图1 某车型在U形烘干炉中的行走模拟
本文简要介绍了涂装SE前期输入对车型开发的影响及涂装SE前期工作主要方向,对新车型开发的涂装SE工作具有一定的借鉴价值。
SE的重要性
SE是Simultaneous Engineering(同步工程)的缩写,意指工艺与产品同步,即在产品设计开发过程中,工艺早期介入,产品设计与工艺分析校检同时进行,以改善产品设计效率、缩短项目进度。
如今无论是国内市场还是国际市场,因汽车厂商众多,几乎月月推出新车型,在追求时尚、品味的大环境之下,汽车厂商在追求品质的同时,如何能有效地缩短车型开发时间,抢在竞争对手之前树立良好的市场效应非常关键。而在涂装SE实际工作中,国内自主品牌因相对缺乏新车型开发经验,大多是在数模下发后再进行分析校对,不太注重前期输入,往往造成车身整体结构已定型,实际分析后无法满足车间生产或者可生产性差,要么数模需要大刀阔斧的修改,大大延长了整个研发项目的周期;要么导致产品需要额外的大笔投资才能满足生产,甚至生产后质量无法保证。
涂装车间自动化程度高,机械化方式多样,车身各方面的要求不一致,目前汽车厂商众多,在销售量无法大幅度攀升的情况下若因车身结构而需要新建车间或是大笔投资进行设备改造很不实际,因此涂装SE在车身设计中显得异常重要。
涂装SE前期工作开展方向
涂装SE在车身主体结构设计的前期输入可概括为以下几个方面:
1.非标通过性
非标通过性集中表现为各类操作室、槽体和烘干炉的通过性(如:浸渍槽体允许的最大车身高度,超过该值则可能车身无法完全浸没,尤其是需设定摇摆行程的电泳涂装线;部分采用U形烘干炉允许的最大车身长宽,超过指定值将无法通过炉体等),主要涉及车身3D参数,若新车型超过某一特定指标,该车型将无法试制、生产。某车型在U形烘干炉中的行走模拟如图1所示。
2.承载工具结构
承载工具结构主要涉及前处理电泳段、密封段和中涂面漆段各类机械化承载工具的结构;新开发车型能否使用车间现有的吊具/滑撬顺利过线、是否存在干涉或功能失效等,在前期工作中输入关键位置要求,可有效避免或减少车间改造投资,提高经济效益。某车间滑撬允许的车型左右侧裙间距范围如图2所示。
3.机械化方式
机械化方式集中表现为车间转运、工艺段行走方式和承载极限,主要涉及车身重量、重心,如升降机升降过程中有翻车危险、有爬坡,下坡过程的工艺段有翻车危险、超过升降机或者设备负荷等,从而避免车间因重量、重心造成带条件过线或者是设备磨损严重,缩短车间设备的使用寿命。某车间滑撬支点托块对应车型重心通用范围如图3所示。
在接收以上输入后,便可在前期油泥模型阶段将以上因素考虑进去,以控制车型的整体尺寸及车身机械化通过时需承载部位,达到完成设计后无大变的标准,同时在油泥模型完成后也可通过材料选用、合理的车身部件设计方式来控制车身的重心范围。
在完成上述工作,确定车身主体结构以后,主要涉及细分车身各部位的工艺要求,其具体可概括为以下几个方面:
(1)前处理电泳的要求:主要涉及前处理电泳的机械化方式、前处理电泳材料及工艺。不同的机械化方式直接影响前处理电泳排气,影响各工艺处理后效果,例如RoDip、悬挂式推杆输送线和步进线等因车身在槽体中的不同状态及行进方式,对车身开孔位置标准都不尽相同,如一概而论,不能满足工艺要求。
目前车间几乎都有量产车型,人们需要考虑何种结构能在该工艺及参数状态下制造出满意的车身,考虑使用何种前处理电泳材料和工艺方式;同时,通过对前期车间量产车型或者是相关类似车间的在产车型结构、开孔设计等情况进行分析,亦能使设计效率和设计水平大大提高。
(2)操作性及结构要求:主要涉及擦净、涂胶、喷蜡和堵件安装等,如:①目前部分车型在顶盖上有卡扣,若结构不佳可能导致涂胶质量差甚至无法涂胶,后续导致涂装擦净容易残留线头,甚至因残胶多而影响总装装配等问题。②车身各钣金之间的搭接关系及搭接范围限制了涂装涂胶作业性,好的搭接方式,不仅操作容易,且涂装完成后外观良好,反之外观性差,而且容易开裂。③胶枪结构及密封胶材质:目前,所有车型对涂装密封要求都比较高,鉴于不同车间可能使用的胶枪结构不尽相同,需要重点考虑如何能有效地利用胶枪结构以实现同等工艺提高涂胶外观、质量。④堵件:目前各个厂家对涂装防腐性要求比较高,再加上车子本身焊装定位的需要,各个车型都有很多开孔。如何能更好地发挥堵件的效用,不仅和堵件的材质、抗老化性能等有密切关系,还和车身设计有千丝万缕的关联,例如在开孔半径较大、振动和负重状态下,如何保证在不均衡应力下不会掉落,如何做到强度和防腐的平衡,适当地采取沉台设计和导槽都是可以考虑的;比如各个厂家最为关注的侧裙部分,外板与加强板的间隙不仅影响电泳涂装的效果,在设计的同时还需要考虑堵件安装是否有预留空间,高速振动作用下是否容易因结构问题出现掉落等情况。
结语
在实际车型开发过程中,如能完整提供各类输入,在实际车身数据下发后仅仅需要的是核对校核,发现问题仅需简单的修改即可解决,可大大减少各类部件结构的改动量,有效地避免因车身结构关键位置改动而延缓整个项目的开发进度。
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