涂裝SE分析在汽車設計中的應用

周曉麗，華 云，王云飛

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北保定 071000）

涂裝SE分析在汽車設計中的應用

周曉麗，華 云，王云飛

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北保定 071000）

在汽車制造工藝中，汽車整體成本不僅包含制造費用，而且還包含設計更改產生的費用。通過對新車型進行同步工程（SE）分析，對車身結構或工藝提出改進建議，把缺陷和制造風險消除在設計階段，以減少后期的設計更改費用。闡述了涂裝SE分析的具體內容。

汽車涂裝；同步工程；車型設計與開發(fā)

0 引言

在以往的車型開發(fā)中，許多設計問題直到產品制造時才被發(fā)現(xiàn)。此時再對設計進行更改，一方面影響開發(fā)進度，另一方面增加制造成本。如果在汽車設計階段就能通過同步工程（Simultaneous Engineering，SE）分析發(fā)現(xiàn)設計缺陷，采取對策，預防缺陷產生，將對汽車開發(fā)進度及制造成本的控制發(fā)揮積極作用。以下針對汽車設計中的涂裝SE分析內容進行闡述。

1 電泳效果分析

車身電泳效果分析包含電泳屏蔽、電泳瀝液、電泳排氣及電泳外觀效果分析，其中電泳屏蔽和排氣瀝液效果分別通過兩個仿真軟件（EcoatMaster和麥格納排氣瀝液）及以往經(jīng)驗進行分析確認，對存在電泳不良的剖面進行結構更改。例如車門窗框腔體結構存在電泳屏蔽問題，通過在窗框上部增加3個8 mm×16 mm防屏蔽孔消除電泳屏蔽問題，電泳仿真效果示意圖見圖1。

圖1 窗框增加防屏蔽孔的電泳仿真效果示意圖Figure 1 The electrophoresis simulation effect scheme of increasing shielding holes in the window frame

2 涂膠效果分析

汽車涂裝用膠主要分為焊縫密封膠、PVC（聚氯乙烯）底涂膠、水性阻尼膠、裙邊膠。涂膠效果分析主要包含涂膠密封性、機器人或人工與涂膠操作的干涉性、涂膠完整性、涂膠與裝配件的干涉性分析。根據(jù)涂膠工藝可分為機器人涂膠、人工涂膠（扁槍嘴、圓槍嘴、刷膠、刮膠工藝）。例如，前減震器鈑金搭接間隙大，導致焊縫密封膠涂膠密封不完整，需要更改鈑金結構，增加凸筋，保證鈑金間隙≤3 mm，見圖2。

圖2 鈑金間隙案例分析圖Figure 2 The case analysis diagram of sheet-metal gap

3 人工操作可行性分析

人工操作可行性分析主要包含人工操作的難易程度、可視程度、常用工具與操作的干涉性分析。涉及人工操作分析的主要工位包含四門和大頂膠板鋪貼、裝入件裝配、噴蠟、雙組分發(fā)泡膠、焊縫密封膠涂膠操作。對于非自動化線體，人為因素是要考慮的首要因素。需要從操作人員的角度出發(fā)分析問題，其操作過程中盡量做到符合人機工學要求，即視野可達，操作空間便利、姿勢舒適。

3.1 膠板鋪貼和裝入件裝配可行性分析

膠板鋪貼和裝入件裝配可行性分析主要包含裝入件的通用性、操作的難易程度、操作的可視程度分析。以大頂膠板鋪貼為例，首先人員操作應滿足膠板鋪貼位置，其次膠板尺寸應通用化，便于防錯。人工鋪貼膠板模擬圖見圖3。

圖3 人工鋪貼膠板模擬圖Figure 3 The simulation diagram of artificial paving slab

3.2 噴蠟效果分析

噴蠟效果分析主要包含噴蠟槍槍管與操作干涉性分析和噴蠟完整性分析兩個方面。車身主要噴蠟部位為五門一蓋、下邊梁及地板縱梁等。以門檻梁噴蠟形式為例，噴蠟槍管從兩端進入，一方面要求槍管行進的路徑中無干涉問題；另一方面要保證噴蠟孔位置滿足噴蠟的扇幅能夠到達噴蠟部位，同時為了滿足噴蠟槍管強度要求（槍管直徑9～12 mm），噴蠟孔直徑≥15 mm。噴蠟開孔位置示意圖見圖4。

3.3 雙組分發(fā)泡膠操作性分析

雙組分發(fā)泡膠操作性分析主要包含注膠槍與工件干涉分析和注膠完整性分析。注膠操作過程中，首先必須保證注膠槍與車身零件無干涉問題，同時為了保證注膠完整性，需要對注膠孔尺寸及位置提出要求，注膠孔直徑≥12 mm，若同時對兩個空腔注膠，過孔尺寸≥20 mm，且應保證注膠方向注膠孔與過孔的相對位置，即注膠孔需在過孔范圍內。注膠孔示意圖見圖5。

圖4 噴蠟開孔位置示意圖Figure 4 The location scheme of wax injection opening hole

圖5 注膠孔示意圖Figure 5 The scheme of glue injection hole

4 工裝及設備可行性分析

工裝及設備可行性分析包含工裝操作性及通用性分析、車身通過性分析和設備能力分析。

4.1 工裝操作性及通用性分析

涂裝工裝的種類主要有五門一蓋電泳和面涂工裝，用于支撐和固定五門一蓋，以防止發(fā)生磕碰問題。工裝操作性及通用性分析主要包含工裝安裝拆卸難易程度分析、與其他車型通用性分析、與車身接觸部位漆面完整性分析等問題。

4.2 車身通過性分析

車身通過性分析主要包括車身尺寸（工裝狀態(tài)）通過性及車身吊掛點一致性分析。車身尺寸通過性需滿足工廠最大車型設計尺寸（工裝狀態(tài)）；車身吊掛點尺寸需與滑橇、吊具、移行機等的支撐點匹配。

4.3 設備能力分析

設備能力分析主要核算自動化設備能否滿足車型實際生產的需求能力，如涂膠長度、涂膠面積、面涂噴涂面積、電泳面積等。如無法滿足產品需求，則需要對設備能力或工藝進行改進。某新車型設計階段的設備能力核算一覽表見表1。

表1 某新車型設計階段的設備能力核算一覽表Table 1 The equipment capacity accounting list of certain new kind of car in the design stage

5 特殊工藝分析

特殊工藝是指區(qū)別于現(xiàn)有工廠的生產條件，需要單獨增加設備投資或工藝需求的工藝，如存儲需求、裝配需求、板材等。以下為特殊工藝的案例。

5.1 前擋風窗卡座溫度需求

貯存要求：卡座膠條需在0～5℃條件下貯存；

烘烤要求：車身需在130～150℃下烘烤20 min才能充分固化；

涂裝車間設計溫度為28～32℃，無法滿足卡座貯存要求，需要單獨增設冰柜貯存卡座。此外，安裝卡座的工位需要安排在面涂烘烤前，如濕打磨工位，以滿足烘烤要求。

5.2 掛泳件裝配性分析

掛泳件裝配性分析主要包含掛泳件與設備或人工操作的干涉性、掛泳件電泳防腐效果分析。掛泳件性能要求見表2。

5.3 油箱蓋噴涂工藝

油箱蓋材質如為塑料件，需要在產品設計階段設計油箱蓋工裝，在打膠線體或其他噴涂中涂、面涂線體前增加油箱蓋安裝工位，并在車型調試階段進行仿形調試。

5.4 板材分析

隨著國內外節(jié)能減排的呼聲越來越高，汽車輕量化的進程日益加快，鋁材在汽車工業(yè)中的應用越來越廣。在車型SE分析階段，需要分析車身板材與現(xiàn)有工藝的匹配性。鋁板的采用不僅影響前處理電泳涂料的選擇，還會影響工藝及設備排布。如磷化藥劑中需要增加氟離子含量，同時還需增加鈍化工藝，工藝流程比較見圖6。

表2 掛泳件性能要求一覽表Table 2 A list of performance requirements for the hanging electrophoresis piece

圖6 工藝流程比較Figure 6 The comparison between the two technological processes

6 結語

汽車車型設計開發(fā)與工藝設計開發(fā)并行，能在產品設計階段預防車身結構缺陷問題，減少后期車型調試過程中的變更進而降低制造成本。通過涂裝SE內容分析，建立完善合理的涂裝SE分析方案，最終保證同步工程在設計開發(fā)過程中得到很好的應用。

The Application of Coating SE Analysis in the Automobile Designing

Zhou Xiaoli，Hua Yun，Wang Yunfei
（Technology Center of Great Wall Motor Company，Hebei Province Automotive Engineering Technology Research Center，Baoding Hebei，071000，China）

In automobile manufacturing process，the overall cost of a car not only includes manufacturing costs，but also includes the cost of design changes. Through SE analysis for a new car，the improved recommendation was provided for the body structure and manufacturing process which could eliminate defects and manufacturing risks in the design stage，and reduce the post-design change cost. The concrete content of coating SE analysis was expounded.

automobile coating；simultaneous engineering；design and development of vehicle type

TQ 639

A

1009-1696（2016）05-0045-04

2016-04-11

周曉麗（1987—），女，大學本科，助理工程師，現(xiàn)任車型涂裝SE分析及新車型項目負責人，負責涂裝新工廠車型調試，以及現(xiàn)場工藝問題的解決和工藝文件的維護工作。