《汽車制造工藝技術(shù)》 教案 任務(wù)一 底板、側(cè)圍分總成焊裝生產(chǎn)工藝流程

編號(hào)：LNJD-PR08-RE08授課方案授課教師張德虎課程名稱汽車制造工藝技術(shù)1單元29授課時(shí)間年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第節(jié)第節(jié)第節(jié)班班班授課章節(jié)任務(wù)一底板、側(cè)圍分總成焊裝生產(chǎn)工藝流程教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：了解主線生產(chǎn)工藝流程；了解車身焊裝工藝布局能力目標(biāo)：能概述汽車主線生產(chǎn)工藝流程素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生愛動(dòng)腦、善于查資料的素質(zhì)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：主線生產(chǎn)工藝流程難點(diǎn)：底板分總成結(jié)構(gòu)教學(xué)地點(diǎn)普通教室□一體化教室R多媒體教室R實(shí)訓(xùn)室□實(shí)驗(yàn)室□企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)□其他教學(xué)方法及手段常規(guī)教學(xué)□啟發(fā)式教學(xué)√現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)□案例教學(xué)□問(wèn)題教學(xué)√項(xiàng)目教學(xué)√多媒體教學(xué)□演示教學(xué)□其他教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、復(fù)習(xí)二、導(dǎo)入三、講授新課四、提問(wèn)五、布置作業(yè)六、總結(jié)教學(xué)后記遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案用紙No授課內(nèi)容備注任務(wù)一底板、側(cè)圍分總成焊裝生產(chǎn)工藝流程【復(fù)習(xí)】

1.螺栓聯(lián)接？

2.鉚接？【導(dǎo)入】轎車車身是由數(shù)以千計(jì)薄板沖壓成形的板殼構(gòu)件通過(guò)焊接工藝方法組合在一起的形體復(fù)雜的高強(qiáng)度空間板殼結(jié)構(gòu)，其焊裝工藝過(guò)程十分復(fù)雜。為此，需對(duì)車身焊裝工藝進(jìn)行全面、科學(xué)、合理的規(guī)劃?！局v授新課】一、主線生產(chǎn)工藝流程

汽車焊裝主線是把側(cè)圍分總成線、底板分總成線、由小件焊接而成的車體鈑金合件及頂蓋，通過(guò)傳輸裝置、夾具、合裝臺(tái)等設(shè)備定位后，焊接合裝；完成白車身組焊的總成線，是車身焊裝生產(chǎn)線的核心部分(圖2-1)。車身殼體是由薄鋼板組焊而成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，一輛車身由數(shù)百個(gè)鈑金沖壓件經(jīng)定位焊、氣體保護(hù)焊、釬焊及粘接等工藝組裝而成。汽車車身鈑金件的焊裝是按一定的先后順序進(jìn)行的，具有明顯的程序性。車身生產(chǎn)工藝流程：車身部件由升降傳輸輥床運(yùn)輸?shù)焦の粌?nèi)部，到位之后，由車身焊接定位夾具將車身側(cè)圍、頂蓋橫梁和和車體主結(jié)構(gòu)定位夾緊，然后機(jī)器人用定位焊槍對(duì)車身進(jìn)行定位焊接。焊接結(jié)束之后，夾具打開，車身再由升降輥床運(yùn)輸?shù)较乱还の?。車身工段的焊接多采用自?dòng)線，其生產(chǎn)工藝流程如圖2-2所示。車身工段一般包括左右側(cè)圍分總成線、前后圍分總成線及主線。側(cè)圍內(nèi)板線生產(chǎn)側(cè)圍內(nèi)板分總成提供給側(cè)圍線生產(chǎn)側(cè)圍分總成。主線接收來(lái)自底板工段的底板分總成，與側(cè)圍分總成、前后圍分總成、儀表板上蓋板和后閉合板外板通過(guò)機(jī)器人進(jìn)行預(yù)裝，預(yù)裝流程如圖3-3所示。預(yù)裝采用搭扣將左右側(cè)圍掛載在底板上再通過(guò)輥床運(yùn)送到人工上件工位，進(jìn)行頂篷橫梁的裝配。最后將預(yù)裝完成的車身骨架運(yùn)送到主線最關(guān)鍵的一個(gè)工位——車身總拼工位。總拼工位用夾具將各部分總成零件進(jìn)行精準(zhǔn)夾緊定位，焊槍機(jī)器人通過(guò)兩次焊接（第一次為定位焊，第二次為補(bǔ)焊）形成一個(gè)車身骨架。由于車身工段焊點(diǎn)數(shù)量較多，無(wú)法在一條生產(chǎn)線上完成，所以車身工段一般含有多條主線。主線一完成車身骨架的焊接，主線二對(duì)車身骨架進(jìn)行補(bǔ)焊及后閉合板外板和承重梁定位焊和補(bǔ)焊，主線三完成頂篷在車身上的焊接，其中側(cè)圍與底板搭接的部分區(qū)域以及承重梁的焊接的部分區(qū)域等因焊槍無(wú)法達(dá)到，一般采用

CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接，CO2氣體保護(hù)焊是利用焊絲與工件之間產(chǎn)生電弧的熱量，熔化焊絲與工件形成焊縫，通過(guò)CO2氣體作保護(hù)，把電視和培他與空氣隔離開來(lái)的一種焊接方法，

簡(jiǎn)稱CO2焊。CO2氣體保護(hù)焊在汽車車身焊強(qiáng)度高的位置。制造過(guò)程中主要運(yùn)用在兩個(gè)方面。一是不能進(jìn)行定位焊的位置，

二是對(duì)焊接強(qiáng)度要求比定位焊強(qiáng)度高的位置。二、車身焊接工藝布局轎車車身的所有組成部件都由薄板沖壓而成，汽車制造業(yè)將其統(tǒng)稱為沖壓件，其中90％以上的沖壓件所用的薄板厚度只有0.6~0.8mm，承力最大的沖壓結(jié)構(gòu)件所用鋼板的厚度亦小于3mm。由于車身沖壓件的面厚比很大，因此剛度非常小，極易變形，要想將多片極易變形的沖壓件組焊成高精度(形狀公差和尺寸公差均小)的車身分總成，在組焊的全過(guò)程必須保持每一個(gè)沖壓件的形狀不變，且各沖壓件的相對(duì)位置精度要求很高。欲做到這一點(diǎn)，車身焊裝車間采用了大量與之相適應(yīng)的焊裝夾具，如圖2-4所示。為了提高生產(chǎn)效率，滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求，汽車車身焊裝生產(chǎn)均將滿足車身各總成部件及車身合裝的焊裝夾具按照一定的要求構(gòu)成高效的焊裝流水線，如圖2-5所示。轎車車身最重要的特點(diǎn)是，除極少數(shù)部件（前翼子板、燈板梁）外，90％以上的車身組件都是采用焊接工藝實(shí)現(xiàn)車身的組裝。因此，車身焊裝工藝的內(nèi)容多而復(fù)雜，為了使車身焊裝作業(yè)能有序高效進(jìn)行，需合理規(guī)劃與布局焊裝工藝。焊裝工藝布局是否合理，有四項(xiàng)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)：（1）車身在焊裝線上的流動(dòng)應(yīng)順暢，無(wú)效輸送和輔助生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)盡可能短；（2）物流配送方便；（3）焊裝線兩側(cè)有足夠的工件擺放空間；（4）便于產(chǎn)能的擴(kuò)充和信息的導(dǎo)入。圖2-6所示是某轎車焊裝車問(wèn)的布局圖，能較好地滿足上述四項(xiàng)要求。三、白車身底板分總成焊裝生產(chǎn)工藝流程（一）底板分總成結(jié)構(gòu)底板分、總成一般由前艙分總成、后底板分總成、前圍擋板分總成、前底板分總成、中后底板分總成及一些散件拼焊而成，如圖2-7和圖2-8所示。

圖2-7

底板分總成焊裝線

圖2-8

底板分總成焊裝流程

（二）底板分總成焊裝工藝整車廠根據(jù)對(duì)車身強(qiáng)度、加工精度及外購(gòu)成本的控制要求決定車身工件的加工深度，為了有效地監(jiān)控下車體加工精度和強(qiáng)度，廣汽菲亞特343車型下車體對(duì)7個(gè)安全用分總成工件采用內(nèi)做模式：左右前縱梁、左右后縱梁、前底板、中后底板、前圍擋板。這7個(gè)分總成工件是由5條手動(dòng)線加工而成，分別向3條自動(dòng)線（前艙線、后底板線、底板線）提供工件，并拼焊成下車體總成。1.前艙線左右前縱梁總成及兩個(gè)連接橫梁通過(guò)定位焊和涂膠工藝連接成前艙總成，通過(guò)機(jī)器人將前艙總成搬運(yùn)到空滑橇上，帶有前艙總成的滑橇經(jīng)過(guò)空中輸送線輸送到后底板線線尾?？罩休斔偷哪Ｊ侥苡行У睦脧S房空間，并滿足緩存量，減少因設(shè)備故障對(duì)其他線體的影響。2.后底板線左右后縱梁及其他散件通過(guò)13臺(tái)機(jī)器人完成定位焊和涂膠工藝，最后由機(jī)器人將后底總成搬運(yùn)到帶有前艙總成的滑橇上。3.底板線底板線采用的是固定夾具定位、輥床輸送和機(jī)器人搬運(yùn)涂膠焊接的模式，將各個(gè)分總成零件通過(guò)機(jī)器人搬運(yùn)到固定夾具上焊接下車體'總成。這種模式具有車型切換時(shí)間短、設(shè)備控制簡(jiǎn)單、投資維護(hù)成本低等特點(diǎn)，但其設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，，節(jié)拍內(nèi)的有效焊接時(shí)間相對(duì)會(huì)減少。完成所有焊接后的下車體,將通過(guò)機(jī)器人在下車體總成上完成車身螺柱的焊接。螺柱自動(dòng)焊工藝能充分保證螺柱的焊接質(zhì)量和位置精度,并顯著降低人力成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高焊接效率。在底板線上設(shè)置有下車體檢查工位，通過(guò)人工檢查記錄，能有效的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，防止不良零件的流出。線尾設(shè)置的在線測(cè)量工位，通過(guò)機(jī)器人激光測(cè)頭對(duì)下車體關(guān)鍵測(cè)量特征100%的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，有效地控制批量不良零件的產(chǎn)生和流出。四、白車身側(cè)圍分總成焊裝生產(chǎn)工藝流程

（一）側(cè)圍的組成側(cè)圍整體上可按側(cè)圍外板分總成和側(cè)圍內(nèi)板分總成來(lái)劃分（圖2-9），也可按部件分為A柱、B柱、C柱和門檻等（圖2-10）。從設(shè)計(jì)角度來(lái)講，側(cè)圍內(nèi)板的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于側(cè)圍外板，在兩構(gòu)件焊接時(shí)，由于鈑金沖壓、焊接等方面的制造偏差，外板就有可能被內(nèi)板強(qiáng)制拉伸變形，因此在制定焊裝生產(chǎn)工藝時(shí)需引起重視。（二）側(cè)圍的焊裝工藝分析焊裝工藝主要包括3個(gè)方面：焊接定位、焊接翻邊和焊接順序。側(cè)圍部件焊接時(shí)通常以孔為定位基準(zhǔn)，定位孔通常要求平行于坐標(biāo)平面，有翻邊要求時(shí)，焊點(diǎn)距離焊件的邊沿通常不小于12mm，最好15mm以上，便于翻邊。焊接順序根據(jù)設(shè)計(jì)工藝而定，不同的廠家稍有不同。

1.焊接結(jié)構(gòu)分析在鈑金件焊裝工藝制定時(shí)，多使用兩層板定位焊，減少3層板焊接，杜絕3層以上板件搭接定位焊。此外在同道工序，能夠使用同一型號(hào)焊鉗焊接的焊點(diǎn)，焊接料厚盡可能接近，以便于參數(shù)的統(tǒng)一，定位焊搭接料厚度要求見表2-1。表2-1

定位焊搭接料厚度要求此外，考慮到三層板定位焊過(guò)程中熔核偏移對(duì)焊接質(zhì)量的影響，在設(shè)計(jì)中盡量采用表2-2中搭接狀態(tài)的形式。表2-2

搭接狀態(tài)

2.熔核布置分析熔核的布置受點(diǎn)焊分流和制件結(jié)構(gòu)的限制。當(dāng)焊件厚度增大時(shí)，熔核間允許的最小間距及焊點(diǎn)中心到制件圓弧或邊緣的最小間距就會(huì)相應(yīng)增大，否則，會(huì)影響總成熔核焊接強(qiáng)度，具體參數(shù)見表2-3。表2-3

定位焊具體參數(shù)3.焊核搭接邊分析搭接邊（b）是焊接凸緣接觸表面的寬度。接觸平面之間必須相互平行且搭接在一起。定位焊搭接邊寬度的設(shè)定原則：定位焊接頭的最小搭接邊寬度如圖2-11所示，最小搭接邊寬度b=4×t2+8(當(dāng)t1<t2時(shí)，按t2計(jì)算)，其中b為搭接邊寬度，t為母材板厚。側(cè)圍分總成焊裝通常采用自動(dòng)化生產(chǎn)線，在焊接夾具、頂升機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)等的配合下，由點(diǎn)焊機(jī)器人或人工完成焊接工作。圖2-11

定位焊接頭的最小搭接邊寬度四、白車身側(cè)圍分總成焊裝生產(chǎn)工藝流程車身裝配線是完成白車身總成結(jié)構(gòu)的最后一條線。在國(guó)內(nèi)，線體一般采用人工操作安裝，輥床輸送流動(dòng)的方式，國(guó)外一些自動(dòng)化較高的整車廠也有全自動(dòng)化裝配的線體設(shè)計(jì)。車身裝配線主要完成的工藝包括四門鉸鏈安裝、四門安裝、行李艙蓋安裝、左右翼子板安裝、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋安裝。工藝流程簡(jiǎn)介：1）四門鉸鏈及四門安裝。值得注意的是，后門安裝在前，前門安裝在后，因?yàn)楹箝T的裝配間隙段差標(biāo)準(zhǔn)以車身為基準(zhǔn)，前門的裝配間隙段差標(biāo)準(zhǔn)需要以后門及車身為基準(zhǔn)。2）行李艙蓋安裝。3）左右翼子板安裝。值得注意的是，左右翼子板安裝必須在前門安裝之后，因?yàn)橐碜影宓难b配間隙段差標(biāo)準(zhǔn)以前門及車身為基準(zhǔn)。4）發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋安裝。值得注意的是，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋的安裝必須在左右翼子板之后，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋與翼子板的間隙段差標(biāo)