《汽车制造工艺技术》 教案 任务一 底板、侧围分总成焊装生产工艺流程

编号：LNJD-PR08-RE08授课方案授课教师张德虎课程名称汽车制造工艺技术1单元29授课时间年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第节第节第节班班班授课章节任务一底板、侧围分总成焊装生产工艺流程教学目标知识目标：了解主线生产工艺流程；了解车身焊装工艺布局能力目标：能概述汽车主线生产工艺流程素质目标：培养学生爱动脑、善于查资料的素质重点难点重点：主线生产工艺流程难点：底板分总成结构教学地点普通教室□一体化教室R多媒体教室R实训室□实验室□企业现场□其他教学方法及手段常规教学□启发式教学√现场教学□案例教学□问题教学√项目教学√多媒体教学□演示教学□其他教学过程设计一、复习二、导入三、讲授新课四、提问五、布置作业六、总结教学后记辽宁机电职业技术学院教案用纸No授课内容备注任务一底板、侧围分总成焊装生产工艺流程【复习】

1.螺栓联接？

2.铆接？【导入】轿车车身是由数以千计薄板冲压成形的板壳构件通过焊接工艺方法组合在一起的形体复杂的高强度空间板壳结构，其焊装工艺过程十分复杂。为此，需对车身焊装工艺进行全面、科学、合理的规划。【讲授新课】一、主线生产工艺流程

汽车焊装主线是把侧围分总成线、底板分总成线、由小件焊接而成的车体钣金合件及顶盖，通过传输装置、夹具、合装台等设备定位后，焊接合装；完成白车身组焊的总成线，是车身焊装生产线的核心部分(图2-1)。车身壳体是由薄钢板组焊而成的复杂结构件，一辆车身由数百个钣金冲压件经定位焊、气体保护焊、钎焊及粘接等工艺组装而成。汽车车身钣金件的焊装是按一定的先后顺序进行的，具有明显的程序性。车身生产工艺流程：车身部件由升降传输辊床运输到工位内部，到位之后，由车身焊接定位夹具将车身侧围、顶盖横梁和和车体主结构定位夹紧，然后机器人用定位焊枪对车身进行定位焊接。焊接结束之后，夹具打开，车身再由升降辊床运输到下一工位。车身工段的焊接多采用自动线，其生产工艺流程如图2-2所示。车身工段一般包括左右侧围分总成线、前后围分总成线及主线。侧围内板线生产侧围内板分总成提供给侧围线生产侧围分总成。主线接收来自底板工段的底板分总成，与侧围分总成、前后围分总成、仪表板上盖板和后闭合板外板通过机器人进行预装，预装流程如图3-3所示。预装采用搭扣将左右侧围挂载在底板上再通过辊床运送到人工上件工位，进行顶篷橫梁的装配。最后将预装完成的车身骨架运送到主线最关键的一个工位——车身总拼工位。总拼工位用夹具将各部分总成零件进行精准夹紧定位，焊枪机器人通过两次焊接（第一次为定位焊，第二次为补焊）形成一个车身骨架。由于车身工段焊点数量较多，无法在一条生产线上完成，所以车身工段一般含有多条主线。主线一完成车身骨架的焊接，主线二对车身骨架进行补焊及后闭合板外板和承重梁定位焊和补焊，主线三完成顶篷在车身上的焊接，其中侧围与底板搭接的部分区域以及承重梁的焊接的部分区域等因焊枪无法达到，一般采用

CO2气体保护焊进行焊接，CO2气体保护焊是利用焊丝与工件之间产生电弧的热量，熔化焊丝与工件形成焊缝，通过CO2气体作保护，把电视和培他与空气隔离开来的一种焊接方法，

简称CO2焊。CO2气体保护焊在汽车车身焊强度高的位置。制造过程中主要运用在两个方面。一是不能进行定位焊的位置，

二是对焊接强度要求比定位焊强度高的位置。二、车身焊接工艺布局轿车车身的所有组成部件都由薄板冲压而成，汽车制造业将其统称为冲压件，其中90％以上的冲压件所用的薄板厚度只有0.6~0.8mm，承力最大的冲压结构件所用钢板的厚度亦小于3mm。由于车身冲压件的面厚比很大，因此刚度非常小，极易变形，要想将多片极易变形的冲压件组焊成高精度(形状公差和尺寸公差均小)的车身分总成，在组焊的全过程必须保持每一个冲压件的形状不变，且各冲压件的相对位置精度要求很高。欲做到这一点，车身焊装车间采用了大量与之相适应的焊装夹具，如图2-4所示。为了提高生产效率，满足生产节拍的要求，汽车车身焊装生产均将满足车身各总成部件及车身合装的焊装夹具按照一定的要求构成高效的焊装流水线，如图2-5所示。轿车车身最重要的特点是，除极少数部件（前翼子板、灯板梁）外，90％以上的车身组件都是采用焊接工艺实现车身的组装。因此，车身焊装工艺的内容多而复杂，为了使车身焊装作业能有序高效进行，需合理规划与布局焊装工艺。焊装工艺布局是否合理，有四项重要的评价指标：（1）车身在焊装线上的流动应顺畅，无效输送和辅助生产时间应尽可能短；（2）物流配送方便；（3）焊装线两侧有足够的工件摆放空间；（4）便于产能的扩充和信息的导入。图2-6所示是某轿车焊装车问的布局图，能较好地满足上述四项要求。三、白车身底板分总成焊装生产工艺流程（一）底板分总成结构底板分、总成一般由前舱分总成、后底板分总成、前围挡板分总成、前底板分总成、中后底板分总成及一些散件拼焊而成，如图2-7和图2-8所示。

图2-7

底板分总成焊装线

图2-8

底板分总成焊装流程

（二）底板分总成焊装工艺整车厂根据对车身强度、加工精度及外购成本的控制要求决定车身工件的加工深度，为了有效地监控下车体加工精度和强度，广汽菲亚特343车型下车体对7个安全用分总成工件采用内做模式：左右前纵梁、左右后纵梁、前底板、中后底板、前围挡板。这7个分总成工件是由5条手动线加工而成，分别向3条自动线（前舱线、后底板线、底板线）提供工件，并拼焊成下车体总成。1.前舱线左右前纵梁总成及两个连接横梁通过定位焊和涂胶工艺连接成前舱总成，通过机器人将前舱总成搬运到空滑橇上，带有前舱总成的滑橇经过空中输送线输送到后底板线线尾。空中输送的模式能有效的利用厂房空间，并满足缓存量，减少因设备故障对其他线体的影响。2.后底板线左右后纵梁及其他散件通过13台机器人完成定位焊和涂胶工艺，最后由机器人将后底总成搬运到带有前舱总成的滑橇上。3.底板线底板线采用的是固定夹具定位、辊床输送和机器人搬运涂胶焊接的模式，将各个分总成零件通过机器人搬运到固定夹具上焊接下车体'总成。这种模式具有车型切换时间短、设备控制简单、投资维护成本低等特点，但其设备运行时间较长，，节拍内的有效焊接时间相对会减少。完成所有焊接后的下车体,将通过机器人在下车体总成上完成车身螺柱的焊接。螺柱自动焊工艺能充分保证螺柱的焊接质量和位置精度,并显著降低人力成本和劳动强度，提高焊接效率。在底板线上设置有下车体检查工位，通过人工检查记录，能有效的发现问题，防止不良零件的流出。线尾设置的在线测量工位，通过机器人激光测头对下车体关键测量特征100%的实时监控和数据采集，有效地控制批量不良零件的产生和流出。四、白车身侧围分总成焊装生产工艺流程

（一）侧围的组成侧围整体上可按侧围外板分总成和侧围内板分总成来划分（图2-9），也可按部件分为A柱、B柱、C柱和门槛等（图2-10）。从设计角度来讲，侧围内板的强度远大于侧围外板，在两构件焊接时，由于钣金冲压、焊接等方面的制造偏差，外板就有可能被内板强制拉伸变形，因此在制定焊装生产工艺时需引起重视。（二）侧围的焊装工艺分析焊装工艺主要包括3个方面：焊接定位、焊接翻边和焊接顺序。侧围部件焊接时通常以孔为定位基准，定位孔通常要求平行于坐标平面，有翻边要求时，焊点距离焊件的边沿通常不小于12mm，最好15mm以上，便于翻边。焊接顺序根据设计工艺而定，不同的厂家稍有不同。

1.焊接结构分析在钣金件焊装工艺制定时，多使用两层板定位焊，减少3层板焊接，杜绝3层以上板件搭接定位焊。此外在同道工序，能够使用同一型号焊钳焊接的焊点，焊接料厚尽可能接近，以便于参数的统一，定位焊搭接料厚度要求见表2-1。表2-1

定位焊搭接料厚度要求此外，考虑到三层板定位焊过程中熔核偏移对焊接质量的影响，在设计中尽量采用表2-2中搭接状态的形式。表2-2

搭接状态

2.熔核布置分析熔核的布置受点焊分流和制件结构的限制。当焊件厚度增大时，熔核间允许的最小间距及焊点中心到制件圆弧或边缘的最小间距就会相应增大，否则，会影响总成熔核焊接强度，具体参数见表2-3。表2-3

定位焊具体参数3.焊核搭接边分析搭接边（b）是焊接凸缘接触表面的宽度。接触平面之间必须相互平行且搭接在一起。定位焊搭接边宽度的设定原则：定位焊接头的最小搭接边宽度如图2-11所示，最小搭接边宽度b=4×t2+8(当t1<t2时，按t2计算)，其中b为搭接边宽度，t为母材板厚。侧围分总成焊装通常采用自动化生产线，在焊接夹具、顶升机构和输送机构等的配合下，由点焊机器人或人工完成焊接工作。图2-11

定位焊接头的最小搭接边宽度四、白车身侧围分总成焊装生产工艺流程车身装配线是完成白车身总成结构的最后一条线。在国内，线体一般采用人工操作安装，辊床输送流动的方式，国外一些自动化较高的整车厂也有全自动化装配的线体设计。车身装配线主要完成的工艺包括四门铰链安装、四门安装、行李舱盖安装、左右翼子板安装、发动机舱盖安装。工艺流程简介：1）四门铰链及四门安装。值得注意的是，后门安装在前，前门安装在后，因为后门的装配间隙段差标准以车身为基准，前门的装配间隙段差标准需要以后门及车身为基准。2）行李舱盖安装。3）左右翼子板安装。值得注意的是，左右翼子板安装必须在前门安装之后，因为翼子板的装配间隙段差标准以前门及车身为基准。4）发动机舱盖安装。值得注意的是，发动机舱盖的安装必须在左右翼子板之后，因为发动机舱盖与翼子板的间隙段差标