汽車焊裝技術(shù)

主編：李敏、姚永來

任務(wù)十一焊裝SE技術(shù)目錄焊裝SE概述01焊裝SE分析流程02

任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)：如圖11-1所示，某車型頂蓋與其支撐橫梁之間的理論間隙應(yīng)該為2.5mm，實際間隙最大達(dá)到5mm，問題出在哪里？案例分析：經(jīng)過核實，產(chǎn)品設(shè)計正確，頂蓋零件質(zhì)量無問題，支撐橫梁無問題，焊接夾具無問題，操作過程無問題，問題出在公差分配不合理，導(dǎo)致支撐橫梁、頂蓋等公差累計導(dǎo)致的間隙過大，因此需要整改，整改的費用約為2萬，整改的周期約為2周。圖11-1某車型頂蓋與其支撐橫梁之間間隙焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.1.1SE的定義.SE的定義SE（SimultaneousEngineering，同步工程）也稱為并行工程，是對產(chǎn)品開發(fā)及其制造過程進(jìn)行同步工藝分析的系統(tǒng)化工作模式。這種模式是從新產(chǎn)品開發(fā)的最初階段開始，就盡可能地把設(shè)計與制造聯(lián)系起來，即以后生產(chǎn)過程中的各個部門從新產(chǎn)品設(shè)計就開始同步參與到多部門協(xié)同并行的制造活動中。在產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)過程中，工藝分析提前介入，提前輸入工藝制造對產(chǎn)品的要求，在設(shè)計時充分考慮工藝性及共線可行性，同時使產(chǎn)品在成本最優(yōu)的條件下更容易制造實現(xiàn)。因為工藝的提前介人，原本要留到工藝實施階段時才會暴露的問題得以提前暴露并解決，縮短了車型的研發(fā)周期，降低了研發(fā)的成本投入，同時避免了量產(chǎn)后出現(xiàn)的大量產(chǎn)品設(shè)計變更和開發(fā)周期延期。焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.1.1SE的定義.SE的定義目前，SE分析主要利用三維軟件構(gòu)造的虛擬現(xiàn)實，對新車型數(shù)模進(jìn)行專業(yè)技術(shù)分析，對產(chǎn)品數(shù)模、制造工進(jìn)行改進(jìn)。通E分析，在產(chǎn)品設(shè)計階段對工藝開發(fā)人員提出的工藝問題進(jìn)行解決，從而提高產(chǎn)品品質(zhì)、降低開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期，在新品的設(shè)計開發(fā)中，沖壓、焊裝、涂裝、總裝各個工藝環(huán)節(jié)，都會參與到產(chǎn)品開發(fā)的同步工程中來。如圖11-2所示。圖11-2車型開發(fā)過程中問題曲線圖焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.1.2SE的分類與目的.SE的分類與目的SE分析是一種在產(chǎn)品開發(fā)過程中進(jìn)行工藝支持的工作模式，分為：沖壓SE、焊接SE、涂裝SE、總裝SE和尺寸工程SE。其中：焊接SE是整合產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、質(zhì)量保證、生產(chǎn)制造過程的系統(tǒng)方法，焊裝SE現(xiàn)已在大部分汽車生產(chǎn)廠應(yīng)用，以加快推出市場上需要的新產(chǎn)品，增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力。沖壓SE焊接SE涂裝SE總裝SE尺寸工程SE焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.1.3焊裝SE的作用與功能.SE的作用與功能焊接SE活動是將生產(chǎn)準(zhǔn)備階段的工作提前到設(shè)計階段同步進(jìn)行，通過對零部件焊接工藝性的分析和改進(jìn)，使設(shè)計出的數(shù)據(jù)更適合制造。宏觀上來講，同步工程的目標(biāo)是捉質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品幵發(fā)周期。焊接活動在實現(xiàn)上述要求的過程中，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）產(chǎn)品開發(fā)有效性改進(jìn)，使在設(shè)計開發(fā)階段時每一個零件、每個總成等都符合焊接原理和實際生產(chǎn)需求，減少開發(fā)全過程方案更改次數(shù)，最終使全過程方案更改次數(shù)減少；（2）開發(fā)過程同步，將原來在量產(chǎn)準(zhǔn)備時開展的部分工作提前到設(shè)計階段進(jìn)行，設(shè)計數(shù)（3）設(shè)計和制造過程一體化，在設(shè)計時充分考慮夾具、焊接設(shè)備的合理性，例如使產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，盡量減少焊接位置難以焊接點等，使制造成本降低。焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.1.3焊裝SE的作用與功能.SE的作用與功能采用焊接SE分析可以達(dá)到已下目的：（1）從制造工藝的角度優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，完善產(chǎn)品制造工藝；（2）減少新產(chǎn)品設(shè)計返工，降低投產(chǎn)前修改費用，縮短新產(chǎn)品的整個開發(fā)周期；（3）提出可靠性高的生產(chǎn)方式，提高并穩(wěn)定車身質(zhì)量；（4）提出合理、有效的生產(chǎn)工藝方式，可以節(jié)約新產(chǎn)品投產(chǎn)后的生產(chǎn)成本；（5）注重企業(yè)的未來發(fā)展，考慮與未來產(chǎn)品的通用性。效果焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.1焊裝SE分析流程.焊裝SE分析流程車身焊裝的零部件結(jié)構(gòu)和數(shù)量，如圖11-3所示。圖11-3車身焊裝的零部件結(jié)構(gòu)焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.1焊裝SE分析流程.焊裝SE分析流程一般來說，任何工作流程都是在特定的環(huán)境中形成的，焊接SE分析工作也不例外。目前國產(chǎn)品牌汽車在新品開發(fā)方面也有了長足的進(jìn)步，通過與國外有一定產(chǎn)品同步開發(fā)、工藝分析經(jīng)驗的公司的合作，學(xué)習(xí)和借鑒對方的同步開發(fā)經(jīng)驗，建立了自己的開發(fā)流程及規(guī)范。雖然具體流程有所差別，但是總體來說，焊接SE分析流程一般遵循如下的思路（如圖11-4所示）。圖11-4焊裝SE分析流程焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.1焊裝SE分析流程.焊裝SE分析流程SE分析工作流程基本根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計階段而定，一般分為以下幾個階段：①策劃階段；②參考車分析階段；③草圖及模型階段；④工程化設(shè)計階段；⑤設(shè)計樣車階段。圖11-4焊裝SE分析流程SE工作是一項非常復(fù)雜的工作，它涵蓋的領(lǐng)域包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)線建設(shè)、工裝設(shè)計、焊接技術(shù)及設(shè)備、尺寸知識、檢測技術(shù)等各領(lǐng)域，每一個領(lǐng)域都有非常廣泛的內(nèi)容。因此從事SE分析一般需要具備以上多方面的知識，同時要對以上領(lǐng)域的知識靈活應(yīng)用才能達(dá)到目的。焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.2策劃階段.（1）輸入內(nèi)容本階段主要與產(chǎn)品策劃部門一起對目標(biāo)車型進(jìn)行初步分析，并在工藝技術(shù)方面與競爭對手產(chǎn)品進(jìn)行對比，確定是否采用焊接新技術(shù)、新工藝，根據(jù)企業(yè)現(xiàn)狀確定該產(chǎn)品可能生產(chǎn)場地，并進(jìn)行生產(chǎn)線建設(shè)投資預(yù)算。將分析報告提交企業(yè)高層決策。1）目標(biāo)車型的主要技術(shù)參數(shù)；2）公司近遠(yuǎn)期的產(chǎn)品規(guī)劃。輸入內(nèi)容焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.2策劃階段（2）主要工作內(nèi)容1）目標(biāo)車型的初步分析①新開發(fā)車型能否在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上生產(chǎn)；②新開發(fā)車型與競爭對手車型在焊接工藝技術(shù)方面的差異，從成本質(zhì)量方向選擇是否采用焊接新技術(shù)、新工藝。2）生產(chǎn)場地的初步建議①根據(jù)規(guī)劃要求以及公司現(xiàn)狀提出新車型的生產(chǎn)場地建議；②對建議生產(chǎn)場地進(jìn)行近期及遠(yuǎn)期生產(chǎn)可行性分析；③確定生產(chǎn)線初步建設(shè)方案。3）生產(chǎn)線建設(shè)初步投資分析①初步確定制造分工方案及預(yù)計投資金額；②初步確定焊接工藝設(shè)備數(shù)量及預(yù)計投資金額；③初步確定廠房建設(shè)及配套設(shè)施的投人情況。焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.3參考車分析階段（1）輸入內(nèi)容&（2）主要工作內(nèi)容參考車一輛。1）參考車工藝分析①焊接工藝分析；②材料分析；③參考車車身結(jié)構(gòu)分析；④涂膠工藝分析2）參考車工藝流程的建立根據(jù)參考車解析分析結(jié)果，依據(jù)以往工作經(jīng)驗初步確定參考車工藝流程。3）生產(chǎn)線初步工藝方案確定根據(jù)生產(chǎn)場地的實際情況，考慮準(zhǔn)備用于新車型的生產(chǎn)場地的大小，新車型車門的大小尺寸，參考車工藝流程體因素，初步確定生產(chǎn)線的建設(shè)方式和提出制造分工初步建議，編制生產(chǎn)線的初步工藝方案焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.3參考車分析階段（3）輸出內(nèi)容1）參考車焊接工藝解析卡片；2）車焊接工藝流程（如圖11-5所示為某車型工藝流程圖示例）；3）參考車工藝分析報告及產(chǎn)品開發(fā)工藝特殊要求建議書；4）生產(chǎn)線工藝方案（初步）（含生產(chǎn)線的初步投資概算）。（a）某車型前罩板工序流程焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.4草圖及模型階段（1）輸入內(nèi)容1）主斷面；2）車體模型；3）工藝流程圖；4）生產(chǎn)線場地及相關(guān)物流初步資料。焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.4草圖及模型階段（2）主要工作內(nèi)容①盡可能優(yōu)化結(jié)構(gòu)，采用比較成熟的焊接工藝；②盡可能避免較特殊且成本較高的焊接工藝；③從各個角度降低焊接工裝及生產(chǎn)線建設(shè)成本；④工藝難點分析。模型結(jié)構(gòu)分析圖11-6某車型翼子板模型結(jié)構(gòu)焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.4草圖及模型階段（2）主要工作內(nèi)容①零部件裝配位置關(guān)系；②車身結(jié)構(gòu)實現(xiàn)形式；③車身結(jié)構(gòu)合理性；④焊接密封膠位置及截面大??；⑤焊點位置，定位孔位置及焊接的實現(xiàn)形式分析。主斷面分析圖11-7車身結(jié)構(gòu)中側(cè)圍和頂蓋搭接方案焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.4草圖及模型階段（3）輸出內(nèi)容（1）產(chǎn)品設(shè)計變更請求表（含模型分析、主斷面分析、車身外觀間隙分析報告）；（2）完善焊接生產(chǎn)線工藝方案。焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.5工程化設(shè)計階段（1）輸入內(nèi)容1）產(chǎn)品3D（2D）數(shù)據(jù)；2）整車焊點資料；3）整車涂膠資料；4）整車扭力資料；5）備選焊鉗的3D（2D）資料；6）相關(guān)工具（如焊鉗、擠膠槍等）的參數(shù)資料；7）公差的基本標(biāo)準(zhǔn)；物品擺放焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.5工程化設(shè)計階段（2）主要工作內(nèi)容1）工藝流程分析：裝配工藝檢查；裝配零件干涉檢查；工藝流程、工藝路線編制并提出制造分工建議；生產(chǎn)線初步布置及物流分析；零件搬運性，重量、尺寸檢查。如圖11-8為某車型搬運合理性檢查的一個案例：產(chǎn)品前期為考慮碰撞性能，前邊構(gòu)件中段加長件設(shè)計在發(fā)動機(jī)倉邊梁上裝配，造成工藝性差、質(zhì)量控制困難及成本的增加。因此在分析過程中就將后段零件調(diào)整至前地板焊接總成中焊接，達(dá)到成本、工藝性、質(zhì)量等方面的最合理化。圖11-8某車型工藝布局典型案例焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.5工程化設(shè)計階段（2）主要工作內(nèi)容2）可焊性分析①焊點優(yōu)化分析；②焊接邊長度及寬度優(yōu)化分析；③特殊焊接方式分析；④焊接通道分析。3）涂膠工藝分析①零件裝配干涉檢查；②零件裝配結(jié)構(gòu)合理性檢查；③零件形狀合理性檢查。4）車身結(jié)構(gòu)分析①零件裝配干涉檢查；②零件裝配結(jié)構(gòu)合理性檢查；③零件形狀合理性檢查。焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.5工程化設(shè)計階段（2）主要工作內(nèi)容5）包邊扣合分析①包邊翻邊的長度分析；②包邊尖角條件分析；③包邊翻邊角度分析；④包邊壓力分析。6）工藝補(bǔ)償分析①沖壓回彈分析；②焊接變形分析。7）定位點及夾持點分析①夾持點（MCP）分析；②定位點（MLP）分析；③母孔分析。8）公差分析①公差標(biāo)準(zhǔn)分析；②匹配公差分析；③位移公差分析。焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.5工程化設(shè)計階段（2）主要工作內(nèi)容在定位及夾持點分析工作中應(yīng)注意以下原則:①當(dāng)被裝焊的零件既有曲面又有平面時，應(yīng)該優(yōu)先選擇平面作為主要定位基準(zhǔn)面，盡量選擇平面，否則夾具設(shè)計制造困難。如果有幾個平面時，應(yīng)該選擇其中較大的平面作為主要定位基準(zhǔn)。②對于較復(fù)雜的車身沖壓件，可以選擇下列部位作為主要定位基準(zhǔn)：曲面外形；曲面上經(jīng)過整形的平臺；工件經(jīng)過拉升和壓彎形成的臺階；經(jīng)過修邊的窗口和外部邊緣；裝配孔和工藝用孔。③應(yīng)當(dāng)盡量選擇零件或部件的設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。消除基準(zhǔn)不統(tǒng)一產(chǎn)生的誤差，提高定位精度。④盡量利用零件上經(jīng)過機(jī)械加工的表面或孔，或者以上次工序的定位基準(zhǔn)作為本工序的定位基準(zhǔn)。⑤上述原則要綜合考慮，靈活運用，在裝焊方便，簡化夾具的同時，注意一定要保證車身的尺寸精度、位詈精度和技術(shù)要求。焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.5工程化設(shè)計階段（2）主要工作內(nèi)容如圖11-9為某零件系統(tǒng)公差案例:圖11-9后風(fēng)擋玻璃密封條與頂蓋配合間隙公差案例焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.5工程化設(shè)計階段（3）輸出內(nèi)容1）產(chǎn)品設(shè)計變更請求表（含可焊性，成本，質(zhì)量分析報告）；2）白車身公差分析表（含單件及總成）；3）MLP點；4）焊接工藝流程、焊接工藝路線；5）焊接生產(chǎn)線工藝方案焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.6SE階段總結(jié)（1）輸入內(nèi)容（2）主要工作內(nèi)容前期提出的產(chǎn)品設(shè)計變更請求表。1）編制焊接SE分析跟蹤表；2）追蹤、統(tǒng)計”產(chǎn)品設(shè)計變更”的實施情況；3）輸出內(nèi)容：好接SE分析跟蹤表。主要工作內(nèi)容焊裝SE分析流程焊裝SE概述11.2.7設(shè)計樣車階段（1）輸入內(nèi)容（2）主要工作內(nèi)容1）生產(chǎn)可行性初步驗證；2）可焊性驗證；3）設(shè)計質(zhì)量驗證；4）成本分析驗