车身结构防腐设计

2024-05-30

车身结构防腐设计（精选六篇）

车身结构防腐设计篇1

汽车车身生锈不但妨碍汽车美观,还可能影响车身强度,甚至可能降低汽车安全性能。随着客户对汽车消费水平不断提高,消费者对汽车的防腐质量要求也不断提高,各种品牌的汽车都出现由于汽车生锈被用户投诉的情况,车身锈蚀主要有钣金零件搭接的贴合面锈蚀(如焊接搭接面、折边)以及钣金零件边缘端面锈蚀,另外车体内腔由于电泳涂层较薄,积水排水不畅造成锈蚀,这些都与车身结构设计密切相关。

1、车身钣金接触面结构

白车身钣金搭接焊接的贴合部位,在涂装难以形成完整的电泳漆膜,这些部位单凭涂装的焊缝密封胶也不能完全达到密封效果,一旦雨水湿汽等腐蚀介质进入就很容易造成钣金锈蚀。

某车型Ⅰ前门的安装胶条的卡槽位置有生锈,生锈部位是卡槽与门内板贴合的位置(图1),贴合面无法形成有效的电泳层。经过3分钟淋雨试验,拆开胶条检查卡槽翻边处存在积水,由于雨水流入卡槽与门内板的贴合面,长期积水造成卡槽生锈。

另外对前门结构进行对比分析,发现生锈前门卡槽上有两个工艺定位孔,卡槽前后没有R角弯曲段(图2)。其它车型前门卡槽结构存在前后段R角弯曲,同时没有工艺定位孔(图3),不同前门卡槽结构的质量状态对比分析见表1。

从表中可以看到前门卡槽是否存在前后R角弯曲段以及工艺孔,对防水防锈有很大的影响;这是因为卡槽靠外板侧在涂装涂上密封胶,有R角弯曲段的卡槽雨水不能进入贴合面,另外前后R弯曲的卡槽由于制造精度偏差大,贴合面存在间隙可以进行部分电泳;但只有直线段的卡槽有定位孔制造精度高,卡槽与内板完全贴合无法电泳,雨水从卡槽最高的端面以及工艺孔流入,容易造成卡槽生锈。为解决卡槽生锈问题需要在涂装对卡槽周边和工艺孔涂上密封胶,通过对周边涂胶的卡槽进行1000小时盐雾试验,破开检查卡槽与内板的贴合面无锈蚀(图4),达到防腐的质量标准要求。

车身钣金搭接的接缝在设计上采用防止雨水进入结构,依照汽车行驶方向和飞溅方向、雨水由上往下流淌设计搭接开口,使之朝向水难以进入的方向,同时评估是否增加涂胶工艺。

2、车身板金端面结构

车身钣金端面边缘容易出现腐蚀,这是由于边缘表面张力的原因,在边缘涂料收缩,容易出现无涂料或涂膜厚度极低的边缘效应,所以钣金端面边缘是最先腐蚀的部位,特别是在容易进入雨水的部位更为严重。

某车型新产品上边梁三层板焊接边端面出现锈蚀(图5),通过对上边梁的结构进行分析,由于上边梁三层板贴合焊接且开口朝上,无遮挡,电泳漆不能完全泳入三层板的内部,而且三层板端面是电泳薄弱区域,雨水流入三层板积水很容易造成生锈。为解决这一问题,对钣金端面改为错位5mm的涂胶区域,在涂装对该区域涂布密封胶(图6)。另外在新产品车身设计中可增加边角折边或把焊接边方向改为水平方向并有其它零件进行遮挡防止雨水进入造成锈蚀。

车身钣金端面边缘防腐的处理方法主要是涂密封胶、边角折边、加装密封胶条等等,钣金端面边缘涂胶,涂胶部位预留不小于5mm有利于涂胶。

3、车身工艺孔设计

车身钣金的防腐主要依靠电泳膜厚,为满足漆膜厚度的要求,要保证电泳用的工艺孔的位置、大小和数量。某车型新产品在开发过程中对电泳车身进行破坏检查电泳膜厚,发现U型后大梁内部两侧面和底部都存在不同程度的锈蚀(图7),内腔漆膜厚度2.1～16.6μm。经过项目工程团队分析,由于前期对后大梁电泳工艺孔评估不足,后大梁底面间隔1024mm长度上只有两个工艺孔,工艺孔的数量不能满足大梁内腔电泳的质量要求。针对后大梁内部生锈问题,重新制定后大梁电泳工艺孔的解决方案,增加三个Φ16工艺孔(图8),并通过CAE分析加孔处的应力都符合设计要求,同时经过加孔电泳拆车验证,电泳膜厚达到10μm以上,满足电泳膜厚达到防腐质量标准。

车身内腔为了达到良好的电泳效果,车身设计时需要评估工艺孔的位置、大小和数量是否满足电泳要求,另外从冲压来考虑孔越少越好,且孔的大小和间距要考虑钣金强度和刚度。通过凸台、钣金搭接和间隙来优化设计结构,提高电泳防腐质量。

4、车身防腐设计评估和验证

新产品车身设计开始就要考虑防腐结构的布置,并对车身防腐设计进行评估和验证,避免批量生产后因设计缺陷造成车身锈蚀,车身防腐控制需要贯穿于新车型整个开发过程,新产品车身防腐评估和验证过程见表2,主要涂装同步工程评审的内容如下:

1)车身结构防腐性审核和评估;

2)车身结构防水性审核和评估;

3)车身和涂装工艺审核和评估。

5、结束语

汽车车身防腐涉及到车身结构设计、焊接涂胶工艺、涂装工艺以及总装工艺,为了防止车身锈蚀,需要在新车型车身开发开始就进行全过程全面控制。涂装工艺的同步工程贯穿整个产品设计过程中,特别是焊接贴合面,零件端面防腐要求,车身工艺孔是否满足内腔电泳要求;另外根据现有车型防腐蚀经验教训的数据库,输入到新产品项目设计开发中。在车辆试生产阶段,通过电泳车身拆车检查各零部件的电泳漆膜厚度、密封胶的涂胶质量等防腐控制点,发现问题及时处理解决,从而提高车身防腐质量水平,满足客户的质量要求。

摘要：通过汽车车身结构腐蚀的质量案例,对车身典型的结构腐蚀问题进行分析和质量改进,并从新产品开始对车身结构防腐设计进行评估和验证,从而提高车身防腐设计的质量水平。

关键词：车身结构,钣金接触面,钣金端面,工艺孔,防腐

参考文献

[1]胡菲.车身防腐蚀结构设计研究.中国新技术新产品,2013(08)145-146.

[2]孙俊.汽车车身耐腐蚀分析及新工艺技术.

车身结构耐撞性的概念设计仿真篇2

车身结构耐撞性的概念设计仿真

车身结构耐撞性的概念设计是由车辆乘员伤害指标确定出整车碰撞波形(正面碰撞),根据波形将车身结构性能分解参数化设计.文章从CAE建模角度,探讨比较了建立车身概念设计模型的各种主要方法工具,包括LMS模型、有限元Beam-element模型和多体Madymo Frame模型.表明各模型的建模特点和基本方法主要取决于结构刚度特性和惯性特性的.提取与参数化.指出三维模型在概念设计阶段具有适用性和局限性.

作者：邵秀辉朱西产马志雄 SHAO Xiuhui ZHU Xichan MA Zhixiong 作者单位：同济大学刊名：汽车工程师英文刊名：TIANJIN AUTO年，卷(期)：“”(1)分类号：U4关键词：车身结构耐撞性概念设计

车身结构防腐设计篇3

关键词：汽车车身结构；安全部件材料；匹配优化设计

近年来，随着汽车安全事故发生率的上涨，人们的安全意识开始不断提升，对汽车本身的安全性要求也开始不断攀升。因此对汽车车身结构安全部件材料的优化设计就显得异常重要，而我国目前对汽车结构优化设计的研究，大都只是对车身材料或者厚度实施优化，并没有充分考虑到其两者的交互性，在性能的提升方面相当有限。为此，文章针对车身材料的匹配优化设计方式进行探讨。

一、汽车碰撞的安全性设计分析

（一）安全性设计原则

车辆产生正碰对车内的乘员造成严重的安全威胁，这就要车辆结构本身必须具备良好的吸能性，这样才能在汽车发生碰撞时，迅速的将整车动能加以吸收，由此将极大的满足车体本身的加速度和其入侵量控制的匹配性[1]。对于汽车正碰的安全性设计应符合以下两个方面的标准：（1）乘员舱加速度降低，保证乘员不会受到强大的冲击力。（2）应将汽车的前围板侵入量和转向柱后移量控制在较小的范围，不可减少乘员的活动空间，以此避免直接给乘员造成伤害。

（二）安全部件材料匹配优化设计方式

目前，国内对车身材料正碰的安全性设计工作时，大多都是主观性的角度来选取所要设计的对象，而且实际的设计严重缺乏对材料和厚度间的交互性问题。为此，针对此材料和厚度的交互性问题，推出其匹配优化的设计方式。首先，这种方式，主要是通过传力路径和能量分析的方式初步选取相应设计部件。然后由此进行敏感性的分析，这样才能更准确的找出最受影响的安全部件作为设计的对象，从而真正解决难以选取设计对象的问题。同时可针对所选取的设计对象，采用优选近似模型和多目标优化的方式对其厚度和材料实施匹配和优化，这样就充分的利用了两者的交互性，真正实现材料和厚度的变量混合。

二、汽车安全部件的选定分析

（一）分析汽车传力路径

主要针对其正碰当中的流动应力进行分析，可通过明确其车应力变化和部件截面展开分析。其传力路径具体表现在以下几点（1）车辆本身和刚性壁障产生碰撞时，一旦其前保险杠产生变形，会将力直接传递至上纵梁，然后通过上纵梁传递至A柱上端位置，最后直接向后传递[2]。（2）当车辆和刚性壁障产生碰撞时，一旦其前保险杠产生扭曲，会直接将冲撞力转移至前纵梁，然后直接传输至A柱下端、门槛梁以及底板纵梁等位置，最后向后传递。（3）一旦车辆和刚性壁障产生碰撞，汽车A柱下端将直接受到前轮胎的作用力，而前轮会将其真所受的冲撞力转移至A柱下端位置，进而由此传递至门槛梁位置，最终由此向后传递。

（二）分析汽车能量分布

针对其传力路径安全部件的能量分析工作，主要是为了明确此类部件是否在传力路径上起到了相应的吸能作用，然后据此明确发生正碰时的具体部件。

（三）分析汽车材料敏感度

对于汽车车身材料的匹配优化，通常还需要对其敏感度进行分析，具体可采用正交试验的方法进行敏感度分析。通过这种敏感度分析的方式，能够对多种影响类因素的主次顺序进行有效的判定。车身材料一般都是使用高强度钢，而使用更高强度的刚强度钢需要较高的成本。所以，就必须保证所选择的部件材料，其碰撞性能获得更好的改善，这样才能极大的避免汽车本身车身材料和成本的浪费。

三、汽车安全部件材料的匹配优化设计

（一）材料匹配模型分析

具体需要结合正碰部件的敏感度分析结果来选取对材料造成明显变化和影响的部件材料作为设计的对象。具体通过敏感度分析，并结合多种材料的碰撞特性来明确哪些部件属于最适宜的强度等级，可直接从备选材料当中选取最适宜的材料作为其部件材料的取值范围。一般正面碰撞中的安全部件材料优化的数学计算模型主要是以下表达形式：

式中，m为汽车安全部件的质量和，acc为乘员舱的加速度峰值，disp为前围板的最大侵入量。

（二）材料匹配优化设计过程分析

针对汽车安全部件的材料匹配问题必须充分考虑到其部件的材料和厚度，这属于离散混合变量多目标优化的问题。最常用的方式将离散变量直接当作是连续变量的形式，然后将最优点圆直接调整为相应的离散值。不过，这种方式只能获得局部的优化，有时甚至在其可行域外。还有一种方式就是将连续变量实现离散化，一旦其离散的方式不正确，也将只能获得局部的优化。

四、结语

综上所述，对于汽车安全部件材料的匹配优化，需要采用传力路径和能量分布的形式来选择其正碰相关部件，然后可直接通过敏感度分析的方式提取出其中的安全部件。再进行模型计算的方式，得出优化数据，最终运用于车身的设计当中，必然将有效提升汽车正碰耐撞性。

参考文献：

[1]伍素珍，郑刚，李光耀，田轩屹，刘胜.汽车车身结构安全部件材料匹配优化设计[J].锻压技术，2015，11：85-93.

轿车车身防腐性能的探讨篇4

1 电泳漆的泳透力

1.1 泳透力的测定方法

电泳涂装过程中, 在电场作用下, 电泳漆对被涂物背离对应电极的部位的涂覆能力即在被涂工件的焊缝、内腔等部位能泳上漆的能力, 称为泳透率。电泳涂料的这一特性, 提高了其对含有空腔结构的工件的内表面 (如汽车驾驶室内表面、空腔零部件及焊缝间) 的涂漆能力, 已广泛用于汽车车身的底漆涂装。

电泳漆泳透率的检测方法有3种——钢管法、伏特盒法和4枚盒法。目前阴极电泳漆泳透力的检测主要采用4枚盒法。该方法以4枚盒各部位的膜厚作为评价对象, 可以很好地模拟车身内部腔体的泳透力。4块测试板纵向排列, 顺序如图1所示。板间的距离为20 mm, 测试板的各涂装面按从左至右的顺序记为A面/B面→C面/D面→E面/F面→G面/H面。泳透力值用G/A膜厚比值表示。一般当G面膜厚达到10μm左右时, A面膜厚已达到20μm以上。A面膜厚与G面膜厚的差值越小, 表明该涂料的泳透力越好。

1.2 4枚盒内部的电流分布曲线和电压曲线

4枚盒法内部电流分布曲线如图2所示, 可已看出G面的最大电流的密度最小。4枚盒法内部施工电压曲线如图3所示, 其中曲线1表示A面电压, 曲线2表示H面电压, 曲线3表示G面电压, 曲线4表示E面电压, 曲线5表示C面电压, 曲线6表示1/2的H面电压, 可以看出当A面施工电压为240～250 V时, G面施工电压只有61 V, 因此G面泳涂的漆膜厚度最薄。所以用4枚盒法测试电泳漆泳透力与实际生产比较接近。

1.3 泳透力对车身防腐性能的影响

众所周知, 车身由多部分钣金结构通过焊接、铆接等方式组合而成。受电泳涂装泳透力的影响, 并不是所有的车身部位都能获得漆膜的防腐保护, 在电泳漆膜很薄或泳不上漆的情况下, 裸露的金属板材就会腐蚀, 产生锈点、淌黄水、直至穿孔锈蚀。在用4枚盒法测定泳透力的试验中, A面相当于车身外板、G面相当于车身上的内腔结构及钣金层叠结构, 如车门内板、地板总成、发动机罩盖和行李箱盖板等空腔部位 (参见图4～图7) 及钣金搭接部位。这些部位是电泳涂装的薄弱部位, 是电力线较难到达的区域, 因此选用高泳透力的电泳涂装材料对提高车身内腔、缝隙、卷边、层叠等部位的防腐性能是非常必要的。

2 不同金属板材涂装后的防腐性能

随着我国汽车工业的不断发展, 对汽车用金属板材和涂装防腐性能提出了更高的要求, 如车身出现穿孔锈蚀的时间提高到10年以上。一些汽车生产厂为了降低生产成本采用部分冷轧板代替镀锌板, 在采用相同的电泳涂装工艺后发现, 对车身的空腔、夹层、边缘部位进行腐蚀试验后, 有镀层的金属板材和无镀层的金属板材的锈蚀情况有明显差别。图8和图9为采用同样涂装工艺、不同金属板材的两个轿车车门在青岛露天放置8年后的腐蚀情况。据工作人员介绍, 采用冷轧板的车门由于空腔部位没有涂上电泳漆或漆膜偏薄, 放置3年时就已出现锈蚀。

据有关资料介绍, 在相同的腐蚀环境下, 冷轧板的腐蚀达到30%时, 镀锌层厚度为2～5μm的镀锌板的腐蚀达到5%, 而镀锌层厚度为7～10μm的镀锌板基本没有腐蚀。因此对于轿车车身上电泳涂装难以形成漆膜或漆膜薄的部位应考虑选用带有镀层的金属板材, 并在完成涂装工艺后进行注 (喷) 蜡防护, 进一步提高整车的耐腐蚀性能。

3 优化车身结构设计

电泳涂装对提高整车的防腐性能起到了关键的作用, 然而由于受泳透力影响在车身内腔、板材叠合、锐边等部位存在着涂装的薄弱环节, 因此从车身的结构设计方面应引起关注。

(1) 优化内腔结构设计

在不影响钣金结构的金属强度和装配的情况下, 可以在适当部位开孔, 开孔的尺寸和数量需要设计人员和做腐蚀试验的人员共同探讨并验证。图10和图11为开孔部位周围电泳漆膜的泳涂情况。

(2) 优化钣金叠合部位的设计

对于车身的钣金层叠部位及焊缝, 单凭电泳涂装是很难泳涂上电泳漆膜的, 因此对构成车身壁板的叠合面上的焊缝一般需要涂密封材料。在进行车身设计时要考虑到钣金的搭接方式及搭接部位, 尽量避免焊缝外露及影响整体外观, 充分考虑密封操作的方便性。通过进行焊缝密封, 使轿车车身具有很好的密封性、防锈性、耐久性和美观性。

车身密封胶的涂布示例如图12所示。

(3) 优化锐边结构设计

车身应尽量减少锐边结构, 因为在电泳涂装过程中, 树脂阳离子在锐边结构上的沉积速度慢, 导致这个部位漆膜较薄, 且附着力和机械强度差。试验证明, 在同等腐蚀条件下, 电泳涂装后, 圆角结构的耐蚀性要明显优于锐边结构。因此, 在进行产品设计时应尽量避免锐边结构。

4 结束语

轿车车身结构及焊接工艺优化设计篇5

产品结构的优化设计

1. 产品设计中注意的问题

1) 产品设计中对于必须开孔的外观冲压件 (如车门外板门手柄凹陷处、侧围油箱口) , 其孔洞或凹陷造型设计应以圆形、椭圆形为主, 圆形、椭圆形有利于冲压成形, 必须避免方形直角结构设计, 边缘带交角的凹陷设计会导致外板四角处产生无法消除的微小变形, 这类C级缺陷几乎无法通过冲压工艺进行整改, 并给焊装增添了额外的打磨、抛光返修工作量。

2) 对于行李箱入口设计, 要避免车身左右侧围装密封条的两侧止口垂直设计, 要将行李箱入口两侧止口设计成倒梯形 (上大下小) , 因为垂直结构会加大关闭时行李箱内板与密封条的摩擦力, 引发行李箱关闭费力、密封条寿命缩短等缺陷。所以, 各种三厢车行李箱入口设计几乎均为上大下小的梯形, 这不是造型的趋众性使然, 而是使用的功能性所决定的结构设计。

3) 产品设计中尤其要注意环境件的校核 (防止出现干涉、装配困难、间隙不足设计缺陷) , 各专业设计零件时更多的是关注自己所设计零件的美学、功能、材料运用等设计要素, 往往容易忽视自身零件对其他相邻零件的影响。例如, 有的零件静态校核时没有问题, 但在承载、运动颠簸中零件会发生弹性变形, 原先有间隙的两个零件因接触摩擦会产生异响。

4) 关于提高通用件使用率问题。通用件使用率越高, 越能简化装配工具, 减少容器占地面积, 降低物流成本。新车型在设计阶段, 对于内骨架件尽量选择已有车型使用的零件, 避免开发相似零件, 以便缩短零件开发周期, 减少投资。对于外形、功能相似的标准件要进行整合, 整合后可以减少标准件品种, 有利于大批量采购进而降低成本。

2. 产品结构优化设计

纵梁类槽型冲压零件要避免两个折角90°设计, 一般按93°~97°设计, 敞开式设计既有利于冲压件几何尺寸控制 (解决回弹问题) , 减轻模具磨损, 又可以提高料箱装载效率 (相同容器因V形槽型零件紧密叠放而多装零件) 。

行李箱后下部边缘与后保险杠的间隙, 往往存在间隙过大与间隙不对称的B级缺陷。为消除行李箱后下部边缘与后保间隙过大与间隙不对称缺陷, 在新项目中采用如下解决方案:后行李箱与后保险杠的间隙配合采用以行李箱下边缘为定位基准, 即行李箱盖先定位 (关闭锁紧行李箱盖) , 在行李箱盖下边缘与后保险杠骨架之间塞一个8mm定位样板, 将后保险杠骨架套在后围板的螺柱上, 此时后保险杠骨架上边缘在塑料弹性卡片的作用下与定位样板贴合, 拧紧后保险杠骨架, 取下定位样板完成装配工作。这时, 两个零件之间的间隙相当于组成环, 而后保险杠骨架上与螺柱配合的长圆孔相当于封闭环, 从而降低了该尺寸链其他各组成环的精度要求。该方案实施确保了行李箱与后保险杠的间隙, 也是产品优化设计解决工艺难题的一个典型案例。

3.产品装配公差的优化设计

对于车身外饰件间隙面差公差的确定, 除了常规的静态计算之外, 还要考虑动态实际配合情况对静态公差的影响。

N68整车扣分曾出现过前车门腰线相对于后车门腰线Z向低进的缺陷, 而焊装此处无该缺陷, 原因如下:焊装检查前后门腰线平齐, 在总装装配车门玻璃升降器、门玻璃后在重力作用下出现车门后部Z向降低现象导致前后门腰线不平齐缺陷。为此, 在焊装设计公差时将前门腰线设计的比后门高出1~2mm (需要跟踪一批焊装到总装的车辆, 确定为1.7mm) , 以便确保总装得到前后门腰线平齐的检查结果。在焊装车门上配重检查腰线也可以达到上述目的。

T73A前保险杠与发动机罩间隙静态检查合格, 经过跑道路试后扣间隙过大缺陷, 原因:路试后因发动机发热导致发动机舱温度升高, 塑料前保受热变形导致前保险杠向前移动。针对以上问题采取如下措施:除了前保险杠固定点设计时要考虑受热变形因素外 (避免Z形结构固定孔, 即受力点与固定点不在同一平面, 受外力作用时零件易变形) , 在制定前保险杠与发动机罩间隙公差时有意减少两者间隙, 路试后间隙虽然增大但仍确保该间隙在合格范围内。

车门上边缘在密封条的反弹力作用下也存在类似问题 (车门上部高出侧围) , 通常参照上述方法解决这类问题。

焊装工艺优化设计

1.工艺平面布置

调整线:靠近油漆车间入口处布置生产线, 预留扩能面积, 对于两种不同系列车型尽量分为两条线布置, 公用一个进入油漆车间的通道。

车身线:靠近调整线布置, 车身线与调整线之间以存放20台左右的车身总成为宜, 侧围线分左右布置在车身线的侧围上件工位两侧, 采用斜坡积放存储输送机存放侧围总成, 并将侧围总成从地面送到车身线装配平台进行侧围与底盘的预装。

工位平面布置图设计时要遵守大图形设计原则, 避免1∶10的大比例设计。大比例设计出的工位设备、工装图形太小, 不利于设备、工装的紧凑布置, 大比例设计仅适用于总图设计以及观察工艺流程、物流合理性使用。

从减少辅助人员和面积的目的出发, 工位件零件运输可以采用AGV自动运行小车运输分总成或零件, 以便实现自动化多品种配送, 提高装配的准确性及工作效率。该小车轻便、安全、低成本、无污染, 它的运用为生产现场带来极大方便。

为降低投资风险, 新车型投放宜采用滚动发展模式, 一款车型获得市场认可需要扩大产能时再有计划地在预留面积上实施二期、三期工程, 这样可以避免高投入低产出带来的投资效益低下的风险。

2. 工艺路线

为提高单位面积生产效率和人均生产率, 要降低零件自制率, 尽量外委需要专业化生产的、宜于运输的零件。如轴类零件、纵梁和滚压型腔类零件。

零件大量外委生产的优点:由于零部件企业可以从整车企业得到稳定的订货, 可以事先了解整车企业开发新产品的计划, 从而进行技术改造和设备更新, 形成大批量的专业化生产, 避免在激烈的竞争中被淘汰。对整车企业来说, 通过与零部件企业的专业化分工, 节约了投资, 缩短了产品开发周期, 分散了风险, 降低了成本, 提高了劳动生产率。作为例外, 前后保险杠是高利润产品, 备件市场巨大 (汽车追尾事故导致高备件需求) , 为提高盈利能力, 主机厂宜用投资厂房设备自制前后保险杠。

平面布置要尽可能压缩工艺面积, 减少辅助生产面积, 缩短工人位移距离 (提高厂房单位面积产量) 。

3. 流体设计

压缩空气管径视设备耗气量要求而定, 接气点至焊机的软管不得小于6分管。大直径气缸使用点应设置储气罐, 用于平衡大直径气缸瞬间耗气对压缩空气主干管路产生降压的压力波动影响。

4. 电力容量设计

电阻点焊设备用电特点是瞬时大容量用电, 焊装车间变压器电力安装容量不能简单地将所有点焊设备功率相加得到总的电力容量, 点焊设备功率相加的容量一般称之为电力设计容量 (理论容量) , 电力安装容量 (使用容量) 为设计电力容量乘以安装系数 (0<系数<1) , 该系数与设备数量、汽车年设计纲领、设备功率、焊机变压器暂载率相关, 通常设备数量多、变压器功率低、点焊设备暂载率低、产品设计纲领高其系数较小, 反之系数较大。工厂厂房设计时要注意为焊装车间预留变压器扩容面积, 在提升产能的同时核算电力安装容量是否满足设计要求, 对于系数不满足设计要求的电力安装容量要通过增加变压器提高该系数 (对照设计标准的系数表核查系数) , 否则会出现系统性焊点虚焊质量缺陷。自动生产线点焊控制器群控技术能降低焊装车间电力系统对电力安装容量的需求并提高点焊质量, 减少变压器投资从而降低成本。

5. 焊接工艺

(1) 焊接夹具。气动夹紧单元宜采用杠杆压头侧耳座式气缸, 杠杆式压头结构简单具有自动补偿磨损功能, 价格低、可靠性高、易于维修。夹具底座设计要注意提高其刚性, 以确保安装在地板上面的定位原件位置精度。要结合焊接工艺特点, 在夹具上适当位置设置绝缘装置, 避免磁场影响焊接质量。

(2) 点焊焊接参数。宜选用中等焊接规范, 强规范虽然能提高生产率, 但焊接飞溅大, 既污染环境、增加设备工装清洁难度, 又会形成焊点烧穿、点焊接头疲劳强度低 (焊点凹陷) 等缺陷。尤其值得注意的是焊接使用参数必须以现场条件为依据进行调整, 未按现场实际情况确定焊接参数而照搬标准点焊焊接参数是导致焊点缺陷的原因之一。

(3) 气体保护焊。焊接使用的保护气体以CO2气体为宜, 可以选择合适的焊机、优化的焊接参数来解决CO2气体保护焊工艺焊接飞溅大的问题。氩弧焊成本较高, 应慎用。

(4) 包边工艺。机器人滚边以其灵活性、低成本、高质量优势将获得广泛应用。在分析滚边质量缺陷时, 滚轮的松动是产生滚压包边缺陷的原因之一, 尤其是当对称件发生左右包边不一致缺陷时要检查滚轮轴向位置是否发生飘移。

(5) 点焊设备。通常选用低成本、易维护、操作接近性较好的分体式同轴电缆焊钳。高档焊钳为一体式焊钳, 节能, 价格是分体式两倍;低档焊钳为分体式双电缆, 价格略低于同轴电缆。

(6) 合装夹具。车身线合装夹具用于拼装车身壳体, 精度要求高, 通常要适应两种以上车型混流生产。侧围装配部件横向移动加转动式结构, 因具有可靠性高、通用性强、维修方便、成本低廉的特点而获得广泛应用。

(7) 污染控制。为减少室内环境污染, 要控制焊接零件表面油污, 必要时清洗油污;在点焊工位焊点附近增设抽风装置;气体保护焊接工艺可集中安排在调整线上一段封闭的室内, 利于屏蔽焊接弧光和集中排放焊接烟雾;尽量减少使用内燃机叉车运送零件 (减少尾气排放) , 使用电动叉车和带轮容器。

(8) 生产线。地板线、车身线一般采用步进式一字线排布, 这种方式有利于左右侧围上线装配, 有利于物流运输。大批量生产线的自动化程度高, 停线对生产产量影响大, 不论采用何种工位间传输方案, 可靠性 (设计可靠性, 零部件及电气元件可靠性) 是优先考虑的要素, 对于大批量生产方式, 成本因素放在相对次要的位置。调整线装配工位采用滚床运输, 打磨、调整工位采用同步板链运输。

(9) 焊接机器人。通常外观零件 (侧围、车身) 、焊接接近性差的大总成 (地板) 使用机器人焊钳进行焊接, 内骨架件合件用人工焊钳焊接。

(10) 点焊控制器群控技术。该技术一般用于自动化生产线, 可以有效减少电力安装容量需求, 稳定点焊质量, 但手动焊接工位要慎用群控技术, 特别是人工操作的固定点焊机, 在群控功能发挥作用初期, 工人按按钮无焊接动作, 在工人误认为设备出现故障、将手放入上下电极之间时, 群控功能发挥作用, 电极瞬间闭合极易发生夹手等工伤事故。

结语

车身产品及工艺优化设计目的是用最佳的设计、最经济的投资满足用户舒适性及功能需求, 上述优化设计方案源自生产实践, 每个优化方案的描述均有现场案例支撑, 是长期工作经验的积累。

微型客车车身结构设计新特点篇6

近年来,微型客车汽车市场增长较快,增幅大于其他品种,国内各汽车企业加大汽车产量,并重点在主销车型提高产能,要求有些车型实现超大批量生产,但却暴露出生产线的产能不能满足新的市场要求的问题,超大批量生产往往受限于当初的规划产量,尤其是产品结构的设计,因为早期的产品结构不适合大批量生产,不能简单地通过复制生产线模式达到提高产量目的。下面以某微型客车年度开发为例.阐述当前的车身结构设计新特点。

某微型客车作为上汽通用五菱汽车股份有限公司的支柱产品,从2002年投放市场以来车身结构基本没有更改,通过几年的实际生产,呈现出越来越多车身结构方面的问题,随着产量越来越大,车身生产线已经成为继续提高产能的瓶颈。

2 车身结构新特点形成

在该车近年的年度车型开发中,其目标之一是解决原车开发时遗留下来与当前实际生产不适应的车身结构问题,要求车身结构做到结构简单、容易制造、质量稳定及性能可靠。

该车车身开发重点在车身后部的结构改进,涉及的零件有后侧围内板、后侧围外板、顶盖后横梁、D柱、后轮罩等,这些零件的结构对生产线的产能及质量稳定至关重要。下面分开进行叙述。

2.1 后侧围与顶盖后横梁搭接结构改进

如图1所示,原车侧围后部①与顶盖后横梁③一般都通过连接板②搭接,侧围①和后侧角连接板②需在专门的工装夹具上焊接成侧围分总成,再通过总拼工位与顶盖后横梁③焊接起来①。

存在的问题:

(1)由于此区域位于转角处,结构复杂,连接板的型面难与和侧围很好地贴合,零件在工装上定位也困难,因此容易存在尾门进水的风险。

(2)多个零件在转角处搭接,易造成搭接边翘曲变形,导致尾门胶条卡不紧,也是漏水的主要因素。

(3)另外,常因零件搭接配合不好,较大影响车身的外观质量。

针对此处的复杂结构,通过CAE拉深成型分析手段,优化设计,取消了后侧角连接板,使侧围①与顶盖后横梁③直接搭接,简化了此处结构(见图1和图2)。

新设计结构优点: