汽车白车身制造工艺同步工程浅析

汽车白车身制造工艺同步工程浅析

程韬

安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽合肥230000

摘要：近年来，随着人们生活水平的提高，汽车已经成为了出行重要的交通工具，私家车也越来越多。本文主要研究汽车白车身制造工艺，传统的白车身开发流程通常是阶梯型串行结构，各阶段的工作按顺序进行，一个阶段的工作完成后，下一阶段的工作才开始，某一阶段的输入是上一阶段的输出。由于传统的设计过程中存在大量的设计修改和返工情况，越是在产品生命周期后期发现的缺陷，其修改周期比概念设计时发现缺陷的修改周期越长，因为其反馈修改结果依然依原来的执行路线顺序执行下来，造成最终修改成本及总设计成本升高，最主要的是直接影响产品开发周期，推迟产品上市时间。

关键词：汽车白车身；制造工艺；同步工程

引言

汽车白车身制造工艺同步工程是由美国国防分析研究所IDA(InstituteforDefenseAnalysis)在二十世纪八十年代所提出。根据其(IDA)R338的定义：“同步工程(SimultanousEngineering，简称SE)是集成地并行地设计产品及相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法”。这种方法要求产品开发人员与其他人员一起并行工作，在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户的要求。

1同步工程分析的内容

一辆全新汽车的开发大约需要36个月的时间，主要包括创意评审、总体设计、白车身数据设计、试制试验到小批量生产及批量生产5个阶段。在白车身设计阶段需要充分考虑零件的成型性，制定合理的焊接顺序及焊接工艺，考虑涂装的质量及工艺方法，通过SE分析提供可执行的质量控制文件，用来指导后期的生产制造。

SE分析主要包括CAE分析、工艺分析以及试制阶段的验证与反馈3个方面。CAE分析对产品的结构断面、接头形式、材料选择、料厚确定及加强方式等方面进行静态、模态、安全、刚度、强度和疲劳等诸多因素的综合分析和评价，为设计方案提供技术支持。工艺分析用来为设计者提供冲压、焊装、涂装及总装等方面的工艺可行性技术支持。因此，概念设计、详细设计及方案评价都是在面向装配和制造的并行设计知识库的支持下进行，实现了全局优化，克服了传统设计中因对设计以外的其他过程因素考虑较少而造成反复设计的缺点。在试制前确定需要验证的项目，在试制时对机器的参数进行调节，并逐一验证，将需要修改的地方反馈到研发部门进行早期设计修改。图1示出SE的效果曲线。

图1车辆开发同步工程效果曲线

2汽车白车身焊装模型阶段工艺分析

2.1分析内容

2.1.1模型分析

1）分型线的分析

主要从外观件安装位置分析，结构是否合理，成本是否增加。

2）车身外观间隙、面差分析

主要从车身外观间隙分析，工艺制造是否能够实现。

3）成本及工艺可行性分析

2.1.2主要断面分析

1）断面装配位置分析

主要从零件装配是否存在干涉分析。

2）断面焊接位置分析

主要从焊钳深入是否存在干涉、焊接边是否能满足焊接要求。

3）断面结构分析

主要从零件R角，零件结构是否合理。

4）断面涂胶位置分析

主要从零件涂胶位置分析，零件涂胶是否合理。

2.2工作步骤

第一步：打开车身CAS，熟悉将要分析的车身CAS各部件。

车身CAS数据分析，由外表面结构、外表面间隙、外表面零件装配流程对车身CAS数据进行详细研究，提出有价值的设计变更要求表。

第二步：导入主要断面数据，熟悉将要分析的断面及其周围相关断面数据。

车身断面数据分析，由先定位、再装配最后到焊接的顺序对车身断面各总成数据进行详细研究，提出有价值的设计变更表。

第三步：检查CAS数据及断面数据是否相同车身。

第四步：确定CAS数据的结构。

第五步：确定断面数据的初步工艺流程。

3焊接工程化设计阶段工艺分析

3.1分析内容

3.1.1装配流程分析

1）零部件装配可行性分析及优化；

2）零部件装配干涉检查；

3）装配工位最少化分析；

4）移送方式及移送变形问题分析与处理。

3.1.2焊接作业性分析

1）分析和优化各零部件之间焊接方式；

2）凸焊螺母、螺柱及点焊作业可行性分析；

3）焊点数量及焊接部位人机操作性分析；

4）车体内焊接作业性分析；

5）焊接注胶作业性分析；

6）注胶面形状及间隙分析与处理。

3.2分析步骤

第一步：打开车身数模，熟悉将要分析零部件的装配、焊接方式；

第二步：创建一个新总成，将要分析的零部件及其周围相关的零部件数模组装在一起；

第三步：查看该部分零部件数模和明细表是否一致；

第四步：编制新总成的初步工艺流程；

第五步：按照工艺流程排列数模；

第六步：按工艺流程逐步激活各零部件；

第七步：开始分析。

按照正常焊装过程（先定位、再装配、最后焊接的顺序）对车身各总成进行详细分解、无限深究，提出设计变更要求表。

4样车试制阶段工艺分析

4.1零部件来件情况的确认

1）确认零部件来件是否齐全；

2）确认零部件来件状态是否与零部件供货状态表所述一致；

3）确认零部件质量是否能达到要求，定位孔、定位面是否与数摸一致。

4.2焊装设备和工装的确认

1）焊装夹具的确认

2）包边模具确认

3）焊接设备确认

4.3试制车焊接工艺的指导

4.3.1零部件装配作业的确认

1）工艺人员须先确认该总成件由哪些零部件组成，以免造成漏件；

2）须确认好装配顺序，以免夹具夹紧时损坏零件或导致焊接错误；

3）是否需要将一些零部件装到夹具上先进行焊接，再打开夹具装上其他零件进行焊接；

4）是否需要先进行定位点的焊接，然后打开夹具取下零部件进行其它焊点的焊接。

4.3.2焊接位置的标定及确认

1）根据柔性线焊装作业指导书在需要打点作业的工件上正确标定焊点位置，在需要采用其它焊接方法（例如C02）的工件上采用正确的焊接方法在规定位置进行焊接作业；

2）由于一些特殊原因而造成的不能按照柔性线焊装作业指导书在原定位置进行打点焊接作业，工艺人员须先确认这些焊点若为定位点，可以考虑先用C02进行定位焊接，等整个件焊接完毕，再进行补焊操作；若不是定位点，可以考虑改变焊点位置，在原定位置附近进行点焊；

3）焊接完成后，工艺人员须根据柔性线焊装作业指导书对所有焊点位置以及焊点数目进行核实，以确保无错焊、漏焊。

4.3.3焊钳所焊区域的划分原则

1）焊钳的焊接参数能满足焊接要求；

2）便于操作人员的打点作业；

3）焊钳的钳臂能够到达焊点位置，点焊及焊钳进出过程中不会与件或夹具干涉。

4.4突发问题的处理

在实际的现场工艺指导中，经常会出现一些突发性问题，其一般解决流程如图2。

图2现场突发问题处理程序

现场问题进行临时处理，并且填写临时工艺处理通知单，要求相关部门进行签字确认，试制试装部按照临时工艺处理通知单进行试制生产。

结语

焊装同步工程工作是在整车开发过程中，以白车身为对象进行的包括车身结构、成本和工艺难度、公差设定、主断面、焊接可行性、定位夹紧等进行工艺分析，提出更改建议，优化设计，提高白车身的制造精度，减少量产时因设计原因带来的重大变更，缩短项目开发周期。加强汽车车身焊装同步工程工作的技术队伍的建设，是加快我国汽车工业制造水平，快速赶上世界汽车先进制造标准的基础保证。

参考文献

[1]朱艳丽.同步工程在汽车白车身质量控制中的应用研究[D].南京：南京理工大学，2012：7-8.

[2]李俭.浅谈汽车车身制造工艺同步工程[J].汽车工艺与材料，2011（8）：1-4.

[3]党红霞.焊接SE分析在同步工程中的应用[J].焊接技术，2011（4）：24-28.