淺談卡車涂裝同步工程設(shè)計(jì)的程序和分析重點(diǎn)

黨江波，顏光

（陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

引言

在汽車產(chǎn)品研發(fā)中，涂裝同步工程包括以下四個(gè)階段：工藝策劃階段、模型開發(fā)階段、工程化設(shè)計(jì)階段和樣車試制階段，每個(gè)階段的工作內(nèi)容需要按照整車開發(fā)流程中的門徑要求按時(shí)完成，本文就以涂裝同步工程在卡車產(chǎn)品開發(fā)流程中的應(yīng)用展開闡述。

1 工藝前期策劃

準(zhǔn)確可靠并可以批量落地的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品分析前期，首先需要對(duì)生產(chǎn)線的基本情況進(jìn)行摸索，收集擬采用線體的硬點(diǎn)數(shù)據(jù)，并參考競品的實(shí)物質(zhì)量制定出新開發(fā)產(chǎn)品的各項(xiàng)產(chǎn)品和工藝指標(biāo)。

1.1 工藝可行性分析

主要包括生產(chǎn)能力分析、制造工藝可行性分析和生產(chǎn)工藝設(shè)備、工裝適用性分析等內(nèi)容其中生產(chǎn)能力分析主要評(píng)估產(chǎn)能是否滿足新產(chǎn)品規(guī)劃綱要；制造工藝可行性分析主要是法規(guī)、目前工藝手段、工藝流程是否滿足新產(chǎn)品的指標(biāo)達(dá)成；生產(chǎn)工藝設(shè)備、工裝適用性分析，主要是按照新產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念，對(duì)線體的輸送可行性評(píng)估。

例如：前些年90%的卡車白車身設(shè)計(jì)引入的是國外內(nèi)密封方式，密封的完整性和可靠性不高，駕駛室內(nèi)縫密封難以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人涂膠，近年對(duì)標(biāo)國外卡車，為了提升氣密性指標(biāo)，國內(nèi)卡車開始采用外密封方式進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，將膠縫從內(nèi)測挪到外側(cè)，這就造成卡車白車身底板與四圍搭接的膠縫均需要在原有UBS 區(qū)實(shí)現(xiàn)，因膠縫增加較多，原有人工涂膠節(jié)拍無法滿足，需在概念階段就需要考慮機(jī)器人涂膠，如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)前期未提前評(píng)估機(jī)器人要求的工件、抱具定位精度以及膠縫設(shè)計(jì)寬度，就會(huì)造成批產(chǎn)節(jié)拍無法實(shí)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 競品車型分析

主要包括涂裝工藝流程分析，涂裝工藝孔分析，涂層構(gòu)成分析、色彩分析，阻尼、UBC 和UBS 涂覆工藝分析，空腔發(fā)泡及空腔注蠟工藝分析，凹槽設(shè)計(jì)、包邊部位、搭接部位涂裝作業(yè)性分析。通過靜態(tài)測量和拆解測量，逆向評(píng)估競品的產(chǎn)品涂裝工藝孔和搭接邊特點(diǎn)，工藝流程和產(chǎn)品隔音、密封、瀝水、防腐、外觀等指標(biāo)。

例如：競品分析過程發(fā)現(xiàn)，歐洲主流高端卡車的邊梁空腔和車門空腔均采用了空腔注蠟工藝，國內(nèi)卡車則應(yīng)用較少，即使應(yīng)用也是采用防腐時(shí)間較短的軟酯蠟，隨著國內(nèi)卡車開發(fā)里程的增加，防腐年限和銷售區(qū)域的拓展，為了滿足各國氣候環(huán)境和使用工況，需要考慮防腐年限較長的空腔注蠟工藝流程，以確保車身電泳薄弱環(huán)節(jié)的防腐性和耐濕熱性能。

2 模型開發(fā)階段

上述概念階段，通過逆向收集生產(chǎn)線參數(shù)和競品數(shù)據(jù)，按照競品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和擬設(shè)計(jì)新產(chǎn)品基本結(jié)構(gòu)，對(duì)涂裝工藝流程、節(jié)拍、工裝和指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，初步提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)需規(guī)避的內(nèi)容和設(shè)計(jì)目標(biāo)；在模型開發(fā)階段，就需要借用更加具體的CAS 數(shù)據(jù)和主斷面數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品的通過性和工藝過程實(shí)施性進(jìn)行更詳細(xì)分析。

這個(gè)期間主要的工作內(nèi)容包括：模型分析和通用化分析，其中模型分析內(nèi)容含白車身通過性分析、間隙部位涂裝作業(yè)性分析、棱角及凹槽、曲面部位噴涂作業(yè)性分析和特種涂裝作業(yè)性分析、色彩數(shù)字模擬和顏色渲染分析、多層板區(qū)域烘烤分析；通用化分析包括現(xiàn)有工裝、設(shè)備通用化分析和平臺(tái)車型通用化分析。

例如：為了確保板與板之間的電泳漆膜厚度，板與板的間隙一般要求大于5mm，如果間隙小于5mm，且該部位又無法開設(shè)電泳孔，就需要進(jìn)行起臺(tái)設(shè)計(jì)，盡量減少間隙不達(dá)標(biāo)區(qū)域面積，如果該細(xì)小間隙是濕區(qū)，還需進(jìn)行空腔注蠟操作，防止該部位過早銹蝕。

3 工程化設(shè)計(jì)階段

經(jīng)模型分析階段后，可以實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品與老線或者新線通用和匹配，并通過數(shù)字仿真分析，評(píng)估產(chǎn)品在電泳、涂膠、噴漆和烘干的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，做到提早識(shí)別和規(guī)避。

在工程化設(shè)計(jì)階段，將詳細(xì)對(duì)板與板的搭接密封、漏水風(fēng)險(xiǎn)、膠縫寬度、涂膠軌跡、電泳、瀝液和排氣孔開設(shè)、噴涂的作業(yè)性、噴蠟作業(yè)進(jìn)行詳細(xì)分析，其次還有新色漆的工藝開發(fā)工作也在此階段展開。

3.1 整車密封性分析

為了獲得最佳的氣密性和封水性，需對(duì)內(nèi)外板搭接縫進(jìn)行PVC 密封，工程化環(huán)節(jié)，需在概念階段確定的密封方式基礎(chǔ)上，將可能存在漏風(fēng)、漏水的部位識(shí)別出來，提早更改設(shè)計(jì)或者采取別的措施進(jìn)行規(guī)避；同時(shí)對(duì)密封膠的涂覆實(shí)現(xiàn)性進(jìn)行仿真分析，提升機(jī)器人涂膠或者人工涂膠的便捷性。

例如：在涂膠作業(yè)性分析過程，需要對(duì)涂膠長度、涂膠節(jié)拍進(jìn)行評(píng)估，以及對(duì)機(jī)器人涂膠的軌跡進(jìn)行仿真分析，根據(jù)涂覆難易程度，選擇粗密封或者細(xì)密封方式，對(duì)膠縫設(shè)計(jì)不規(guī)則，搭接縫無法有效填充，搭接縫設(shè)計(jì)較小，膠縫不夠平整美觀等問題提交設(shè)計(jì)變更，提早規(guī)避可能造成的干涉問題。

3.2 外部涂裝施工性分析

該部分內(nèi)容，主要是對(duì)底板UBC、車身外部面涂、套色噴涂和空腔注蠟（發(fā)泡）等工藝過程進(jìn)行作業(yè)性分析。

例如：空腔注蠟作業(yè)分析，需要將白車身注蠟區(qū)域識(shí)別出來，并核算注蠟量和節(jié)拍，出具注蠟圖；面涂分析重點(diǎn)對(duì)機(jī)器人噴涂屏蔽區(qū)域以及干涉點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別，提前更改產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，如局部凹槽開口角度應(yīng)稍大于90°，防止出現(xiàn)缺漆。

3.3 電泳孔、瀝液孔、排氣孔分析

根據(jù)電泳孔、瀝液孔、排氣孔的開設(shè)要求和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)初步數(shù)模進(jìn)行涂裝孔開設(shè)，統(tǒng)計(jì)孔的數(shù)量，各孔位可以相互借用，需要考慮的是瀝液孔、排氣孔在腔體的位置，且更重要的是考慮到液體和氣體在整車運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)形式，最終確定孔的位置、尺寸和數(shù)量。

3.4 鈑金件搭接部位分析

外板、內(nèi)板、加強(qiáng)板間隙分析，主要從整車密封性、進(jìn)液、排液、電泳成膜性、排氣性、鈑金干涉等幾個(gè)方面考慮，重點(diǎn)進(jìn)行如下分析：

（1）加強(qiáng)板與內(nèi)外板的間隙、加強(qiáng)板之間的間隙保證在5mm 以上，保證電泳成膜性。

圖1 門板包邊部位PVC 膠縫尺寸

（2）注意考慮內(nèi)板的工藝過孔對(duì)涂裝作業(yè)的方便性和安全性的影響，一般采取的措施是將內(nèi)板邊緣部位向內(nèi)折邊。

（3）為不影響加強(qiáng)板鈑金強(qiáng)度采取在加強(qiáng)板邊緣部位開凸臺(tái)形式，解決電泳成膜性與進(jìn)液、排液性能，且搭接寬度不超過20mm。

例如：對(duì)于車門邊打膠線，車身外部鈑金件搭接是否有利于打膠操作的流暢、美觀，需要考慮，門外板包邊與內(nèi)板凸起的搭接間隙，從而有利于打膠的流暢和膠的美觀。

3.5 新色彩油漆的開發(fā)

根據(jù)模型階段定義的顏色數(shù)據(jù)，進(jìn)行油漆涂層工藝設(shè)計(jì)、油漆指標(biāo)的確定和面涂材料的選型和驗(yàn)證，以及生產(chǎn)線適應(yīng)性改造分析，以確保新開發(fā)色漆能夠達(dá)到新品指標(biāo)，且可以進(jìn)行批量化生產(chǎn)。

4 樣車試制階段

4.1 生產(chǎn)線工藝滿足性

重點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有工藝流程是否滿足試制，對(duì)生產(chǎn)線通過性，以及臨時(shí)試制工裝及輔助設(shè)備的通用性進(jìn)行分析，編制詳細(xì)的作業(yè)指導(dǎo)書等工藝文件，出具詳細(xì)的試制工裝方案，并小批量制作。

搜集試制樣車用涂裝輔料、試制生產(chǎn)線的現(xiàn)場工藝資源；根據(jù)以上資料對(duì)以上工作內(nèi)容進(jìn)行分析，出具詳細(xì)的工藝指導(dǎo)書、守則、標(biāo)準(zhǔn)以及材輔料定額和協(xié)議，編制試制作業(yè)指導(dǎo)書；根據(jù)分析結(jié)果得出試制涂裝工藝流程、試制通過性方案、試制工裝及輔助設(shè)備的通用性方案及量產(chǎn)工裝及輔助設(shè)備的通用性方案。

4.2 試制工藝驗(yàn)證和樣車評(píng)審

當(dāng)以上條件均滿足要求后，進(jìn)行樣車試制，在此過程對(duì) 現(xiàn)場材輔料、工裝和輔助設(shè)備的滿足性進(jìn)行評(píng)估，并跟蹤設(shè)計(jì)產(chǎn)品的電泳漆膜厚、瀝液、排氣情況，以及對(duì)涂膠、面涂和注蠟涂覆作業(yè)性進(jìn)行評(píng)估，涵蓋節(jié)拍、覆蓋性和是否干涉進(jìn)行分析，以及色漆色差的匹配驗(yàn)證，對(duì)出現(xiàn)問題的部位提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)變更或者工藝方案調(diào)整。最終，對(duì)走完所有流程的試制車整體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)審，出具評(píng)審分析報(bào)告。

5 結(jié)語

涂裝同步工程分析工作作為卡車設(shè)計(jì)重要的一部分，貫穿卡車設(shè)計(jì)的全階段，其分析過程主要分工藝策劃階段、模型開發(fā)階段、工程化設(shè)計(jì)階段和樣車試制階段型四個(gè)階段，其中難度較大的為模型開發(fā)階段和工程化設(shè)計(jì)階段，為了確保新品能夠達(dá)到各項(xiàng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，需緊密地結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)線實(shí)際情況，對(duì)零件設(shè)計(jì)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，對(duì)現(xiàn)場工藝資源進(jìn)行適應(yīng)性改造，對(duì)無法工藝實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)問題提早識(shí)別，以防止后期設(shè)計(jì)變更，影響產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度，造成大的資源浪費(fèi)。