白车身底板论文（精选7篇）

白车身底板论文 第1篇

目前, SHUTTLE线的前进后退是靠变频电动机来驱动, 变频电动机与SHUTTLE之间通过万向节、齿轮、齿条连接在一起 (见图1) , 提速遇到以下瓶颈问题:

(1) 变频电动机的运行频率已经达到50H z, 速度难以继续提高。

(2) 采用更大功率的变频电动机, 需要较长的减速距离, 对减速定位部分的机械结构强度要求较高, 损耗时间。

(3) 线体机械强度不足S H U E E L E线的龙骨强度、导轨强度、行走轮和导向轮强度不足, 不改进将导致提速后行走轮承载不足、导轨严重变形 (见图2) 。若改进, 相当于拆线重造, 在满负荷生产下, 不允许停线24天。

方案分析确定

经过分析, 采用大功率变频电动机, 同时彻底改造机械部分不可取。公司决定另辟蹊径, 采用双伺服电动机驱动, 解决提速问题。

1. 伺服驱动分析

伺服电动机具有如下优点:

(1) 起动转矩大由于伺服电动机转子电阻大, 其转矩特性曲线与普通异步电动机的转矩特性曲线相比有明显的区别。它可使临界转差率S0>1, 这样不仅使转矩特性 (机械特性) 更接近于线性, 而且具有较大的起动转矩。因此, 当定子一有控制电压, 转子立即转动, 即具有起动快、灵敏度高的特点。

(2) 无自转现象正常运转的伺服电动机, 只要失去控制电压, 电动机立即停止运转。

(3) 控制精度高伺服电动机的控制精度由电动机轴后端的旋转编码器保证。由于是闭环反馈控制, 其精度非常高。

(4) 加、减速快电动机加减速的动态相应时间短, 一般在几十毫秒之内。

(5) 低振动交流伺服电动机运转非常平稳, 即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能, 可涵盖机械的刚性不足, 并且系统内部具有频率解析机能 (FFT) , 可检测出机械的共振点, 便于系统调整。

据此, 采用伺服电动机的方案是可行的, 完全可以满足要求。

目前, 公司内已有两台5.5k W伺服电动机, 原来使用的变频电动机为11k W, 使用两台共同驱动完全是没有问题的。每台伺服电动机最高转矩为80N·m, 如果排除万向节后, 类比原来的变频电动机, 此转矩也是可以满足要求的。

2. 单伺服电动机驱动和双伺服电动机驱动比较

(1) 方案一:单伺服电动机驱动以一台伺服电动机控制, 取消万向节的连接方式, 直接悬挂在SHUTTLE线上, 随SHUTTLE线一起升降 (见图3) 。

上述方案经过论证, 发现存在机械干涉问题, 无法实施。轴1为S H U T T L E线升降系统的连接轴, 轴2为伺服电动机的传动轴。如果S H U T T L E线升降, 那么此两根轴就会干涉 (见图4) 。

(2) 方案二:双伺服电动机驱动用两台伺服电动机驱动, 参考原来的十字轴万向节结构形式。

采用双伺服驱动不仅会改善S H U T T L E线的受力情况, 减少形变 (双侧均衡受力) , 还会省略减速机构和定位系统, 而且速度将会大大提高。

由此可见, 采用双伺服电动机驱动, 机械部分只需改造滚轮支架和行走轮大小, 利用三天时间即可完成 (见图5和图6) 。

3. 两台伺服电动机同步分析

(1) 电气同步分析曾经见过日本佳能工厂中设备, 由两台伺服电动机同步行走实现精确定位, 采用三菱技术, 由两个伺服编码器控制, 对编码器的设定要求很高。从理论上说是可以实现的。

现有的同步方案:

跟随控制, 即一台电动机为主动, 另一台电动机为从动。两台电动机同时接收相同的频率脉冲, 可以做到同步, 由此产生的同步偏差是可以忽略的。

时基控制, 即同步启动永远不停止会同步, 但是此项技术复杂, 不适合现场。

插补运算控制, 即两轴做45°方向直线差补。相当于把差补过程当中分成了无数个相差只有一个脉冲的阶段。这样运动会同步, 但是停止位置不一定在相同的位置。而且速度无法提高, 不适合现场应用。

经过分析, 选择跟随控制是最理想的, 试验下来也是完全可以满足要求的。

(2) 机械同步采用双十字万向节传动, 对机械的安装会比较严格。

万向节本身传动就不稳定, 会产生误差。如图7所示, 只有满足以下条件万向节的传动状态才最好。

万向节的最大安装角度不能超过20°;图7中四个角度ɑ1、ɑ2、ɑ3、ɑ4必须相等, 否则会输出不同步;所有轴的中心线必须在一个垂直平面内。

最大的难点在于第二条, 保证好安装精度做到机械同步是没有问题的。

白车身调试分析方法 第2篇

1 车身零部件

焊装零部件的尺寸精度对于白车身的焊接质量非常重要, 零部件的加工误差将直接影响钣件与钣件的搭接和钣件在夹具上的装配质量, 可能会造成钣件与夹具装配间隙偏大, 钣件与夹具装配干涉, 钣件上的定位孔与夹具上的定位销无法精确匹配, 导致钣件无法在夹具上进行定位, 无法完成精准焊接等, 因此, 在进行车身调试工作时, 需通过冲压件检具或者三坐标检测验证钣件的尺寸与设计技术要求是否相符, 发现问题及时整改, 确保钣件的尺寸在公差范围之内。

2 焊装夹具

夹具在制造产业当中, 作为生产的一个辅助条件, 是把加工对象及安装对象迅速、准确地定位和固定的特殊工具。焊装夹具是为白车身零部件之间的拼接提供电阻点焊、CO2保护焊、分总成部件装配及转运等特殊使用方法的定位器具。焊装夹具投入使用的目的:一是决定钣金件的相对空间位置, 二是提供钣金件在此空间位置上的刚度, 以抵抗焊枪操作时引起的位移和变形。因此, 夹具进入主机厂完成安装后, 需要: (1) 验证夹具的动作顺序, 装件顺序是否合理, 是否满足人机工程学要求; (2) 分析钣件在夹具上装配时是否存在干涉或者无法进行装配的现象, 发现问题要及时制订整改措施, 及时消除, 不影响后续装配; (3) 验证分析夹具的主定位与辅定位的布置是否合理, 夹具的可定位性是否满足技术要求, 夹具的重复定位性是否可靠; (4) 通过钣件之间的匹配状态, 分析检测钣金和夹具的尺寸精度, 确保各分总成及总成夹具间的RPS基准保持一致。

3 工艺文件

工艺文件, 是指导工人操作和用于生产、工艺管理的主要依据。因此, 在进行白车身加工制造过程中, 工艺文件的作用必不可少, 在开展白车身调试工作时, 涉及到的工艺文件包括作业指导书、工序图卡、控制计划、过程流程图、过程FMEA、工具明细、原辅料消耗定额、PBOM、焊机及涂胶设备参数表等。在进行白车身调试工作时, 需编制初版工艺文件, 经过几轮调试验证, 不断优化工艺文件, 经相关工艺人员确认后下发最终版文件, 使现场实际情况与工艺文件相符, 做到正确、完整、统一、清晰。

4 焊机参数调试及白车身剖检

在白车身的制造过程中, 电阻点焊作为白车身的主要焊接手段, 为保证焊接质量, 需要根据不同零件的搭接板厚, 设定相应点焊机的焊接参数。白车身由数百个零部件焊接而成, 生产线各个工位的零件搭接板厚有所差别, 所以要求调试人员综合考虑生产节拍和焊接质量, 设定合适的焊接参数规范, 经过破坏性检验如试片扭转或试片撕裂试验验证所设焊机参数规范是否满足焊接质量要求。另外, 焊装车间还采用CO2焊接、螺柱焊、凸焊、MIG焊等焊接手段, 同样也需要经过多轮焊接验证, 以确保符合焊接质量要求。

白车身经调试完成后, 需进行车身强度剖检工作, 即NQST。NQST是指白车身焊点强度质量水平, 主要通过对白车身的破坏性检验来判断和评价整个白车身总成焊接强度的一种方法。当前, NQST的控制概念已经在整个汽车行业中被广泛运用, 通过对白车身焊点强度质量水平的衡量, 在合理的质量成本下, 将NQST值控制在目标范围值之内。随着产品质量的不断改进和顾客要求的不断提高, NQST值也随着不断调整和降低, 使得车身的焊接质量得到有效控制, 并具有明确的量化考核指标, 以便能够更清楚直观的为汽车制造厂反映产品的焊接质量状况。

5 车门调整及内外饰匹配

白车身骨架经制造完成后, 需进行车门钣金总成的装配, 依据焊装间隙面差图, 调整车门的间隙、面差及平行度。

白车身总成经涂装处理后, 进入总装车间, 需根据内外饰DTS定义, 综合考虑外观的工艺性和美观性, 保证外观装配件与车身之间、各外观装配件之间的平度、间隙、平行度、对齐度等满足DTS标准, 同时也需保证内饰件与车身匹配达到标准要求, 发现问题需及时排查原因, 通过检测手段分析是内饰件不符合尺寸要求还是白车身功能尺寸及骨架符合率不达标, 然后再制订整改措施, 逐一解决问题。

6 员工操作

在操作过程中, 焊装车间基本上都是流水线工作, 每个环节都有不同操作人员来完成, 因此, 操作者应该熟练掌握操作技术, 严格按照操作规范来完成。但是在实际生产过程中, 制造误差会随机产生, 所以要求操作人员应精心细致, 做好自互检工作, 尽可能规避诸如装配、焊接等误差的产生, 从而控制车身焊接质量。

7 生产节拍

开展白车身调试工作时, 需均衡及综合考虑生产节拍, 根据车型的生产纲领确定该车型的生产节拍, 生产线的前期规划根据生产节拍确定多少工位, 夹具套数, 人员及设备数量等各种因素, 规划节拍都是理论上进行计算得到的结果, 往往在现场实际操作中受人员、设备、夹具、操作的熟练程度等各方面影响, 实际生产节拍与规划节拍有很大的出入, 因此需要现场调试人员对节拍进行测量、均衡, 并将超出规划节拍的工位优化到规划节拍以内, 以满足生产要求。

8 结束语

汽车白车身用检具技术 第3篇

在激烈的市场竞争中, 国内外汽车公司在长期实践的基础上, 逐步形成了一套新的设计制造方式, 即整车尺寸工程。整车尺寸工程包括整车尺寸目标、尺寸设计GD&T、尺寸分析验证和尺寸管理等。在实际生产中, 我们不可能制造出完美的零件, 零件的尺寸会发生变化, 即制造公差, 制造公差的管理属于尺寸管理的一部分, 目前汽车白车身应用的尺寸管理工具有三坐标及检具等。

离线三维测量技术

离线三维测量技术主要包括三坐标测量、三维光学测量等先进的测量技术。三坐标测量属于接触式测量;三维光学测量属于非接触式, 也就是说, 在扫描的时候, 设备不需要与被测物体接触。

三坐标测量 (CMM) 是通过测量头系统与零件的相对移动, 来测量零件表面点三维坐标的一种测量方式。三坐标测量具有精度高、速度快、柔性好、数据处理能力强等特点。三坐标测量机构按结构形式可以分为龙门式三坐标、桥式三坐标、水平悬臂式三坐标和便携式三坐标等。

三维光学测量是光电技术与机械测量结合的高科技, 借用计算机技术, 可以实现快速、准确的测量。方便记录、储存、打印、查询等功能。按照其工作原理分为两种:一种是“照相式”, 一种是“激光式”。

“照相式”是针对工业产品涉及领域的新一代光学测量仪, 与传统的光学测量仪和三坐标测量系统比较, 其测量速度提高了数十倍, 由于有效地控制了整合误差, 整体测量精度也大大提高。

“激光式”属于较早期手法, 由测量仪发出一束激光光带, 光带照射到被测物体上并在被测物体上移动时, 就可以采集出物体的实际形状。比较情况如表1所示。

在线测量技术

检具是在线检测检验夹具的简称, 是一种满足特定检测要求专门制造的检测工具。检具的型面必须根据零件的CAD数据铣削加工, 能体现零件的所有参数, 对零件进行定性检测。

汽车制造厂白车身常用的检具包括冲压单件检具 (见图1) 、焊接总成检具 (见图2) 及检测白车身焊接尺寸的开口检具 (见图3) 等。

综上所述, 汽车制造厂白车身尺寸管理工具最普遍应用的技术是检具技术。

检具发展的趋势

(1) 轻量化, 最小化, 多车型通用及资源可重复再用性。

(2) 柔性化趋势 (见表2) 。随着“零缺陷”理论在汽车制造业中的推广, 100%检测零部件成为必须的要求, 同时伴随着汽车柔性化生产的要求, 专用检具越来越难以满足使用要求。传感器技术和软件处理技术的发展, 也为专用检具的发展提供了更多的选择。柔性化检具自然成为了众多汽车制造厂的选择项。

一般来说, 只要具备可调整、大部分零部件可以重复使用的尺寸检测工具, 都可以称为柔性检具。专用检具上可调整量比较少, 但在柔性检具上, 底座、定位系统等均可以进行调整, 也能进行重复使用。

(3) 数字化趋势。目前国内市场逐渐出现对检具数字化的需求, 最早在项目里碰到, 就是所谓的EDC (Electrical Data Collector) , 它是通过在检具上增加固定的电子传感器支座来实现的。支座的坐标位置和方向都是事先设计, 再通过电子传感器搜集指定位置的数据。

另外一类数字化检测的方式, 是通过数字式百分表或者塞规直接对被测要素进行测量。

数字化检具的目的主要是:消除或减少人为读数误差;提供R&R报告的基础数据 (重复再现性测量一定要在同一个点反复测量才有意义) ;提高测量效率, 降低劳动强度;为后处理软件提供基础数据, 可通过软件分析指导模具或夹具的调整。

检具精度

汽车检具属于精密机械和计量学学科, 汽车检具精度主要由设计、制造、验收和周期校准等几方面的精度组成, 而每方面又包含若干学科, 比如检具设计精度涉及到计量学、结构力学、材料及热处理、加工工艺等学科。

1.检具设计精度

检具精度越高, 对产品制造精度就越有利;但同时会增加检具制造的难度及增加检具的成本。检具的制造公差占产品公差的5%, 检具的磨损占产品公差的5%, 检具总的公差占产品公差的5%~10%。

(单位:mm)

表3为几家汽车主机厂检具设计中, 几项重要指标的设计公差。

汽车检具的设计精度一般按1/3~1/10原则, 如表3所示的检具精度标准建立在各家主机厂不同产品质量控制策略, 不同检具理念的理解上。以自身产品质量控制策略, 检具规划为出发点, 力求做到检具精度和检具成本的最佳平衡。

2.检具制造精度

检具制造精度与检具制造成本息息相关, 同时与设计、验收精度相互作用, 形成最终的检具精度。

不同汽车主机厂检具的制造精度不同, 而检具的制造精度又分为:

(1) 检具底板制造精度。

(2) 检具零部件制造精度。

(3) 检具装配用定位孔精度, 检具结构如图4所示。

例如, 不同主机厂的底板制造精度如表4所示。

3.检具验收精度

检具验收精度是由验收的方法、验收的设备以及被验收检具的大小、材质等决定的, 概括说来, 包括以下几方面:

(1) 验收方法问题。验收前, 要求三座标仪器拔出定位销再装配后进行测量, 这是考评检具精度稳定性和再现性的重要手法。

(2) 三坐标设备精度。

(3) 弹性变形。对于大型检具, 铸铝或铸铁在它的自重下, 会发生弯曲, 弹性变形随时随地都在产生, 可以通过改进设计和支承情况, 减小变形, 但却不能完全消除。

(4) 测量方法。测量的过程中应当遵守阿贝原则 (共线原则) 、最小变形原则、最短测量链原则, 封闭原则、基准统一原则 (产品设计, 工艺规划, 测量) , 同一被测对象、同一时间、地点和环境等因素。

某主机厂检具结构汇总及优点

对于某主机厂, 其使用的检具具有一定的规范结构, 不同车型使用相同结构的检具, 具有很多优点, 而且各主机厂目前也是这样操作的 (见表5) , 举例说明如下:

结语

论白车身质量控制方法 第4篇

1 焊接控制方法

电阻点焊是车身连接工艺中应用最广泛的一种方式,1辆白车身由几百上千个零件组成,而这些零件都是经过拼装、焊接组合成白车身,因此要控制好焊接质量,才能从根本上保证白车身质量[1]。

1.1 焊点非破坏性检查

焊点非破坏性检查是现阶段汽车焊接生产过程最广泛的物理在线检测方法之一,也称为凿检。其操作步骤如下。

(1)准备好专用工具凿子和铁锤(如图1所示)。

(2)将凿子在离焊点3～10 mm处插入直至与被检查焊点内端平齐(如图2所示)。焊点非破坏的选择原则为每把焊枪设1个焊点。

(3)上、下扳动凿子(小于30°),检查焊点是否脱虚焊。拔出凿子,用锤子还原零件。

(4)将检查结果记录在焊点非破坏性检查表中。焊点非破坏检查记录表见表1。

1.2 焊点破坏性检查

焊点焊接破坏检查也是一种常见的物理检查方法之一。其相对于非破坏性检查最大的特性是对白车身的破坏是不可恢复。但其可以对白车身任何一个焊点进行检测,可测量焊点的熔合直径,这些都是非破坏性检查无法比拟。其缺点在于对车身造成的破坏无法恢复,实施过程时间久,一般1辆白车身破坏性检查需要2～3位工人用10 d时间才能完成,且全程需要质量部相关人员进行跟踪记录。量产车实施频次为1个季度1台,非量产车为每阶段1台。

1.3 焊点试片检查

焊点试片检查主要用于非破坏性检查无法或不方便检查的焊点。根据所检查焊点的钣金厚度选择试片的厚度,厚度一般为0.8～1.4 mm。实验时一般用2张或3张试片摆放成90°,然后用焊枪焊接,接着将试片施加扭转力往复扭转,直至试片分离,以确认是否存在脱焊、虚焊现象发生(如图3所示)。

1.4 焊点超声波检测

超声波检测是一种新兴的检测方法(如图4所示)。经验证,发现超声波技术对电阻焊进行无损检查效率高,而且几乎能够识别各种有缺陷的焊点,因此超声波检测越来越多用于各个汽车厂家。超声波检测缺点在于不能在线检测,需要专人检测,优点是可以识别各种类型缺陷焊点[2]。

1.5 焊接参数检测

一般来说,焊点质量监控可分为预防、监控和检验。预防是指在没有进行焊接之前,采取相应的措施,防止不合格焊点的产生。焊接参数检测就是预防的有效措施之一,比如定期检查焊枪电流、压力及通电时间,以保证电流、压力及通电时间符合工艺要求。一般来说,检测的频次为关键焊点1次/月,非关键焊点1次/2月或1次/季度。工程师需要对每次检测进行记录,对超出设定范围的参数进行调整并做好跟踪验证。电阻焊焊接规范参数检测记录表见表2。

1.6 焊点边界样本

焊点边界样本是一种目视的质量标准(如图5所示)。员工可以通过培训学习,更为形象地认识合格与不合格焊点,防止缺陷焊点出现及遗漏。

2 涂胶质量控制方法

汽车车身焊接装配过程中经常需要用到各种类型密封、减震胶如二合一焊装胶、折边胶等来对车身进行密封、减震。若控制不好涂胶质量,就会影响到白车身质量。

2.1 涂胶量控制

涂胶质量主要从出胶量、涂胶位置2个方面来控制。涂胶量控制可从控制胶枪胶嘴直径方面着手,也可以制作简易检测工具,如涂胶卡板,用于检测涂胶量是否满足工艺要求。对于涂胶位置的控制,若产品本身无涂胶槽,可考虑制作简单涂胶导向工具来指导涂胶,以保证涂胶位置的准确性。

2.2 涂胶边界样本

类似于焊点边界样本,涂胶边界样本(如图6所示)也是一种目视的实物质量标准,用于员工培训学习和加深感知认识。员工通过涂胶边界样本学习,能快速识别涂胶的各种缺陷,从而避免缺陷的产生。

3 车身尺寸控制方法

白车身尺寸直接影响着内外饰件等零件的安装,其关乎着车身的性能、安全等问题,因此必须控制好车身尺寸,才能做出合格的产品,才能控制好白车身的质量。

白车身CMM检测(如图7所示)是现阶段各汽车厂家采用最广泛的车身尺寸检测方法。一般1辆白车身检测1 500～2 000点,这些检测点涵盖白车身各区域重要点。通过对检测数据分析,可以了解各部件、总成的装配情况,以纠正不合格区域,提高CMM合格率,提升白车身尺寸合格率。

3.2 部件总成检测

白车身左右前门、后侧门、尾门(或行李箱盖)、发动机罩总成一般都是独立拼装焊接完成,再经过人员装调与白车身连接,其自身总成合格与否直接影响着白车身外观以及功能。大多数汽车厂家对门总成检测方法采用检具检测,检具检测方便、效率高,可测量门总成与检具配合间隙、面差以及安装孔位置。建议1个班次检测1～2套门总成,并将结果记录于检测表,目视于现场,以观测门总成是否有异常情况发生。

3.3 使用安装工具,采用过程装配检验

要控制好白车身尺寸,除了CMM检测、部件总成检测之外,还可借助安装工具来保证工艺一致性。在装配中由于人员差异,会导致装配结果不一致。为了更好地保证产品一致性,可采用安装工具来保证装配一致性。图8为某车型翼子板安装工具。在白车身装配过程中,五门一盖以及翼子板都可以用安装工具来保证其装调一致性。另外,对于车身一些关键控制点,如前后大灯安装孔、前挡风窗框尺寸等都需要用过程检验来控制。例如,每生产5台白车身,对前挡风窗框进行检测,包括其尺寸和贴合度,来防止变异产生。

4 选装件区分控制方法

由于客户对汽车产品的配置要求不同,因此汽车厂家在设计时就会出现同一车型不同配置的情况,在拼装焊接过程中如何保证员工使用正确的零件,这是汽车厂家需要解决的问题。经过验证,防错是最有效的解决途径之一。

防错顾名思义就是防止错误发生。防错的方式很多,可以采用目视检查,根据颜色、形状区分,但这些方式都不会100%有效。最有效的方法是制作机械、电子防错装置。假设某零件因配置不同有A、B两种不同状态零件,分别如图9、图10所示,A零件相对B零件多2个孔。根据该特征,可设计1个防错装置,以防止在生产过程中由于零件的混装而产生错装。防错装置示意图如图11所示。某车型防错装置如图12所示,在改零件孔下方安装一个活动气缸,气缸可伸出零件上方。当生产用A零件时,通过开关将活动气缸伸出,保持在零件上方。若在送来A零件中混有B零件,当将B零件装上时,就会由于零件未装配到位,导致传感器无法检测,夹具不能关夹,从而发现零件错装。

5 扭矩控制方法

对于白车身紧固件,若没有能有效地控制,就会出现一系列安全问题。因此,对于白车身重要点紧固都需要有扭矩要求,且要进行100%检测。采用扭矩扳手对紧固件扭矩进行扭紧是最有效的控制方法。扭矩符合与否涉及安全问题,因此要100%进行检测,防止扭矩不合情况发生。为了更好地防止紧固件扭矩不合的情况发生,可采用扭矩扳手检测与点漆同时进行,用扭矩扳手对紧固件进行抽检,若合格则用油性笔进行划点确认。扭矩扳手检测、点漆确认都是检测方法之一,更好的控制方法就是过程统计控制。可采用表盘式扭矩扳手(如图13所示)对已经打好扭矩紧固件进行抽检,并将结果记录进行统计,通过分析,可预防扭矩不合的现象发生。

6表面质量控制方法

白车身表面质量直接面对客户,是客户关注的重点之一。若无法控制好车身表面质量,势必会影响到顾客对产品的印象及评价,因此白车身表面质量不可忽视。

6.1 在线检查

对于白车身表面质量的控制,现阶段各汽车厂家主要实行的是零部件表面质量在线检测以及下线检查。在线检查可分为自检、互检,对于重要A面的表面质量,应该在生产线设立在线检查工位,确保不接受、不制造、不传递缺陷。

6.2 离线Audit评审

白车身表面质量的另一个检测控制方法是开展Audit评审。Audit评审由专职人员进行检查,主要检查白车身表面质量、焊接质量、零件搭接装配质量等,并依照标准对缺陷进行扣分,由责任工段、员工进行确认,从根源控制问题,确保白车身表面质量的下线合格率。Audit开展频次为每个班次2～3台白车身。白车身表面质量Audit扣分标准见表3。

7 结语

从焊接、涂胶、尺寸、选装件、扭矩、表面质量6个方面来控制白车身质量,有利于不断提高白车身质量,为提高整车质量、性能等方面奠定了坚实的基础。

摘要：文章说明了白车身质量控制的重要性,提出白车身质量控制的方法,并分别对各控制方法进行论述。

关键词：汽车,白车身,质量控制,方法

参考文献

[1]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京:机械工业出版社,2001.

白车身凸焊技术 第5篇

车身是汽车整车的重要总成, 车身质量的好坏直接影响整车的使用寿命。凸焊技术作为汽车制造中四大焊接工艺, 即点焊、凸焊、弧焊及螺柱焊中的一种, 完成车身90%以上的装配工作量, 因而凸焊质量对汽车的整车质量有着重要影响。随着汽车性能的不断提高, 尤其是高强钢板、镀锌钢板和热成形钢板的广泛应用, 人们对于凸焊质量的关注度更是提到了前所未有的高度。

凸焊相关概念

1. 凸焊的概念

凸焊是点焊的一种变型, 即在工件上预先设置凸点, 凸焊时一次在凸点处形成一个或多个熔核。

凸焊一般应用在低碳钢及低合金钢上, 板件厚度一般0.5~4.0mm, 但近年来随着镀锌板及高强钢的应用, 凸焊工艺在镀锌板及高强钢上也有应用, 相关参数设置及检验做相应增强即可。凸焊工艺的参数主要是焊接电流、焊接时间和电极压力。

2.凸焊的特点

凸焊时由于电流集中, 故克服了点焊时熔核偏移的缺点。凸焊时, 电极必须随凸点被压溃而快速下降, 否则会因失压而产生飞溅。

凸焊设备及工作原理

1. 凸焊设备

凸焊机是点焊机的一种, 一般由固定点焊机安装凸焊头组成。图1为两种常见的凸焊机。

2. 凸焊工作原理

凸焊时将板件放置在下电极上, 且定位销穿过板件上开设的凸焊过孔, 然后将销子插入凸焊螺母的螺纹孔, 上电极下降, 完成凸焊过程。

如图2所示, 凸焊一般由四个过程组成, 第一是准备过程, 在该阶段完成上件、电极压紧等准备工作;第二为加压过程, 在该阶段预设在螺母上的凸点在电极压力的作用下产生变形, 高度下降且板件表面的氧化膜被破坏, 螺母与被凸焊板件达到良好的结合;第三为通电过程, 该阶段包括凸点压溃过程和熔核形成过程;第四为保持过程, 该阶段电流集中通过凸点位置, 凸点被彻底压平。

凸焊工艺要点

钣金件上凸焊的应用在工艺上有一定限制, 并不是所有板件的所有型面及所有位置都可以凸焊, 另外还有一些注意点, 触及这些方面将会使凸焊质量变差或者凸焊成本、周期变高、变长。

1.要点一

1) 零件凸焊位置沿与凸焊螺母、螺栓轴线垂直方向, 距零件边缘最小尺寸要小于焊机喉深C (江淮公司焊机喉深为420~770mm) , 以避免与焊机干涉。

2) 在用普通直流电极无法满足特殊设计要求时, 可以考虑制作特殊电极 (特殊电极的制作会增加产品的成本, 而且焊接质量没有保证, 尽量不采用) 。

3) 长条形冲压件, 为方便工人操作方便性, 其长度尺寸需满足L≤1500mm的要求。

4) 正方形冲压件, 为满足工人操作的方便性, 其尺寸边长需满足L≤1000mm的要求。

5) 为减轻工人劳动强度, 冲压件重量应满足M≤7.5kg。

6) 不要选用M5及以下凸焊螺母, 以避免凸焊强度低、采购困难、周期长以及费用高等问题。

7) 对于同一个零件, 尽量使用规格 (如M6) 和尺寸相同的凸焊螺母。

8) 同一个零件的凸焊螺母尽量避免焊接在正反两面, 增加不必要的工作量。

2. 要点二

凸焊电极头与工件之间避让空间至少为3mm, 其中1.5mm为冲压单件公差, 0.5mm为凸焊公差, 1mm为安全空间, 以避免焊接干涉。另外M10以上的凸焊螺母凸焊后建议再弧焊增强。

3. 要点三

为保证焊接质量的稳定, 对凸焊螺母 (螺栓) 与零件板厚的对应关系要求见表1。

4. 要点四

在同一个板件既有凸焊又有螺柱焊的情况下, 因为板件一般是凸焊在先螺柱焊在后, 故螺柱焊螺钉的中心距凸焊螺栓或凸焊螺母的边沿长度应大于螺柱焊枪枪口的外半径15mm。

凸焊质量检验

凸焊检验一般包括焊接强度检验与安装性能检验, 其中安装性能检验一般为目视检验, 若目视不能确认, 则利用与凸焊螺母 (螺栓) 进行匹配的螺栓 (螺母) 进行现场实配, 检验其安装性能;焊接强度的检验是通过扭矩扳手来检验凸焊强度是否达到工艺要求值 (见表2) , 如未达到规定扭矩值就已脱落, 则应重新调整焊接参数直到强度检验合格为止。

结语

汽车白车身装配工具选型 第6篇

对于工艺规划人员来说, 选择和匹配合适、经济的装配工具, 需要在全面掌握装配工艺的基础上, 了解和掌握相关工具选型、匹配的基本常识以及工具结构原理、技术性能等知识, 依据一定参数来进行装配工具的选型和匹配。

螺纹联接

在机械制造业的过程中, 联接的形式很多, 如焊接、铆接、粘接、螺纹联接等。但由于螺纹联接具有联接简便、易拆卸, 且拆解时对联接件的表面一般不会造成破坏等特点, 故广泛地应用于机械制造业中。

1.拧紧中力的分布原则——“541”法则

螺栓紧固两工件时有三组作用力, 即:工件两外表面与螺栓两内端的摩擦力、螺栓头部螺纹副的摩擦力和工件内部的夹紧力, 在这三个力中只有两工件内部的夹紧力才是装配所需要的。通过大量试验得出:工件两外表面与螺栓两内端的摩擦力为扭矩的50%, 螺栓头部螺纹副的摩擦力为扭矩的40%, 两工件内部的夹紧力为扭矩的10%, 这就是“541”法则。这种法则是一种正常情况下螺纹紧固件拧紧力矩的分配比例, 但对于加润滑剂装配的螺纹紧固件以及紧定螺钉并不适用。

2.螺纹联接中的硬联接与软联接

按国际标准ISO05393规定, 从螺栓接触工件表面至螺栓达到目标力矩所转过的角度, 若小于30°的称为硬联接, 大于720°的称为软联接, 而介于30°~720°之间的联接称为过渡联接, 也称中性联接。

工具类别

不是装配过程中的所有工位都需要品质极优的装配工具, 要给各个生产工位匹配合乎实际生产要求、工艺要求、质量要求的工具, 就需要对工具的基本性能有所了解。

1.工具的分类

工具的范畴十分广泛, 就汽车生产的各个专业而言, 常见的分类有:

1) 按动力供给形式, 工具可分为手动工具、气动工具、电动工具和液压工具等。

2) 按使用场合, 工具可分为焊接工具, 喷涂工具、装配工具和测量工具等。

3) 按工具自身类别, 工具可分为扳手类、螺丝刀类、锤类、钳类和切削工具类等。

4) 按是否为专用, 工具可分为标准工具和专用工具。

2.常用工具的结构原理及性能描述

各类工具都有各自的用途, 下面就焊装车间常用的适应于批量化、高效率的气动、电动工具的技术性能进行相应的分析。

(1) 气动枪式液压脉冲扳手气动枪式液压脉冲扳手最初是由日本瓜生公司开发研制, 瑞典AtlasCopco公司在此基础上对主要核心部件进行了重新开发, 使精度更高, 外形更好。该类型工具具有转速高、重量轻、操作舒适、反作用小等优点。

(2) 气动弯角定扭扳手气动弯角定扭扳手按前端弯角结构形式可以分为:90°弯角式、鸭嘴扁头式、开口棘轮式、内嵌套筒式以及专用固定驱动等多种结构形式。上述这些气动工具主要是为了满足各种不同的特殊装配形式, 都是在90°弯角式的基础上进行演变而来, 即主要由工具主体部分和工具头部两部分组成。该类工具在标准作业状况下的自身精度能够达到±7%。

(3) 便携式蓄电池螺丝刀蓄电池螺丝刀主要动力来源于工具自身所带的蓄电池, 一般为9.6V。蓄电池螺丝刀其基本结构与枪式定扭螺丝刀的基本结构大致相同, 其不同之处在于马达的不同。蓄电池螺丝刀的马达为直流无刷电动马达, 相对而言该类马达的动力输出比气动马达的动力输出相对平稳, 受蓄电池电量多少的影响很小, 加之该类工具使用时不需任何动力管线, 故一般多用于小力矩或不能使用气动螺丝刀的装配场合。

上述气动和电动工具不能直接使用, 必须和相关的工具附件相匹配才能使用。工具附件一般都是一些易耗材料。按使用环境可以分为手动工具附件和动力工具附件, 按用途可以分为套筒类和接杆类等。

在汽车或其他机械制造行业中, 一般以螺纹拧紧的联接形式居多, 实现螺纹副联接的工件主要是各类不同的螺栓、螺母、螺钉等, 对于工件尺寸较大的联接, 一般采用螺栓螺母联接。焊装车间对开闭件的装配一般都采用螺栓螺母联接。

新项目工艺策划阶段工具的选型

众所周知, 选择合适的装配工具是工艺规划前期重要工作之一, 对于工艺规划人员来说, 必须在掌握拧紧常识、工具常识及相关工艺知识等基础上, 才能选择和匹配出合乎生产实际要求的装配工具。在选择和匹配工具时需综合相关因素予以多重考虑, 这样才能使所选和所配的工具符合生产、工艺、质量的需要及投资成本的需要等。

1.产品的工艺要求初步确定工具选型和匹配的种类

(1) 装配件的扭矩要求决定了对装配工具的定扭要求如图1所示, 四门、发动机舱盖及行李箱盖/后背门的工艺扭矩要求一般为25~30N·m, 需要采用气动定扭工具才能满足工艺需求;翼子板的装配件的扭矩要求一般为10N·m左右, 采用电动工具即可实现。因此, 门盖的装配工具一般选择气动定扭工具, 翼子板的装配一般选择电动定扭工具。

(2) 生产现场的可操作性在满足工艺扭矩要求的前提下, 装配点的不同位置和周围环境以及工人操作的方便性对工具的形状和重量提出了新的要求。

如图2所示, A车型因其装配点可视性良好, 装配空间较大, 用普通的枪形风动定扭工具即可装配, 操作性较好。B车型前门铰链全部或部分装配点被门的型面遮挡, 需要选用异形风动定扭工具才可以进行装配, 且对两个螺栓的装配顺序有严格要求, 操作性差。

结语

在产品设计初期, 工艺规划人员应结合本公司生产工艺, 加强对产品的工艺审查, 避免复杂的装配点设计, 提高生产线工具的通用性和装配操作性, 避免采用非标工具, 降低装配工具的采购成本。

白车身零件设计与精致工艺 第7篇

1 设计钢板弹簧吊耳总成

在纵梁上设计钢板弹簧钢板弹簧吊耳总成, 钢板弹簧钢板弹簧吊耳总成一般由钢板弹簧吊耳 (1) 、钢板弹簧吊耳前加强件 (2) 、和钢板弹簧吊耳后加强件 (3) 组成 (如图1) 。

按照钢板弹簧吊耳总成的焊接时排放件顺序, 首先是钢板弹簧吊耳后加强件, 然后是钢板弹簧吊耳, 最后是钢板弹簧吊耳前加强件。

根据零件的作用先设计吊耳。钢板弹簧吊耳为保证其受力沿车身垂直方向受载, 是直接焊接在纵梁上, 为保证受力, 其搭接边一定在纵梁的U形侧边及其底面。同时为了保证钢板弹簧吊耳本身的强度刚设计有加强肋及翻边。纵梁断面为带法兰边的U形。纵梁的形状决定了与吊耳的搭接平面A, 钢板弹簧的宽度决定平面B的形状, 平面C为过渡面 (见图2) 。其中平面B的宽度大于平面A (断面见图3) 。

为减小风阻, 根据白车身零件设计基本原则, 钢板弹簧吊耳前加强件包裹在钢板弹簧吊耳和纵梁外, 而钢板弹簧吊耳后加强件与纵梁搭接并贴合钢板弹簧吊耳内侧。

设计吊耳后加强件, 先与纵梁搭接即平面A1, 与吊耳搭接确定平面B1, 平面C1为过渡面。因钢板弹簧吊耳后加强件先搭接在纵梁上, 钢板弹簧吊耳与钢板弹簧吊耳后加强件、纵梁存在三重焊。此时, 钢板弹簧吊耳平面A1与吊耳和纵梁的搭接面A会干涉, 所以必须设计一个料厚的凸台平面E来让位。

最后设计吊耳前加强件。吊耳前加强件先与纵梁搭接即平面A2, 与吊耳搭接确定平面B2, 平面C2为过渡面并搭接在平面A上 (见图1)

2 分析并改善钢板弹簧吊耳总成工艺性

根据以上设计零件在冲压方向存在负角度。究其原因是: (1) 钢板弹簧吊耳的搭接关系决定了加强件的形状; (2) 零件设计时倒角的方向习惯于平行于坐标方向, 而没有考虑到冲压方向[2]。

这样零件在制造时会有两种方式: (1) 零件的制造工艺复杂, 因局部的负角度而增加侧整形工序。这种方式制造的零件精度得到很好的保证, 但是成本很高。 (2) 零件的负角度部分仅有一个料厚, 以产品的公差来调节, 制造时忽略负角度[3]。这种方式制造的零件精度不高, 但是成本较低。看来在制造过程中产品的质量和产品工装成本分别在天平的两端。其实, 如果既要保证零件的精度, 又想制造工艺简单成本低, 就必须在零件设计时全面考虑。通常有以下更改方案:

方案一是仅通过更改加强件的形状来解决负角度问题。既要保证前吊耳零件不变, 又要保证加强件与前吊耳的搭接区域大小, 所以难以实现。方案二是局部修改前吊耳中间过渡面, 使过渡面变窄并向上移动, 从而改变搭接形状。此方案可以解决负角度的问题但是使前吊耳的强度变弱, 加强件与前吊耳的搭接区域变小, 不能采纳。方案三是局部修改前吊耳与其加强件之间的形状, 增加两个凸台, 让搭接面简化。首先考虑通过更改加强件的形状来解决负角度的问题。加强件的更改必然导致钢板弹簧吊耳的更改[4]。接着局部修改钢板弹簧吊耳中间过渡面, 使过渡面变窄并向上移动, 从而改变搭接形状。同时局部修改钢板弹簧吊耳与其加强件之间的形状, 通过搭接面简化形成一个大的凸台。 (如图4所示) 更改后零件的制造工艺简单了, 不必采用侧整形即可有效控制零件质量, 满足精致工艺。

3 结束语

综上所述, 我们在进行白车身零件设计阶段, 不仅考虑零件的性能强度刚度, 更要考虑在以后的制造过程中所产生的制造误差。以便于有效控制白车身精度, 满足精致工艺要求。同时, 注意借鉴市场上同类车型的设计结构形式, 提高设计能力、设计效率和设计水平。

参考文献

[1]周朝生.研发汽车底盘构件产品的要点分析[J].南方农机, 2015, 46 (7) :36-37.

[2]蒋解清.白车身焊装质量控制研究[D].长沙:湖南大学, 2012.

[3]王力, 叶远林, 陈晓锋, 等.基于白车身装配焊接的零件防错设计研究[J].汽车实用技术, 2013, (3) :53-56+84.