图1所示的关联转化。

2.优势。在实验内容优化上，实践环境实现了企业场景的模拟化，汽车拆装实验也可作为高等工程教育回归到工程实践的一个良好的平台；在教师队伍培养上，实验设计中涵盖了许多适合企业学习阶段的基础实践教学和专业实践教学，将企业项目的内容纳入日常教学中，在一定程度上改善了教师工程实践经历缺乏的现状，对培养“双师型”教学人才奠定了基础；在教学质量提升上，激励学生以工作组为单位进行自主实践学习，激发了学生的积极性和主观能动性。通过实践教学的研究与建设，打造一个将汽车工程学科知识与实践技术深入融合的实验平台，让学生真刀实枪地深入工程系统。

五、基于装配工艺设计的实验体系实践与研究

1.基于汽车装配工艺的汽车拆装实验设计思路。汽车装配工艺是现代汽车企业汽车制造的一个必不可少的环节，汽车拆装实验作为核心实践性环节，教学内容需要贴近真实的工程实践项目，通过分析现代企业汽车装配工艺规划的具体内容，可将其细分并转化为汽车拆装实验的一系列教学模块，在教学设计的思路上本着还原现代汽车企业的工程实践情景为目标，在实验课程体系中加入汽车装配线的分工、装配工艺规范的设计、工艺卡的设计、装配设备工具的管理等教学模块，并满足学科综合知识与工程实践能力相互结合的培养要求。

2.基于汽车装配工艺的汽车拆装实验的实践探索。根据现代汽车装配工艺设计内容及技术应用，将汽车拆装实验分为四个阶段或者模块进行：（1）拆装前的准备实习。通过多媒体教学，着重回顾整车的各零件与部件、部件与系统、系统与整车之间的装配关系及工艺的认识和研究，并了解发动机、底盘总成总体拆装工艺规范、拆装条件、装配公差等问题；重点针对拆装实验中多次出现的汽车紧固件（螺栓）的机械基础、装配工艺分析、材料应力分析、零件互换、公差与配合等工程技术知识结合实物的演示性教学。（2）汽车虚拟装配实验教学。在实验过程引入计算机辅助技术，增设虚拟拆装实验项目，利用汽车发动机和底盘部件拆装三维模型的虚拟平台，让学生在计算机上完成模拟拆装、干涉分析等虚拟实验。虚拟拆装教学中一方面需在考虑汽车拆装的装配关系、装配顺序、工具配合使用和关节控制点等要点的基础上，保证虚拟拆装的质量，使其能够应用到汽车拆装实践环节中；另一方面，需通过计算机中汽车零部件及总成件三维模型的展示，熟悉发动机、底盘各部件的结构形式及装配关系，思考汽车设计中的基本思路。在虚拟拆装实验完成后，保留虚拟拆装实验成绩纳入实践考核指标。（3）汽车拆装工艺实验。在这个阶段增设现代汽车企业装配工艺的实践项目，让学生模拟装配线上的工组及装配工艺部门的技术人员等，对工作岗位进行合理分工。教学中分为若干工作小组，每组学生人数为6—8人，组员基本模拟装配线上的工组和工艺技术部门的架构，分为生产准备工位、装配工位、检验工位、工艺技术工位，再对照节点控制表分工协作地完成拆装、节点检查并同步设计编制作业指导书如图2，基本实现对汽车生产线工艺设计及控制，为保证实践教学效果，可在拆装实践中的不同模块上进行合理的轮换。（4）汽车拆装实验资源管理。资源管理实际上是汽车拆装实验室装配工作环境的建设，主要是对实验的生产要素进行整理和管理，内容分为以下几方面：工具、设备的管理、重点设备操作说明的管理，零配件物料的管理。在汽车实验室内部环境中，一方面，对工具柜使用标签纸（工具清单）进行了有效分类，标签纸分为拆装通用工具清单、专用工具清单及量具清单，以便学生认知、使用及归还；另一方面，在实验室的显著位置张贴专用工具操作说明，使学生快速掌握正确的使用场合、使用方法和注意事项。

六、基于汽车装配工艺设计的实验教学探索与总结

通过基于现代汽车企业装配工艺设计的课程建设，引入汽车行业的工程技术标准，以汽车拆装实验的课程建设探索为契机，注重对汽车工程领域实践课程的过程开发，系统地凝练出贴合现代汽车装配工艺技术的教学模块，在实践课程过程中也凸显了工程意识、工程素质及工程能力的培养目标，达到了汽车卓越工程师的课程教学培养要求，使汽车拆装实验成为汽车专业人才培养的奠基石，为后续的汽车毕业实习以及今后从事车辆工程领域的产品开发、工艺设计及控制、生产及应用方面奠定了夯实的基础。

参考文献：

[1]刘强，王匀.汽车装配工艺规划及相关技术的探讨[J].黑龙江科技学院学报，2001.

[2]刘冰.汽车装配工艺模块化设计研究[J].硅谷，2012

[3]杨建军，董大伟.基于工程应用型人才培养的汽车拆装课程研究[J].实验技术与管理，2016.

[4]徐志山.汽车发动机缸盖螺栓拆装工艺探析[J].芜湖职业技术学院学报，2014.

[5]王存文，韩高军.高等工程教育如何回归工程实践——以省属工科类高校为例[J].高等工程教育研究，2012.

[6]王再宙，张春香.汽车拆装实训模块建设与实践[J].吉林工程技术师范学院学报，2010.