汽车白车身制造工艺同步工程解析

发表时间:2020/11/30   来源:《科学与技术》2020年第21期   作者: 杨振 吴杨 王进
[导读] 品质量和可靠性是汽车市场竞争中重要的因素。国家市场监督总局2020年6号通告,截至2019年年底,我国累计实施汽车召回1992次,涉及缺陷车辆7578.01万辆,
        杨振  吴杨  王进
        奇瑞商用车(安徽)有限公司 安徽 芜湖 241000
        摘要:品质量和可靠性是汽车市场竞争中重要的因素。国家市场监督总局2020年6号通告,截至2019年年底,我国累计实施汽车召回1992次,涉及缺陷车辆7578.01万辆,生产者因召回而投入直接费用总计约580亿元。引发召回的原因主要有2个:设计原因和制造原因,其中由于制造原因造成的缺陷占比42%[2]。控制缺陷的有效手段包括提高产品的设计能力以及管控制造过程中的高风险工艺,双管齐下,才能提高整车生产企业控制经营风险,减少召回带来的损失。
关键词:白车身;制造工艺
引言
        为了满足日益提升的用户需求,机械类产品的结构设计越来越复杂,其制造、装配的难度也随之增大,特别是轿车车身由众多零部件、经过上百个工位加工装配而成,致使在车身装配过程不仅复杂而且还充斥着众多不确定性因素,如来料、工艺以及测量等因素导致的不确定性影响等,因此如何在不确定性下对车身装配质量的在线工艺控制研究具有重要意义。
1汽车冲压件制造工艺的分类
        按照加工性质分类1)分离加工。指通过模具将锻件与废料进行分离,按外线轮廓进行加工,大体包括冲孔、下料、切口、修边和剖削等[。2)成型加工。成型加工是避免产生缺陷的过程,在塑性变形过程中可能出现的缺陷包括裂、缩、皱、叠等,大体加工的工艺包括翻孔、翻边、拉深、胀形、弯曲、旋压等。2.2按照变形性质分类1)伸长变形。伸长变形的实现主要通过两种方法,即拉长和减厚,在伸长变形的过程中,要特别注意保持原材料的稳定性,当变力突破最大值时,原材料会因稳定性受到破坏而产生破裂。
2 复合材料车身产品结构概况
        汽车行业复合材料车身产品结构主要分为两大类,一是复合材料覆盖件+复合材料车舱结构,二是复合材料覆盖件+铝合金框架车身结构。复合材料主要包含碳纤维增强复合材料(CFRP)、玻璃纤维复合材料(SMC)、工程塑料等。根据复合材料使用的不同,形成了多种复合材料车身产品。以宝马i3为代表的复合材料车身产品,外覆盖件为工程塑料,车舱为碳纤维复合材料,车架为铝合金型材。以前途K50为代表的复合材料车身产品,外覆盖件为碳纤维复合材料,车舱框架为铝合金型材板材。本文以外覆盖件为玻璃纤维复合材料、车舱框架为铝合金型材的汽车产品为例进行复合材料车身整车制造工厂规划设计的介绍。
3汽车白车身制造工艺提升措施
        3.1优化模具设计
        汽车冲压件制造工艺的模具设计首先要确定模具的结构形式与类型,坚持以安全生产与操作简单为基础,确保连续、单一、复合等类型的模具能在强度、结构等方面达成协调。其次,基准定位对模具设计非常重要,基准定位的准确是保证工序统一性的基础,设计基准与定位基准须达到重合状态,在重合状态下才能确保公差分配的合理与尺寸的正确转换。高精度的定位选择,要以表面不发生形变与移动为基础。再者,模具的制作一定要讲求规范,要严格控制模具制作的尺寸、材料,对定位、压料、紧固等方面进行严格控制,具体应以模具的结构图为准。最后,根据模具的结构图绘制装配总图和模具零件图,在装配总图中各零件之间的关系应清晰标明,要明确绘制投影图、剖面图等,对一些需要特别标注的明细、要求等要在装配总图上有所体现。而在模具零件图上,公差、尺寸、材料等是要着重标明的信息内容。进行模具设计时,有三点需要特别注意,首先是控制冲模平衡,防止出现非常规磨损,使冲模压力中心与压力机滑块中心吻合。其次是计算拉深功率,以核验电机功率。最后是核验压力机行程,保证便捷出坯和取出工件。


        3.2?新电阻凸焊技术的质量控制
        新电阻凸焊技术具有专门设计的质量监测系统(QCS),它将持续不断地监测新电阻凸焊焊接系统的各种参数,如果有关参数出现偏离原始设定值的趋势并超出允许范围时,系统将报警。因为凸起的几何尺寸必须始终正确,QCS系统在每次焊接前都要持续监测凸起的高度。质量监测系统(QCS)实时监测焊点质量,当某些基本参数超出了设定的允许范围,
        或者凸起焊接前发生严重变形,焊接系统的控制器将不会执行焊接操作。通过质量监测系统(QCS)可以设定参数、检测焊接电流,对焊接的每个焊点进行检测,判定质量是否合格,并记录所有焊点的参数。新电阻凸焊技术焊接质量的检查方法有两种:非破坏性检查和破坏性检查。由于新电阻凸焊技术所焊接的的外表区域都是外露焊点,凿检容易造成板材外表面变形而不能保持外表面平整而影响感官质量,故不采用凿检的方法进行检查。焊接质量是通过焊机本身的质量监控系统(QCS)进行监控。所以非破坏性检查方法除了通过质量监控系统检查外,就是目视检查。目视检查主要检查焊点的外观质量,如位置偏差、裂纹、焊穿和边缘焊点等缺陷。破坏性检查是通过把焊点撕开,测量焊点尺寸是否满足质量标准要求。
        3.3方案组合
        汽车冲压件制造工艺工序本身具有一定的复杂性,容易出现衍生工序,为此要特别注意对工序方案进行组合,注意是使用单一工序还是组合工序。在进行工序方案组合的过程中,主要考虑的是精度、尺寸和生产量等因素,如果生产量小,应简化工序方案组合,而如果生产量大的话则应该注意优化工序方案组合,采用复合型的工序方案组合。另外,当汽车冲压件尺寸小时,也应该使用复合型的工序方案组合,以提高生产率,增加生产的便利性。汽车冲压件制造工艺工序方案在进行组合时,应该以锻件设计总体设计方案为基础,着重对特定工序进行安排,特别是要根据成形极限对工艺参数进行确定,加以计算,比较重要的参数包括弯曲半径、翻边高度、毛坯形状、下料方式等。在方案组合的过程中,要注意对利用率、耗时、耗材量等进行计算与控制,以控制其在合理范围内,并据此完成工序组合方案,绘制工件图。
        3.4白车身工艺PFMEA小组
        白车身工艺PFMEA小组是一个多功能、跨部门的群组,组长一般是体系与质量方面的专家,小组成员包括各个工艺的专家,如焊接专家、紧固件专家等,组长要直接地、主动地联系所有相关部门的代表,在创建、审核、修订PFMEA的过程中需要多功能小组成员的共同参与完成。参照FMEA手册第4版编制内容[9],制定工艺PFMEA,步骤如图1。按该步骤识别出所有工艺的功能和要求、潜在失效模式、潜在失效后果、潜在失效原因、严重度(S)、频度(O)和不可探测度(D)。其中,S、O、D的评分准则可以参考FMEA手册,也可以根据需求自定义。
结束语
        汽车是现代生活中重要的代步工具,是工业化发展的重要产物,随着科学技术的不断发展与市场需求的扩大,我国的汽车制造业将持续发展。基于此,应加大研究力度,提升技术水平,确保汽车冲压件制造工艺的发展速度与水平能满足我国汽车制造业的发展水平,特别是要注意对模具设计、工序优化、设备选择等方面的提升。
参考文献
[1]黄智.汽车白车身制造工艺同步工程浅析[J].汽车工艺与材料,2018(09):49-54.
[2]韩波,杜庆大.汽车白车身质量控制思路与方法的探讨[J].科技风,2018(25):64.
[3]巴伟.汽车白车身制造工艺同步工程解析[J].科学技术创新,2019(26):153-154..
[4]李彦贺,李金山,安珂,温强龙.浅谈汽车白车身生产线自主装备应用的可行性分析[J].汽车实用技术,2018(08):117-119.
[5]王鑫.汽车白车身车门焊接工艺及偏差分析研究[J].南方农机,2018,49(24):96.
       
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