汽车扬声器制造过程中的品质改善

汽车扬声器制造过程中的品质改善 大连理工大学 硕士学位 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 汽车扬声器制造过程中的品质改善 姓名:于洋 申请学位级别:硕士 专业:电子与通信工程 指导教师:蒋国平 20091201 大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘 要 国内汽车电子行业也面临着不断更新的挑战，其中一个影响到企业和产品竞争力的 因素就是产品质量。本论文的研究目的在于如何通过提高产品质量控制能力和过程控制 能力，来提高汽车扬声器产品设计能力以配合用户需求，从而解决目前企业存在的质量 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 本文首先阐述了汽车扬声器的开发和制造过程及当前的质量管理理论和现状，通过 对四家汽车扬声器制造厂商的深入研究和统计分析，使用了现代质量控制的若干工具和 理论对当前制造商常见的质量问题作了识别、分类和归纳。这些问题主要包括长期存在 的声音信号的噪音、音质特性缺陷和粘接性能不良等。 针对这些不良，本论文提出了相应的改进措施。首先利用虚拟仪器的概念，开发出 在线扬声器性能 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 系统。通过,,,,,,,软件将计算机强大的数据处理能力和仪器硬件 的测量、控制能力结合在一起，对扬声器输出信号进行分析，对频率响应灵敏度、共振 频率和失真等关键产品特性进行监控和故障诊断。另外，优化了扬声器的制造工艺，使 用自动涂胶设备、利用定位治具改进音圈的组装工艺，引进了烘干流水作业流程。同时， 也针对扬声器产品的质量特性，利用质量管理的防错理论，设计了一系列有效、低成本 和可操作的防错装置，从根源上避免了缺陷的产生。改进和预防措施的有效性通过系统 的方法得到了验证。 本文从实际出发，为汽车扬声器的质量现状和质量改善活动提供了分析和解决问题 的思路，为国内扬声器企业行业的质量发展提供了借鉴。 关键词:扬声器质量改善虚拟仪器故障诊断 汽车扬声器制造过程中的品质改善 ,,, ，,—,,,;,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,, ,,,,,, ,,,,,,, ,,,仃,;, ,,, ;,,,,,,,,, ,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,;,, ,;,, ,,,,,,,,，弱,,,,？,,,,,, ,,, ,,,,,, , ,,, ,,,,,, ,,,,,,;,,,,,,?;,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,, ,,,,, ,,,,,, ,,,,, ,, ,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,, ？,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,？,,,,,,,, ,,,;,,,, ,,, ,,,;,,,;,,,,,,，,,, ,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,;,,,,,,,,, ,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,;,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,, ,,,,,,,,,, ,,,,,,,?,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,;,,,,,, ,,,;,,,，,,, ,,,;,,,,,, ？,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,(,,,,,,？,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,， ;,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,，,,;,,,,,, ,,,,, ,,,,,，,,,,,,,,,;,,,,,;,，,,,,,,,,,,, ,,,,， ,,;(,,,,;,,,, ,,,,,,,, ,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,删,够;,,,,,,,,,,,，,, ,,,,,,,,;,,,,, ,,,;;,,,,,,,, ,,,,;,, ,,,,;,,,, ,,,,,,,( ,,,,,;,,,,,;,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,(,,,, ,,,,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,，,,,,,,,,,;,,;,,,，,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,,,,, ,,,,,, ,, ,,,,,,,,,，,, ;,,,,,, ;,,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,;,,,,,,,,, ,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,, ,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,,,,,,,仃(,,,,,(,,,,,;,,, ,;,,,,,,, ;,,,,;,,,,,,,;,，,,;,,,,,,,,,,,,,,,, ,， ,,,,,,,;,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,(,,,, ,,,,,,;,,,,,,,,,;,,, ,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,;, ;,,, ,,,,,,,,,,,，;,,,,,,,,,,,,，,,;(,,,,, ,,,, ,,,,，,, ,,,,,? ,,,,,,,,;,,;,,, ,, ？,,,,,,,,,,,,,,,,，, ,,,,,,,,,,,,;,,,,，,,,,;,,,，,,,,,,,, ;,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,, ,,,,;,;,,,,,,,(,,,,,,;,,,, ,,,,, ,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,( ,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,, ,,,,,,, ？,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,, ,,,,,,,;,,,,,, ？,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,(,,, ,,, ？,,,,,, ,,,,,,,;,,,,,, ,, ,,,,,,, ,,,,,,;,,,,,,，嬲,,,, ,,,,, ,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,,,( ,,,,,,,,:,,,,,,,;,,,,,,,，,,,,,,,,,,;,,,,,,,，,,,,,,,,,;,,,,,,,。,,,,,,,,( ，，— 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明:所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包舍其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目: 汽车扬声器制造过程中的品质改善 作者签名 日期:斗年旦月阜日 大连理工大学硕士学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题目:汽车扬声器制造过程中的品质改善 作者签名 导师签名 日期:旦年兰月旦日 日期: 年 月 日 大连理工大学专业学位硕士学位论文 , 概述 国内汽车扬声器行业在国际汽车整车配套市场上已经占据了主要分额，但是相比起 全球其他地区的扬声器制造厂商来说，还存在着很多质量差距。本文从实践的角度出发， 在国内现有汽车零部件行业中分析了多家汽车扬声器生产企业的产品质量现状。通过对 汽车扬声器质量问题现状的统计分析、充分利用现有的全球质量管理和工艺设计理论工 具、找出深层次的问题产生原因、并且有针对性地提出改善方案和预防措施。 论文中提出了利用虚拟仪器的概念开发出一套计算机辅助的扬声器性能检测系统。 虚拟仪器技术利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和 自动化的应用。灵活高效的软件实现了自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供 全方位的系统集成， 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求【,,。本文中所开 发的测试系统软件使用了,，公司提供的行业标准的图形化编程软件——,，公司开发的 ,,,,，,,，不仅能轻松方便地完成与各种软硬件的连接，更能提供强大的数据处理能力， 并将分析结果有效地显示给用户。硬件的核心是集成化的声卡，能够在软件模块的支持 下实现对扬声器频率响应灵敏度、共振频率阻抗和失真方面的监测，与传统的检测音质 曲线所用的专业纯音扫频无响室、谐振频率测试仪和隔音失真测试机相比，简单实用、 降低成本，并且可以达到流水线检测作业的需要。系统的设计使得检验人员操作方便， 界面简单、人性化，检测结果准确，达到了预先项目的预期目标。 针对制造过程中存在的扬声器产品质量缺陷，进行了工艺流程的改进措施。在磁铁 粘合的工序，使用了自动涂胶机，对设备工艺参数设置和使用的胶水规格进行了定义， 对于烘干工序，设计了便于操作和易于控制烘烤温度和时间的烘干流水线，这对于原有 的托架式批量烘烤工艺是极大的改进，有效地保证了扬声器粘结性能的稳定性。 对于高风险产品特性，论文提出了采取主动防错的方式，降低产生缺陷的风险。利 用汽车行业质量管理中防错装置的概念，在生产制造工艺过程中增加了音圈安装定位治 具、磁铁充磁过程中的极性探测装置等一系列防错装置。防错装置的使用，降低了过程 质量风险，对于提高产品质量起到了积极的作用。 通过这些措施的实施和持续的质量监控，扬声器的质量得到了有效的控制，产品的 不良率大大降低，从结果上验证了本论文中所提出措施的有效性。这些措施对于扬声器 行业不断提高质量意识、形成系统的分析解决问题能力、增强产品的附加值和竞争力有 着现实借鉴意义。 汽车扬声器制造过程中的品质改善 ,(, 汽车零部件行业的质量管理 ,(,(, 当前汽车行业的质量状况和发展背景 汽车行业在全球经济中占有很重要的地位，涉及到设计、开发、制造和销售等诸多 环节。近年来国内汽车市场的膨胀带动国内汽车行业的迅猛扩张。,,,,年的前,个月， 中国的汽车销量达到,,,万辆，已经超越美国成为世界第一大市场。随着汽车产品本身 的技术发展和用户不断提升的质量要求，汽车电子行业也面临着不断更新的挑战，这对 于目前还在进一步发展的国内零部件企业来说仍旧存在着新的研究课题。其中一个影响 到企业和产品竞争力的因素就是产品质量。如何在新的形势下提升整个行业的产品竞争 力，进一步拓宽和开发新的市场渠道，提高产品设计能力以配合用户需求，提高产品附 加值和企业盈利能力，这些都是与产品质量的高下所息息相关、并且很大程度上依赖于 产品质量控制能力和过程控制能力的方面。 汽车零部将的质量管理，对于汽车整车的质量来说是至关重要的。按照国际汽车行 业的管理理念，对于零部件的质量控制，只要是通过产品质量先期策划和质量持续改进 两个方面实现的。产品质量先期策划是通过产品开发过程中的技术评审、零件开发过程 的质量跟踪、阶段样件提交审查和和生产件审批等步骤，在零件的设计阶段就充分预测 到产品的质量风险，并在设计发放、制造工艺设计、产品可靠性试验和检测设备等方面 加以严格管控，尽可能的降低产品的质量风险。在产品持续改进过程中，又通过零件的 质量指标监控、持续的风险降低 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 、质量问题的系统解决过程等措施，进一步在生产 过程中不断完善产品的质量。 ,(,(,质量管理中的问题解决流程 在以上所涉及的质量控制过程中，质量问题的系统解决过程对于量产零件来说是最 为关键的一个程序。问题解决是一个结构化的用来识别、分析和消除现状与现行标准或 期望之间的差距，并预防根本原因再次发生的过程。根据，,,,,,(,,,,,质量体系对于 汽车零部件质量管理的要求，问题解决的过程包括:准确识别问题，识别问题的 根本原 因，评估改善措旋方案，实施并记录改善措施，验证改善措施的有效性【,】。 (,)准确识别问题 所谓问题，就是当前状态和客户满意之间的差距，即现状与现有的标准或期望之间 差异。常见的问题包括产品尺寸超差、功能不良、外观缺陷等等各种产品不能符合零件 设计要求的特性。准确识别问题的目的在于:用量化的术语详细说明与该问题有关的因 素，如事件、地点、时间、程度、频率等。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 (,)分析问题的根本原因 识别问题的根本原因，首先就是要找到问题发生的准确位置，并通过一系列的质量 工具找出最直接导致问题发生的因素，加以识别和证实。在产品的制造过程中，问题产 生的根本原因往往存在于制造的工艺、组件的性能和尺寸指标、工具和模具、工艺或过 程的变化等等制造过程的基本要素。 科学地分析问题的根本原因，需要用统计工具列出可以用来解释问题起因的所有潜 在原因，将问题说明中提到的造成偏差的一系列事件或环境或原因相互隔离测试并确定 产生问题的根本原因。以下是常用的统计管理方法: ?制造流程图 制造流程图是以方格和箭头等各种图示来表示制造的过程和顺序的图标。利用制造 流程图，能够从产品制造的方向逐步地查找产品缺陷的产生的根源并加以定位，以最大 限度地缩小研究的范围。下图为制造流程图的一个例子: 图,(,过程流程图 ,,,(,(, ,,,;,,,,,,, ?鱼骨因果分析图 日本现代著名质量学者石川馨创建的因果关系鱼骨图理论已成为现代质量管理的 一个基本工具，应用于在产品设计和制造中寻找质量缺陷的因果逻辑关系，在一切可能 产生问题结果的人员、工具设备、物料、方法和环境等诸多方面逐个进行筛选来确定问 题产生的根本原因。基本的框架如下图所示: 汽车扬声器制造过程中的品质改善 图,(,鱼骨因果分析图 ,,,(,(, ,,,,,,,,,;,,,,,,,,, ?柏拉图 柏拉图源于近代意大利工业学家,,,,,,,,,,,,,,所创立，使用柱状图标来表示各种 问题的出现几率，并按照顺序排列出来，以确定因素的重要性。排列图是根据“关键的 少数和次要的多数”的原理而制做的。也就是将影响产品质量的众多影响因素按其对质 量影响程度的大小，用直方图形顺序排列，从而找出主要因素。在质量问题的解决过程 方面，柏拉图往往能够表现最常见的缺陷来源、最高频次的缺陷类别以及不良产品最主 要的原因。 ?散布图(,;,,,,,,,,,) 图,影响销量因素分析的捧列图 图,(,柏拉图 ,,,(,(, ,,,,,,;,,,, 嬲嗍慨慨慨慨,卅蒜乍, 伪御蝴渤铆嬲啪卅曝本隧 ???,?????协,糕曝 大连理工大学专业学位硕士学位论文 散布图又称相关图，是表示两个变量之间关系的图，用于分析两测定值之间相关关 系，它有直观简便的优点。通过作散布图对数据的相关性进行直观地观察，不但可以得 到定性的结论，而且可以通过观察剔除异常数据，从而提高用计算法估算相关程度的准 确性。通过观察相关图主要是看点的分布状态，概略地估计两因素之间有无相关关系， 从而得到两个变量的基本关系，为质量控制服务。 ,,(? ,,(,, ;,,,, ? 量,,(,, 孔。。 ,,, 誊,,(,, ,(,, ,(,, ,;,,,,,,,,,(,,,,,(,,,,,宣吼 ,,,,,(,,,(,, ,,,,,,蚋,,,;,，,,,,,,,:,,,(的,,,(,, ,, ?(?十( „，…? ?? ， 。:: ? ? , ? ? ; ?, ， 气 (, (，? ? 吒，, ，? ,?々 ? ， ( ?, ?,( ，一 ? ,? ? ，,卜 。: ?( ,? 。 —《 , ?, 十 。, ， ,，。? ?。， ,: ， ? ,,, ,,, ,,, ,,,, ,,,, ,,,, ,,,, ,,,, ,, ,, ,,,, ,,,,,,扣,,，,,, ,互亟三巫亘圃 图,(,散布图 ,,,(,(, ,;,,,,, ,,,, ?直方图(,,,,,,,,,) 直方图又称柱状图、质量分布图又称质量分布图，是一种几何形图表，它是根据 从 生产过程中收集来的质量数据分布情况，画成以组距为底边、以频数为高度的一系列连 接起来的直方型矩形图。它通过对收集到的貌似无序的数据进行处理，来反映产品质量 的分布情况，一目了然地判断和预测产品质量及不合格率。 汽车扬声器制造过程中的品质改善 ; 厂 ; 一 ——, 门 ;州, ,, ,,, ,,, ,,, ,,, ,,， ,,, 图,(,直方图 ,,,(,(, ,,,,,,,,, ?检查表 检查表又称调查统计分析表，是质量管理中最简单也是使用得最多的手法。以简单 的数据，用容易理解的方式，制成图形或表格，记录某种事件发生的频率，必要时记上 检查记号，并加以统计整理，作为进一步分析或核对检查之用。 ?控制图 美国的贝尔电话实验所的休哈特(,(,(,,,,,,,,)博士在,,,,年首先提出控制图的 使用后，控制图就一直成为科学管理的一个重要工具，特别在质量管理方面成了一个不 可或缺的管理工具。它是一种有控制界限的平面直角坐标系，使用中心实线表示计划目 标值，上下方的虚线表示控制的上下限，将若干样本的数据值用点和连线记录下来。控 制图可以用来区分引起质量波动的原因是偶然的还是系统的，可以提供系统原因存在的 信息，从而判断生产过程是否处于受控状态，看工序是否处于稳定受控状，或者发现生 产过程是否出现了异常情况，以预防产生不合格品。 。†…„,…,…一†…一…一,…一专,一一(十一一†…,一?一一,舢…„ , , , ; ; (土,一,…一,…一土…一～一,…一土…(,…(,…一,一(,…一上。,,舢… 图,(,控伟,图 们,,;?蚯趵坫抽, , 次敦 大连理工大学专业学位硕士学位论文 (,)定义改善措施方案 针对已经识别的问题产生根本原因，制定出消除根本原因的方案。在制定实施一个 实施永久措施改善方案的同时，应记录改善措施，确定过程控制方法并纳入文件，以确 保根本原因的消除。 改善措施一般包括: ?临时措施 临时措施即制定紧急响应和暂时抑制措施，用于在永久纠正措施实施前，将不良产 品隔离，保障用户不受不良产品的危害。 ?永久纠正措施 永久纠正措旌即针对根本原因所指定的纠正措施方案选项进行评审，以确定出正确 可行的纠正措施，能够解决客户问题，同时也要确保此方案对其它制造过程不会有不良 影响。 (,)验证改善措施的有效性 改善措施的确定，必须得到有效的验证。例如，改善措施尝试过程中的产品验证实 验、性能参数的测量、过程数据的统计分析等等。此外，在实施了改善措施后的实际生 产中，应该对该产品问题的特性进行专项的记录与分析，以了解改善前后的特性对比， 并且在生产中监督其长期效果，从而对改善措施的有效性做出验证。一般来说，长期的 效果数据可以通过特定事件范围内的产品一次合格率(,,,)，产品特性参数的运行图表 (,,,,,,,,)，绩效图表(,,,,,,)等多种方式来表达。 ,(,扬声器的制造原理 ,(,(, 扬声器的结构原理 (,)扬声器的分类 扬声器是一种把电信号转变为声信号转变为声音信号的换能器件。扬声器广泛用于 家庭生活、公共场所、娱乐设施，称为现代生活中必不可少的电器。在汽车中，扬声器 主要用于接收收音机、音乐播放和车内娱乐和通信系统的电信号，转化为人耳可以听到 的声音。扬声器的性能优劣对音质的高低影响很大。 扬声器的种类很多，按其换能原理可分为电动式(即动圈式)、静电式(即电容式)、 电磁式(即舌簧式)、压电式(即晶体式)等几种，后两种多用于农村有线广播网中， 按频率范围可分为低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器，这些常在音箱中作为组合扬 声器使用,,。本论文中仅以民用车辆中最常见的低音汽车扬声器作为研究对象。 (,)扬声器的结构 电动式汽车扬声器的结构;汽车中使用的低音扬声器为纸盆式扬声器，又称为动圈 式扬声器。它的结构设计由以下三部分组成: 振动系统，包括锥形振动纸盆、音圈和定心支片等: 磁路系统(包括永久磁铁、导磁板和场心柱等; 辅助系统，包括筐体盆架、接线扳、压边和防尘盖等。 扬声器三部分的详细结构下图: 图,,扬声器外部结构图 ,,”,,,,,目;,,;,,,,,;,,? ?扬声器的锥形振膜 图,(,扬声器内都组件结构图 ,,,(,(, ,,,,,,,,蛐,,;,,,,,蛐, 大连理工大学专业学位硕士学位论文 扬声器发声的主要部件是振膜。汽车用中低音扬声器一般为纸质，也称为锥形纸盆。 振膜决定了扬声器的有效频率范围，失真和音质。而振膜的性能又取决于纸盆的几何形 状，振膜的材料和振膜的加工工艺。 对振膜的要求如下: ,(弹性模量,要足够大来满足扬声器重放频率尽可能的宽: ,(密度要足够小; ;(有适当的内部阻尼。 常用振膜材料如下: ,(纸浆类:纯纸，羊毛纸，复合纸等; ,(金属类:铝，钛，铍及合金等; ;(高分子材料:聚丙烯，碳纤维，防弹布等; ,(复合材料类:三明治式的多层材料组合; ,(金属改性类:金刚石振膜，精细陶瓷振膜。 各种材料振膜的特点: 纸浆类振膜:纸浆里加碳纤维对频率响应曲线影响不大，但是却能改善音质，一方 面保持了振膜的柔和自然，另外又增加了刚性。掺入适当的羊毛后的振膜增加了 振膜的 内阻尼，改善了扬声器的音质，也降低了谐振频率。比较适合听古典音乐。 金属类振膜:比弹性率高、防潮好、热传导快，外观处理方便，但是内阻尼小，会 使频率响应曲线峰谷加大，使后沿瞬态响应变差。比较适合听现代流行音乐。 铍振膜:密度低，弹性模量高，内阻比铝、钛大，所以它优于铝、钛振膜。另外铍 的高频延伸可以达到,,,,,,,(,,,,,,,,(棉丝振膜,,,,,,,。,,,,,,,，铝振膜,,,,,,,，钛 振膜,,,,,,,)。 发泡振膜:可以提高扬声器灵敏度，改善扬声器音质，失真减小，频率响应曲线平 滑，可以获得比较自然的声音重放。 硼化钛振膜:具有宽频带、低失真、承受功率高的特点。 石墨振膜:相对纸振膜石墨振膜频带更宽、频率响应曲线较平、失真减小等特点， 另外声速比钛铝都要高，内阻尼与纸相同，是理想的振膜处理。 聚丙烯(,,):内阻尼好、高频段下降比较快、后沿瞬态效应比较好，从听感上音 色比较纯净、比较柔顺，使用分频器可选用低阶分频器。但是由于其刚性不足，不适合 做大口径振膜扬声器。 芳纶(防弹布)编织振膜:弹性模量足够好，但是内阻不足，听感上力度有余，高 频延伸好但是柔和不足。 汽车扬声器制造过程中的品质改善 ?扬声器的折环 折环的材料的要求: ,(要有足够的顺性，或者说比较柔软 ,(具有一定的阻尼 ,(具有稳定性和可加工性 ,(根据扬声器的用途和性能指标，对折环的几何形状、厚度、硬度都有着不同 的要求。 常用的扬声器折环材料为: 泡沫塑料:价格低廉，耐久性较差，容易吸潮，会使扬声器谐振频率及性能发生变 化。 微孔发泡高分子材料:泡孔尺寸是普通泡沫材料的几百分子一。具有良好的声阻尼， 质量小，密度低，热稳定性好，加工方便。 橡胶材料:具有良好的阻尼，顺性和耐疲劳性能，但是质量增大会增大振动系统的 质量，使扬声器灵敏度降低，为了获得较高的灵敏度，就采用轻，薄的橡胶折环。听感 上音色纯净，柔和。 发泡橡胶折环:音色纯净，不足是密度大，价格高。 折环材料的分析要点:橡胶折环成本较高，音质纯净，低频力度好，中高频稍弱， 布基折环成本较低，中高频力度好，低频力度稍差。泡沫塑料折环则介乎于两者之间。 因为使用条件比较差所以一般汽车用扬声器则可选用氯丁橡胶和聚丙烯酸酯布基折环， 而室内高保真音响可选用异丁烯橡胶布基折环。 折环对于扬声器的功能可以起到以下的作用: ,(支持和保持振膜的振动; ,(折环和定心片的顺性，共同构成扬声器的顺性，确定了扬声器的谐振频率。 ,(折环本身的阻尼性，使谐振和反射都减小; ,(有一定的气密性，降低了声短路现象。 扬声器的性能，对折环的材料提出了以下的要求: ,(能使振膜在振动轴向的顺性大; ,(使振膜在横向刚性强; ,(在尽可能的振幅范围内，使驱动力与位移成线性关系; ,(折环无谐振和反相振动 ,(质量要尽量轻 大连理工大学专业学位硕士学位论文 折环对于扬声器地音质起着十分微妙地作用。了解了折环的特性，也就了解一款喇 叭的大致灵敏度了。 ?扬声器的定心支片 扬声器的定心支片有如下的特征特性: ,(柔软度，它影响扬声器的谐振频率; ,(最大位移它关系到扬声器的最大振幅; ;(位移的线性体现了定心支片对驱动力的顺从性，限定了振幅的范围; ,(位移的复原性当外力结束时恢复至原来状态。 ?扬声器的音圈。 通过音频电流的线圈为音圈，是扬声器的心脏。选择音圈，一般根据以下的扬声器 分类，对音圈的特性有不同的技术要求:,,与,,不同关系时的性能和特点见下表所示: 为: 表,(,音圈的分类 ,,,(,(, ,,,,,,巧,,,,,;, ;,,, ?扬声器的防尘罩 扬声器的防尘罩作用:一方面防止灰尘，另外一方面可以改善高频或者消弱高频。 ?扬声器的磁路 扬声器的磁路系统的主体是永久磁铁。可用于扬声器制造的永久磁铁的材料种类 ,(铝，镍，钴磁体，磁能高，剩磁高，价格也高。 ,(铁氧体磁体，材料便宜，外磁场稳定。 汽车扬声器制造过程中的品质改善 ;(稀土类磁体，以钕铁硼磁体为代表，磁能是铁氧体的,,倍以上，但是容易 生锈。 根据扬声器的磁路构造的设计不同，也有如下的分类: ,,(内磁:漏磁通量比较小; ,(外磁:结构简单，漏磁通量较大; ,(径向与轴向:大多数为轴向磁路，径向由于材料，结构，工艺，充磁的困难， 应有有限。 ?扬声器的筐体盆架 扬声器的筐体主要是其支撑和结构作用。对筐体的要求是:盆架不变形，有足够的 刚性。对于有些中高频扬声器不仅仅是个支持，联合体，而且还是相当于一个闭箱。 ,(,(,扬声器的物理学原理 当电流通过线圈产生电磁场，磁场的方向为右手法则。当处于磁场中的音圈有音频 电流通过时，就产生随音频电流变化的磁场，这一磁场和永久磁铁的磁场发生相互作用， 使音圈沿着轴向振动。同音圈粘合在一起的扬声器定心支片和锥形振膜随音圈的振动频 率而一同振动，推动周围的空气产生共震，产生声音。扬声器工作时，能量的转换过程 是由电能转换为磁能，再由磁能转换为机械能，再从机械能转换为声音?,。 图,(,扬声器工作原理 ,,,(,(, ,,,,,;, ,, ,,,,,,, 因为人耳能听到的声音频率范围是,,,,,到,,,,,，所以一般的扬声器都会把程 序设定在这个声音频率范围内的声音信号输出。 ,(,(,汽车扬声器的制造流程 在扬声器的制造过程如下流程图所示: 大连理工大学专业学位硕士学位论文 囝?圜?圆 图,,,扬声器制造工艺流程图 ,,, ,,,, ,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,;,,, , ,,汽车扬声器制造过程中的检验岗位 在扬声器的制造过程中，一般会有以下几个检验岗位: 粘接性能检验、铆接性能的检验、线路焊接的检验、声音信号输入的检验和声音性 能和失真的检验。 【，磁回系统的„ 缀装 ,—一粘接性 能检验 、,——, ,保护材料的, 【纽装, 声音,生 能和失 图,,,扬声器过程中的检验流程图 ,,, , ,, ,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,, 过程中检验的目的在于，能够及早的发现制造过程由于制造操作的偏差、材料的偏 差、工具设备的偏差等诸多因素造成的不良，并且尽早将不良品隔离，避免流入下一道 工序，尽可能的降低不良产品流入外部客户，造成外部不良的机会。 团 田 甲田 汽车扬声器制造过程中的品质改善 过程中检验还能起到对制造系统监控的作用。即使发现制造系统中存在的问题，对 于质量控制和长期质量跟踪，都有非常深刻的意义。本论文研究所用到的许多内部不良 指标和根本原因分析中的数据分析都来源于过程检验中发现的内部不良。为增强检验的 有效性，进一步扩展扬声器产品的检验内容，本论文对音质检验作了进一步的优化，设 计了一套在线检验的系统，通过再现音质检验系统的实施，更好地控制了产品质量。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 , 国产汽车扬声器当前质量现状 中国国内出口的汽车扬声器的生产厂主要集中在华南、华东地区的一些欧美、日本、 韩国和台湾投资的合资企业。本论文选取了东莞飞普、深圳台美、苏州上声和广州福达 等四家有代表性、并且规模和业务能力较强的制造厂，对其质量现状作了比较深入地研 究。研究内容集中在当前存在的汽车扬声器产品的质量现状和问题分析。 ,(, 中国出口扬声器不良分类 此次研究，根据上述这四家公司在最近两年里的产品质量数据，进行汇总，并且对 主要的扬声器质量问题作了分类统计报告，并计算出综合的内部不良率，即制造过程中 检测出来的不良缺陷所作的统计，数据范围为,,,,年,月到,,月。为了直观地显示出 各项不良在全部不良件数中的比例分配，使用了柏拉图，将问题出现的比例按照顺序做 以排列: ?缺陷统计比倒 肇?秘螺妙孵黟侈够? 图,(,扬声器内部缺陷不良缺陷统计柏拉图 ,,,(,(, ,,,,,,;,,,,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,;,,,,, 从图表统计可以看出，磁碎问题成为扬声器制造过程中数量比例最大的问题，占全 部不良品数量的,,,，其次为各种音质不良现象，以及粘接不良、电路性能缺陷、磁路 系统不良等等。接下来会对这些不良现象做详细深入的分析，并找出造成不良的根本原 因，从而为改善措施提供依据和方向。 ,(,扬声器制造过程不良的分析 造成扬声器出现缺陷，主要来源于以下几个方面的原因: ,(,(, 磁碎问题 (,)磁碎问题的失效模式 汽车扬声器制造过程中的品质改善 磁碎问题，就是磁铁在制造、运输和装配过程中表面的产生的碎屑，以及其他金属 材料，例如导磁钢板或铁芯表面的镀层碎屑脱落，在受到磁化后漂浮在磁铁和音圈的缝 隙中不能完全清除，从而在扬声器工作时与音圈产生摩擦导致音圈的正常运动受 到干 扰，使得音质受到破坏，产生杂音的现象。 目前的汽车扬声器设计都采用了环形铁氧体磁体作为永久磁铁的基本材料。这种材 料在成本、外磁场的稳定性、着磁的效率方面都有着无法替代的优势。但是由于材料本 身比较脆，在磁铁制造加工成型和切割过程中，不可避免地会产生很小的碎屑。一些微 小的碎屑无法得到完全的清理，会依附在磁铁的表面。另外，在磁铁的运输过程中的晃 动和碰撞也会产生新的碎屑。 在磁铁与环状导磁钢板的装配过程中，由于装配的自动化操作程度较高，再上料的 工序中磁铁与钢板发生接触，在钢板的定位凸台处常常会跟磁铁的内圈直角产生碰撞产 生磁铁碎屑。在通过对一批从出口韩国客户退回的扬声器的物理解析时发现，多数的磁 铁碎屑就产生于这个部位。 (,)磁碎问题的后果 磁碎存在于在磁隙中，即磁铁与音圈的大约,(,,,的环状缝隙中，会对音质产生 直接的损害。由于磁场作用，磁碎在磁隙中存在的状态总是依附于磁铁环状内表面的漂 浮和游离状态，位置也不是十分稳定。并且在磁隙的相对密闭空间里，一旦有磁碎存在， 将会永久存在，不可能脱离。这样，当有信号输入时，电流通过音圈产生的磁场和磁铁 永久磁场的相互作用下，磁碎将会在磁隙里面漂浮，尺寸相对大的碎屑会干扰到音圈的 正常上下振动，直接影响到发声系统的振动纸盆的运动，从而使正常的声音输出收到干 扰，就会有不和谐的杂音产生。碎屑的存在还会使音圈产生意外的磨损，使音圈的性能 受到破坏，甚至失效。 (,)磁碎问题的检测手段 磁碎引起的杂音可以在听音检测工位探测得到。听音工位是在扬声器制造的末端， 封闭隔音的检验室，对流水线进来的已经装配好地完成品进行,,,,的全数检验。听音 工位应符合如下的环境要求:,,?(,,?的环境温度，,,,(,,,的空气湿度， ,,,(,,,,,,,,的气压。首先扬声器输入预先设定好,,功率的,, ,,(,,,,,的正弦波信 号，检验员在距离扬声器,,厘米处直接对声音品质进行判断。合格的扬声器应该随信 号频率的变化发出响亮，不间断的，圆润的声音，并不能有任何杂音、异音和噪音。听 音的时间应该至少包括两个完整的信号周期。磁碎的杂音不规则地出现在声音频率的范 大连理工大学专业学位硕士学位论文 围内，通过专业的检验员主观判断出来，并对扬声器做好不良品的标记和记录，进行不 良品的处理流程。 (,)磁碎问题的根本原因分析 针对磁碎问题产生的根本原因，我们分别在四家扬声器厂商进行了专题研讨会，对 所有可能产生磁碎的因素进行了因果鱼骨图分析工具: 图,(,扬声器磁碎问题原因分箍骨图 ,,,(,(, ,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,, 通过从人为因素分析、工艺方法、产品设计、设备和材料几个方面的分析，我们得 出以下几个方面造成磁碎问题产生的根本原因。 ?设计问题: 铁氧磁铁的物理性能较脆，使得磁铁本身的制造加工过程中容易产生碎屑。铁氧磁 铁的主要原料包括,,,,,,,,,和,,,,,,,,,，这些原子的磁矩沿同一方向排列，在磁铁的剩 磁率、矫顽力和磁能积方面都有优势，磁力方向性好，充磁效率较高，耐久性能也好。 因此它的磁力性能适合扬声器的使用。对比于价格相对较贵的各铸造和模具加工而成铝 镍钻磁铁，或钕铁硼等金属合金材料磁铁，铁氧磁铁本身的内部晶体结构决定了它在物 理结构方面的劣势。铁氧磁铁是通过陶瓷工艺法制造而成，质地比较硬，属脆性，很容 易在制造、运输和使用过程中由于磕碰造成碎屑。 磁隙间隙过小。组装后音圈外径与环形磁铁的内径之间只有大约,(,,,的缝隙， 这也是一旦在组装的过程中产生磁碎后不容易清理的原因。但是磁隙的大小是在设计过 程中考虑到音圈与磁铁之间的配合，(满足各项音质指标和不断实验中调整决定的。增大 汽车扬声器制造过程中的品质改善 磁隙，就必须要增大磁铁本身的外径和重量，才能满足原有的声音灵敏度要求，但是同 时也会带来增加失真率、影响,,,和,,,,等其它重要的音质指标。 ?制造工艺方法: 现有的磁铁和环形导磁钢板铁芯之间是靠,,,混合胶来固定的。涂胶的部位是在磁 铁内外径的中心位置环状涂胶。粘合后，胶水只在比较窄的范围内固化，并没有溢出到 磁铁的内径处。这样，磁铁内径与钢板凸台处之间留有很细小的间隙，容易使磁碎残留。 ?设备方面: 磁铁与铁芯之间的安装是通过自动化的推进装置上料的，每次磁铁与铁芯接触的时 候都会产生一些轻微的碰撞，尤其是在磁铁最脆弱的直角内径部位和铁芯底部的大约 ,(,,,高的定位凸台位置十分明显。相当大比例的磁碎就是在这里产生的。如果对这个 自动化的推进器作出改进，是对减少磁碎的产生会起到一定的效果。 真空吹吸清洁设备:音圈安装前的工序，是使用自动操作的气压装置，对固定在夹 具上的扬声器半成品磁隙部位进行清洁。气压喷嘴首先对磁隙部位进行吹气使得在底部 缝隙和侧面依附的碎屑清理出来，随后再利用真空吸气开口将碎屑吸走，达到清洁磁碎 的目的。当前存在的问题是真空吸气的开口位置不能得到准确的控制，真空效果不明显。 ,(,(,扬声器音圈摩擦运动噪音 (,)音圈摩擦问题的失效模式 扬声器音圈摩擦噪音也是占有不良比例较高的问题，也是最影响扬声器的音质的现 象。由于音圈和磁铁之间的间隙较小，如果音圈安装方向有偏差，音圈安装的位置不准 确，音圈粘合不牢固，音圈支架在使用中变形，都会引起音圈的摩擦。 (,)音圈摩擦问题的后果 音圈与磁铁的摩擦会造成声学系统振动阻力加大，造成声音信号输出的灵敏度降 低，不能达到设计要求的声压值。同时，也会增加失真率，特别是在低频范围的输出。 此外，严重的摩擦也会直接产生磨擦噪音。 (,)音圈摩擦问题的检测手段 制造过程的音圈摩擦问题也可以在听音检测工位探测得到。加信号测试时，检验 员 在距离扬声器,,厘米处直接对声音品质进行判断的过程可以直接检测出来严重的摩擦 噪音。 此外，由音圈摩擦引起的音质不良，包括输出灵敏度降低、失真超差，可以在扬声 器过程中的音质曲线电脑测试时发现。 (,)音圈摩擦问题的根本原因分析 大连理工大学专业学位硕十学位论文 通过对扬声器制造过程流程图的分析，由音圈摩擦引起的根本原因主要有: ?音圈安装位置偏离。 音圈是缠绕在圆柱形的纸质支架上的总成部件，因此保证纸质支架在磁铁内径里面 空间的位置就能够确保音圈的位置。在实际操作中，圆柱支架首先套在临时的定位治具， 再将定位治具组装到扬声器的筐体上，最后再涂胶粘合定心支片和振动纸盆并烘干后， 再将定位治具移除循环使用。出现安装位置偏差和不准确主要是由于音圈未能完全卡紧 于定位治具上，或过程中松动，安装不到位所造成的。也曾出现过由于安装过程中定位 治具使用不当，造成批量音圈安装不良的情况。 ?音圈粘合不牢。 如果音圈与振动纸盆的粘合不牢，扬声器就会在使用中出现音圈位置偏离本来的移 动方向，造成干涉摩擦。粘合不牢的根本原因有多种，主要集中在粘胶挤出喷头阻塞造 成胶量不均匀、粘胶位置偏移、粘合后烘烤时间未到达，等等。 ,(,。,扬声饕糁是呤莩 (,)扬声器输出音质的关键特性 扬声器的音质表现主要有以下几项最关键的规格要求:灵敏度、共振频率、失真、 磁场方向和直流阻抗。这几项也是在客户的要求下对每一件完成品在出厂之前进行的 ,,,,全检项目。 每一款扬声器的规格标准指标都不同。以下以通用汽车全球,,,,,,,，，项目为例， 列出用户对于后门扬声器的音质要求值，其中“牡的项目为对供应商有零件全检要求的 项目。 汽车扬声器制造过程中的品质改善 表,(, ,,,,,,,，，项目扬声器规格 ,,,(,(, ,,,,,,,,,,;, ,,, ,,,,,,, ，， ,,,,,,, (,)扬声器输出音质不良的分类统计 一缺陷统计比例 …莼?，,,?, 图,(, ,,,(,(, 扬声器音质不良缺陷分类柏拉图 ,,,,,,, ,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,, 一,,— 大连理工大学专业学位硕士学位论文 图,(,为通过对,,,,年各家供应商的内部质量数据监控，我们对汽车扬声器音质曲 线指标不良所做的分类和汇总，并运用柏拉图对低音扬声器的各项不良率的进行了排 序。针对主要的不良项次，本论文作了具体的分析和研究。 (,)引起扬声器失真根本原因分析 ?失真: 所谓失真，是指扬声器传输函数中的非线性的结果，也就是扬声器的输入和输出的 波形幅值之间存在的变差。通常，失真是以要求信号的百分比值来表示的。较为轻微的 失真不能够被普通的人耳听出来，所以失真常常要通过敏锐的专业检测设备来探测。 引起扬声器失真的物理机制:扬声器工作的时候，音圈推动纸盆做上下往复运动产 生相应频率的振动，此时力的作用点来源于音圈与振动纸盆和定心支片三者的结合处。 在运动的同时，纸盆边缘处的橡胶折环的弹力会给振动纸盆一个反向的牵引力，作用点 在折环和纸盆之间。由于有力的作用点存在，锥盆的受力不是均匀的。当发声系统振动 纸盆的运动出现非线性时，失真就会产生。产生失真的根本原因在于: ,,，(纸盆边缘橡胶折环刚性不足 为分析纸盆折环的刚性与失真的逻辑关系，选取了失真问题不良扬声器样品,,件 和合格样品,,件，对其在,,,,,,,输入信号频率范围内的失真值,作了记录。然后对 全部样品进行了纸盆的拆卸，并对纸盆边缘折环的刚性进行了测试。刚性的测试 是用,,, 重力下的纸盆中心静态向下位移来表示。检测的结果用下图中散布图(,;,, ,,,,,，,,)来寻 求失真大小和纸盆刚性的相关性。 ,(, , ,(, 掌 , 婪,(, 鐾 , 辗 ,(, , ,(, , , ? ? 卜 , … “,,…, …, ?,?彳一一 。 ? 。二夕?…三 , ,… ,?麓;,,二 ? ,:,?糟…… 扬声器失真 ,,啪,(扬声器失真) , ,, ,(, ,, ,暑 , 纸盆折环刚形,, 图,(,扬声器失真与纸盆折环刚形相关散布图 ,,,(,, ,;,,,,, ,,,, ,, ,,,,,,, ,,,,、，,,(;,,,,,,,,,,,,,, 汽车扬声器制造过程中的品质改善 试验测试结果表明，失真大小和纸盆边缘折环刚性之间的线性关系可以证，纸盆折 环太软会可能造成扬声器失真的超差。这个结果也符合前面所说的，纸盆边缘处的橡胶 折环对纸盆的牵引力太弱，就会造成纸盆工作时运动出现非线性，从而在特定的信号频 段范围里出现失真超过标准值。 ,(音圈定位不准确 另外一种失真超差来源于音圈的定位偏差。这种失真不仅可以通过试验设备检测出 来，而且往往是大幅度的失真，甚至可以主观地直接听出音质的缺陷。在制造过程中， 音圈的安装不到位，使得音圈并不在圆柱状磁场空间的中心，从而使得音圈受到磁力作 用而产生的上下振动出现了偏移，导致纸盐的运动在推动和牵引两方面不平衡受力，产 生声音信号输出的失真。 ?灵敏度缺陷: