淺析汽車車身的焊接工藝設(shè)計

        在汽車廠中，焊接生產(chǎn)線相對于涂裝線和總裝線來說，剛性強(qiáng)，多品種車型的通用性差，每更新?lián)Q代一種車型，均需要更新車間大量專用設(shè)備和生產(chǎn)工藝。
        焊接工藝設(shè)計可以稱得上是焊接生產(chǎn)線的“靈魂”，涉及的專業(yè)知識...
　　在汽車廠中，焊接生產(chǎn)線相對于涂裝線和總裝線來說，剛性強(qiáng)，多品種車型的通用性差，每更新?lián)Q代一種車型，均需要更新車間大量專用設(shè)備和生產(chǎn)工藝。焊接工藝設(shè)計可以稱得上是焊接生產(chǎn)線的“靈魂”，涉及的專業(yè)知識較多，如機(jī)械化、電控、非標(biāo)設(shè)備、建筑、結(jié)構(gòu)、水道、暖通、動力、電氣、計算機(jī)、環(huán)保和通訊等，從宏觀上決定車間的工藝水平、物流、投資和預(yù)留發(fā)展，具體決定著生產(chǎn)線的工藝設(shè)備種類和數(shù)量、夾具形式、物流工位器具形式、機(jī)械化輸送方式及控制模式等。因此，焊接工藝設(shè)計在焊接生產(chǎn)線的開發(fā)中占有舉足輕重的地位，是產(chǎn)生高性價比焊接生產(chǎn)線的關(guān)鍵。
　　1、車身焊接工藝設(shè)計的前提條件
　　1.1產(chǎn)品資料
　　a.產(chǎn)品的數(shù)學(xué)模型（簡稱數(shù)模）。在汽車制造行業(yè)中，一般情況下用UG,Catia,ProE等三維軟件均能打開數(shù)模，并在其中獲取數(shù)據(jù)或進(jìn)行深人的工作。在工藝設(shè)計過程中，將所有數(shù)模裝配在一起就構(gòu)成了一個整車數(shù)模，從數(shù)模中可以獲得零部件的結(jié)構(gòu)尺寸、位置關(guān)系。由數(shù)模還可以生成整車、分總成、沖壓件的各種視圖（包括軸測圖），以及可以輸出剖面圖。
　　b.全套產(chǎn)品圖紙。
　　c.樣車、樣件（包括整車車身總成、各大總成、分總成和沖壓件）。
　　d.產(chǎn)品零部件明細(xì)表（包括各部件的名稱、編號，沖壓件的名稱、編號、數(shù)量，標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格、數(shù)量）。
　　工藝設(shè)計時，業(yè)主必須提供上述a、b、c中至少1項(xiàng)，d項(xiàng)可以從前3項(xiàng)中分析出來，正常狀態(tài)下d項(xiàng)早在汽車設(shè)計結(jié)束時就已經(jīng)確定了。如果僅提供b項(xiàng)，那么需要增加大量的車身拆解、分析工作。
　　1.2工廠設(shè)計的參數(shù)
　　工廠設(shè)計的參數(shù)包括以下幾方面：
　　a.生產(chǎn)綱領(lǐng)即年產(chǎn)量；
　　b.年時基數(shù)即生產(chǎn)班次、生產(chǎn)線的利用率等；
　　c.生產(chǎn)線的自動化程度（機(jī)器人＋自動焊鉗焊點(diǎn)數(shù)／全車身焊點(diǎn)數(shù)x 100%=自動化率）；
　　d.生產(chǎn)線的工藝水平要求（如主要設(shè)備選用原則、生產(chǎn)線的輸送方式，電氣控制水平等）；
　　e.各種材料、外購件的選用原則（如型材、控制元件、氣動元件、電機(jī)、減速器）；
　　f.各種公用動力介質(zhì)的供應(yīng)方式、能力、品質(zhì)等參數(shù)，建廠所在地的環(huán)境狀況如溫度、濕度等；
　　g.當(dāng)生產(chǎn)線布置在原有廠房內(nèi)時，應(yīng)收集原有房的土建、公用有關(guān)資料，如廠房柱頂標(biāo)高、屋架承載能力、電力和動力介質(zhì)的余富程度等。
　　2、工藝分析
　　2.1工藝線路分析
　　根據(jù)業(yè)主提供的產(chǎn)品資料進(jìn)行產(chǎn)品工藝線路分析（如業(yè)主僅提供樣車及樣件則需經(jīng)過樣車分析→樣車拆解→樣車測量→樣車再裝配過程），完成裝焊工藝線路圖或爆炸圖設(shè)計。 
         2.1.1產(chǎn)品分塊
　　同類型車身的分塊基本相同（一般車身均由地板、側(cè)圍、前/后圍、門、頂蓋等大總成組成），但各總成之間的連接方式及順序往往有較大區(qū)別，合理的分塊才能保證車身的裝配和焊接。
例如，解放平頭駕駛室的裝配順序就比較特殊，先形成側(cè)后圍焊接總成（左/右側(cè)圍與后圍形成焊接總成），而后形成駕駛室總成。
　　2.1.2確定基準(zhǔn)
　　整個車身的設(shè)計、制造、檢驗(yàn)均建立在同一坐標(biāo)系上，在車身設(shè)計時一般已經(jīng)考慮到裝配、焊接、總裝配和搬運(yùn)過程中所需的基準(zhǔn)（孔、面），車身裝焊的整個過程必須建立在一定的基準(zhǔn)上才能保證整車的幾何形狀和尺寸，同時這些基準(zhǔn)也是夾具設(shè)計、制造、調(diào)整、檢測和維修的基準(zhǔn)。確定基準(zhǔn)時應(yīng)注意以下幾個方面：
　　a.基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，在焊接過程中基準(zhǔn)是逐步傳遞的；
　　b.基準(zhǔn)應(yīng)便于測量；
　　c.基準(zhǔn)應(yīng)保證零件的準(zhǔn)確定位；
　　d.基準(zhǔn)應(yīng)考慮便于焊接操作。
　　2.1.3確定車身裝配的幾何精度及檢測的基準(zhǔn)面
　　幾何基準(zhǔn)是零件或部件的某個明顯部位，用來確定該零部件在X,Y,Z坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的理論位置；準(zhǔn)確的部件基準(zhǔn)位置用以保證裝配的幾何形狀的準(zhǔn)確性，因此基準(zhǔn)位置對裝配工作非常重要，在研究焊接過程之前需要仔細(xì)分析部件的基準(zhǔn)，必須與用戶一起完成幾何形狀的分析，由用戶確定其基準(zhǔn)位置、或由設(shè)計人員確定后再取得用戶同意。
　　為了使這些基準(zhǔn)能一直保持準(zhǔn)確，在夾具制造與安裝調(diào)試過程中必須嚴(yán)格控制以下幾方面。a.在制造焊裝夾具時進(jìn)行調(diào)整（檢測）；b.在生產(chǎn)時，對裝配好的部件的最后幾何尺寸進(jìn)行校核；C．在維修裝焊夾具時進(jìn)行檢測。
　　2.1.4確定裝配順序
　　車身的每個沖壓件、分總成和總成都是按照嚴(yán)格的順序進(jìn)行組裝、焊接從而完成整個車身焊接的，每個零件的裝配順序必須保證能完成全部焊接工作且便于焊接。
　　2.1.5焊點(diǎn)分析
　　表明焊點(diǎn)的主要參數(shù)（焊點(diǎn)的數(shù)量、位置、幅度、重要程度）是產(chǎn)品設(shè)計時決定的，但目前部分業(yè)主僅提供產(chǎn)品數(shù)模而沒有產(chǎn)品圖紙。這時，焊點(diǎn)的主要參數(shù)需要工藝設(shè)計人員確定。
　　2.1.5.1定形焊點(diǎn)的確定
　　相對復(fù)雜的工件之間的焊接，往往需經(jīng)過組裝、補(bǔ)焊的過程完成。在組裝工位，由于生產(chǎn)節(jié)拍限制、設(shè)備數(shù)量布置空間需要和夾具有效空間占用等原因，不可能完成全部焊接工作，但必須完成部分焊點(diǎn)，這些焊點(diǎn)應(yīng)能保證工件離開夾具時的形狀尺寸，這部分焊點(diǎn)稱為定形焊點(diǎn)，一般情況下定形焊點(diǎn)占總焊接點(diǎn)數(shù)的1/3左右。