汽车焊装自动化生产线典型工艺 课件 项目1：汽车车身基本结构

项目1汽车车身基本结构目录1.1汽车基本分类1.2车身材料分类1.3车身基本结构1.4同步工程评审（拓展）1.1汽车基本分类1、乘用车与商用车。乘用车特点：载人且9座一下商用车特点：非乘用车1.1汽车基本分类2、什么是汽车白车身？汽车整车车身总成白车身总成3D图1.2汽车车身材料1、车身用材分类：金属与非金属。2、金属分类：普钢、高强钢、铝镁合金等。3、非金属分类：碳纤维等。1.3车身基本结构1.视频-感性认识。

请同学们看视频讨论（头脑风暴法），回答问题。（1）你看到哪些工艺流程？（2）你看到有哪些制造技术？（3）你看到和思考到哪些工作岗位？2.车身总成车身总成爆炸图车身焊接总成（骨架）车身总成行李箱盖总成（后盖）左/右后门总成左/右前门总成左/右前翼子板（总成）发动机罩总成（前盖）3.车身焊接总成车身骨架总成包裹架总成后围板总成转向柱总成顶盖总成车身下部总成（地板/底板）左、右侧围总成

车身骨架总成爆炸图4.车身下部焊接总成

车身骨架总成爆炸图5.侧围焊接总成6.发动机罩总成7.ABC柱车身立柱一般汽车车身侧围总成中单侧有3个立柱，从前往后依次为前柱（A柱）、中柱（B柱）和后柱（C柱）。这些立柱除了有支撑车身顶棚、保证车身车顶强度的共同作用外，立柱的刚度又在很大程度上决定了车身的整体刚度，因此在整个车身结构中，立柱是关键件，它要有很高的刚度。除此之外，在设计上它们也有一个共同点，那就是在保证其他条件的情况下，其横截面越大越好。8.车身产品数据及工艺信息识读(1)2D产品数据及工艺信息识读。8.车身产品数据及工艺信息识读(1)2D产品数据及工艺信息识读。8.车身产品数据及工艺信息识读(1)2D产品数据及工艺信息识读。8.车身产品数据及工艺信息识读(2)3D产品数据及工艺信息识读。A.零件数量和零件号B.零件位置和相对关系C.焊装工艺种类D.工艺点的数量F.工艺点的位置G.零件的定位信息1.4同步工程评审（拓展）

同步工程（SE：SimultaneousEngineering）又称工艺同步工程，是指在新产品开发的最初阶段，就尽最大可能地把设计过程和制造过程联系起来，要求整个产品开发过程实施同步、一体化设计，促使开发者始终考虑从概念形成直到用后处置的整个产品生命周期内的所有因素的一种系统方法[1]。同步工程的目标是提高质量、降低成本、缩短产品开发周期，即产品的Q.C.D（质量、成本、交付期）[2]。

在白车身开发阶段开展的焊装工艺评审称为焊装同步工程评审。在车身试制中，焊装工艺评审须把握工艺可行、成本控制、质量控制三个方向。1.工艺可行性评审

首先对产品的工艺可行性进行评审。工艺可行性即产品结构在本公司、同行业内现有生产工艺条件下制造的可实现性，分为零件装配可行性和零件连接可行性。不具备工艺可行性的设计结构必须更改，以点焊为例进行说明，图1中的焊点位于四面封闭的腔体内，腔体尺寸小，没有焊钳能进入其中完成焊接，工艺不能实现，因此必须更改该连接结构。2.成本控制评审

成本控制评审是为降低生产线直接投资成本和人工、能源、辅材等制造成本而进行的评审，包括工艺内容评审和装备共用性评审。2.1工艺内容评审

工艺内容多少直接影响投资成本和制造成本的多少。如点焊焊点较多会增加焊装夹具、焊机、焊钳等直接投资和人工成本、动能消耗。在保证产品强度和性能等基础上，必须通过评审使产品数据中的工艺内容最小化。2.1.1工艺种类评审

工艺种类是工艺内容的分类，工艺种类评审原则是种类数量最小化，否则就会导致直接投资和制造成本增加。如图2，某车型后车门内板相近部位有CO2弧焊和点焊两种工艺内容。通过评审，新增1个点焊焊点，替代CO2弧焊点，将工艺种类合二为一，节省了CO2焊机采购、安装、调试以及生产中的人工等多项成本。2.1.2工艺内容评审

工艺种类评审完成后，对保留的每种具体工艺内容进行评审，包括工艺点评审和零件RPS定位点评审。工艺点评审对应降低加工设备（如焊机、焊钳等）等投资，RPS定位点评审对应降低夹具等工装投资。2.1.2.1工艺点评审

工艺点是产品上的工艺（如点焊、凸焊、涂胶等）加工点。每种连接工艺点的评审以工艺点数量最小化为原则，评审包括工艺点数量、零件数量和零件装配结构3个方面。2.1.2.1.1工艺点数量评审

工艺点数量评审是根据行业标准、公司标准以及日常积累的经验直接优化产品上工艺连接点的数量。如图3，某车型后围板局部焊点间距为5mm，焊点分布密度大于企业标准，而且容易引起焊接电流分流等缺陷。评审后，取消图示3个焊点，使焊点分布更合理，同时降低了制造成本。2.1.2.1.2零件数量评审

零件数量评审是通过减少产品结构的零件数量减少工艺连接点数量。如图4，某车型侧围后轮罩内板由零件1和零件2组焊而成，评审后，将两件合一并一次性冲压成型，取消了焊装工艺。图5为某车型发动机罩内板总成中充气支杆加强板的焊点示意图，评审后，将该充气支杆结构改为撑杆结构，取消该处加强板，左、右两侧合计10个焊点随之取消。2.1.2.1.3.零件装配结构评审

零件装配结构评审是通过参照国内外在产车型的产品结构等方式，更改评审车型结构来减少工艺连接点的数量。如图6，某车型后盖外板灯口部位与内板连接处有6个焊点，通过评审，更改灯口安装部位结构，取消了6个焊点。2.1.2.2零件RPS定位点评审

对零件RPS定位点评审的主要目的是简化焊装夹具、装具等定位装备的设计结构，降低制造成本和人工操作成本。如图7，某车型顶盖后部铰链定位孔所在平面与直角坐标系的Z轴不垂直，焊装夹具对应定位处必须加装汽缸伸缩机构，以保证焊装总成从夹具上顺畅取出。评审后，使定位孔所在平面与Z轴垂直，将减少焊装夹具汽缸及对应气路管线等投资。2.2操作性评审，降低人工成本

与机器人操作相比，人工操作的精度和复杂度均较低。确定为人工操作的工艺方案必须对其操作性进行评审，评审包括装配操作性评审和加工操作性评审。2.2.1装配操作性评审

装配操作性评审是指对零件装配到夹具上的难易程度进行评审。一方面对零件在夹具上的孔、面等定位关系进行评审，另一方面对零件之间的装配关系进行评审。如图8，某车型前车门窗台加强板定位孔要求焊装夹具采用翻销结构，夹具结构复杂，人工操作复杂。通过评审，在门内板开过孔，减少了人工操作工作量，降低了人工成本。2.2.2加工操作性评审

加工操作性评审是指对人工操作装备进行生产的难易程度进行评审。加工操作包括点焊、凸焊、涂胶和修磨等。如图9，某车型车前翼子板端部两零件斜面搭接处有3个焊点，人工操作焊钳角度难度较大。通过评审，取消斜面搭接结构，改为侧面搭接，减少为2个焊接工艺点，在降低操作难度的同时提高了质量可控性。2.3工艺装备共用性评审2.3.1本车型各焊接总成间装备共用性评审此类评审主要是针对产量低且工艺方案为新建线的车型。这种情况下的生产节拍宽松，开工率低，装备空置率高，是一种资源浪费。通过工艺评审，优化产品结构，可实现多工位合并、装备共用，降低投资成本。如图10，某车型前门和后门的单个锁孔形状、三孔之间位置关系不同，必须准备前、后门两套冲孔装备。评审后，前、后车门冲孔形状、孔之间相对位置尺寸同一，实现前、后车门锁孔共用1套冲孔装备。2.3.2本车型焊接总成与在产车型装备共用性评审2.3.2.1通过性评审通过性评审是指对车型外观尺寸等影响共用生产线的流转、通过等因素进行分析，对可通过采取修改产品结构来实现共用的问题提出评审意见。2.3.2.2.装配性评审装配性评审是指对共用生产线中车型的定位等影响零件装配的因素进行分析，对产品结构修改提出评审意见。如图9，评审后，更改车身底部定位孔，使之与滑撬定位销相吻合，实现共用，避免了改造传输线100余套滑撬需要增加的成本。3.质量控制评审

质量控制评审是指针对焊装白车身制造质量控制的难易程度对产品结构进行的评审，包括外观质量评审、结构强度评审和尺寸精度评审。3.1外观质量评审

外观质量评审是针对白车身外观加工工艺点质量控制的难易程度进行的评审。以外观工艺点种类划分，主要分为车身外观焊点评审和外观涂胶点评审。3.1.1.外观焊点评审

在生产制造中，为控制外观焊点的外观质量，一般采取在焊装夹具与焊钳电极固定端对应一侧加装与外观零件型面吻合铜板的工艺措施，铜板要有一定活动量。如侧围门锁板、流水

槽部位的外观焊点质量采用此工艺措施均能得到较好控制。但对型面复杂的外观零件，容易出现焊点凸出、零件变形等质量缺陷。对此类外观点，可提出设计内饰遮蔽焊点或改变结构、取消焊点的评审意见。因新增内饰相应增加车型投入成本，故改变结构、取消焊点的评审意见应优先提出。如图10，某车型行李箱盖外板上焊装摄像头支架，评审后将摄像头支架焊装到内板上，取消了外板外观焊点。3.1.2.外观涂胶点评审

白车身外观涂胶点主要出现在发动机罩总成、行李箱盖总成外板和内板之间的连接处，起连接和减振作用。经常出现的质量问题有胶体外溢、胶体断裂等问题。评审时应注意内板上是否设计了储胶槽及其尺寸是否满足储胶量要求。如图11，某车型发动机罩总成内板上的涂胶槽设计尺寸小，不满足存胶量要求。评审后，扩大涂胶槽，并在两侧设计涂胶挡台，涂胶质量经试制验证符合要求。3.2结构强度评审

结构强度评审主要是针对焊接、滚边等有强度要求的工艺点的质量可控性进行评审，分为产品结构理论评审和实作性评审。3.2.1理论性评审

理论性评审是对产品结构在理论上是否满足强度要求进行评审。如对焊点等工艺点的位置和数量进行评审。如图12，某车型前车门加强板边缘位置缺失焊点，评审后补齐缺失焊点，完善理论设计。3.2.2实作性评审

实作性评审是评审理论上符合质量要求的工艺点在实际操作后的质量符合性。如图13，某车型窗框位置的点焊连接点理论上是完整的焊点，但落实到实际中，焊点上方窗框边沿限制焊钳操作，焊点为半点，焊接强度不足。评审后，在零件限制焊钳空间的对应位置上设计可以通过焊接电极的半圆孔，实现焊接点完整，保证了该连接点强度。3.3尺寸精度评审

尺寸精度评审是针对白车身尺寸精度控制的难易程度对产品结构进行评审。主要分为车身零件RPS定位点评审和车身零件间搭接关系评审。3.3.1车身零件RPS定位点评审

车身零件RPS定位点是零件定位的基准点，是保证车身尺寸精度的重要因素。为此，要对产品结构上零件RPS点的数量和位置进行评审。3.3.1.1RPS定位点数量评审RPS定位点数量评审的基本原则是定位点数量必须保证零件在空间6个自由度能被有效约束。部分薄板零件由于较大、易变形，还需加装辅助定位。如图14，某车型车门内板设置4个定位面，焊接时，焊钳冲击对零件稳定性有一定影响。评审后，加装辅助定位，保证了制造过程稳定。3.3.1.2RPS定位点位置评审RPS定位点设定位置评审包括零件自身RPS定位点位置评审、零件与零件间RPS定位点位置评审、RPS定位点与工艺点间位置关系评审。3.3.1.2.1零件RPS定位点位置评审

评审零件RPS定位点数量后，还要从尺寸精度控制角度对其位置进行评审。评审原则如下：·设定在零件变形趋向最小的部位；·设定在零件平面位置；·设定在工装、夹具容易固定的部位；·设定在以后不会发生尺寸修正的部位；·各定位点优先设定在同一个平面。3.3.1.2.2零件与零件间RPS定位点位置评审

单一零件与含有该零件的上一级或上几级总成之间RPS定位点设置最重要的原则是基准统一原则，即尽量保证单一零件的定位点和含有该零件的焊接总成在该零件上的定位点选取在同一个位置上，以避免因两者定位位置不一致而增加的车身尺寸精度控制链条长度，降低尺寸精度控制难度。3.3.1.2.3RPS定位点与工艺点间位置关系的评审要实现RPS点定位功能，需要在零件对应位置设计焊装夹具定位机构；