无比神奇的汽车车身焊接工艺设计!

2019年3月5日13:05:35 评论 13

从目前概念车的世界里,内部(车内)多变的色彩为汽车赋予了更多的活力.同时,空间的利用在内部结构的设计上占到了一个什么重要的作用,事实也引证了这一点.仔细对比一下目前的新概念,很多汽车的内部结构已经相当的精简.汽车内部结构设计是汽车设计中以人为中心的复杂且重要的设计过程. 从目前概念车的世界里,内部(车内)多变的色彩为汽车赋予了更多的活力.同时,空间的利用在内部结构的设计上占到了一个什么重要的作用,事实也引证了这一点.仔细对比一下目前的新概念,很多汽车的内部结构已经相当的精简.当然这不是说要放弃一些本来必须的东西,设计师只是把一些实用的工具隐藏起来.譬如是把一些DVD导航,冷气口隐藏起来.在新的设计理念里,简单比杂乱给人的感觉更好.

汽车内部的设计也是一种学问.有些东西是不可以模仿的.德国汽车和中国的汽车有什么不同?其实同样的车,差别当然不是很大,之所以人们对这两种汽车存在着不同的意见,最主要的是感觉的差异.而这种感受不只是局限在单纯的驾驶感,人们对德国的总体感觉还有对德国文化的理解也是一个很重要的因素.中国一开始就给人家一个不好的影响是,中国的东西不好.就这样小小的一句话,害了中国的产品,包括汽车.而中国人乃至世界对于中国汽车的不满,内部结构发面占到了一定影响.中国虽然已经融入了世界,但不可以模仿的东西太多,需要慢慢探索学习的东西也很多,中国汽车发展很快,但是内部结构的设计一直滞后于世界。笔者总结了中国汽车内部结构的几点不完善.第一:工艺不够精细,印象中有一个很影响深刻的事情,在06年的广州车展中,我亲眼看到中国一辆名叫"UFO"汽车的座椅竟然爆线了,虽然说这是一辆展车而非量产车,但是几十万的观众看到这样一个不足会有什么感受?而事情的背后反映出的问题同样值得深思.第二:总体感觉不够清晰,简明.很难说造成这种感受的原因对汽车的布局把握不好。因为布局的好与不好也没有一个很明确的定义.但是感觉的东西很直观,也是最实在的。一个东西好不好,感受是最好的验证.第三:人才不足,国外很多的非机器制造的汽车工艺是由许多有十几年经验的工匠完成的,而且这种工艺是一代传一代的,也很少说会外传,可以这么说,版权的保密性非常好.虽然学不到,但中国也可以学习一下这种模式,虽然短期看不到什么效果,但是长远对中国的汽车还是很不错的.目前中国还没有进入一个自主豪华车时代,而这个时代却是培养人才最好的时机,但中国在这方面确做得不够好.

一、汽车内部结构设计
汽车内部结构是一个从构思、设计到验证的复杂的系统工程.结构时要考虑众多的约束关系和人机工程的要求。汽车内部结构是“以人为中心”的设计,即以人为中心,在满足一定的约束条件下,运用人机工程学达到人-车-环境和谐的设计理念。汽车内部结构设计是同时进行多方面结构的设计过程,也是不断反复递进寻求最优化方案的设计过程。
汽车内部结构主要任务是:
①车型主要结构尺寸确定:乘员结构;整车主要尺寸确定;踏板,换挡杆及手刹位置结构;转向盘及转向管柱结构;行李箱结构;侧车窗玻璃;顶盖位置;座椅及仪表板结构等。
②人机工程学研究:确保驾驶员及乘员的居住舒适性,安全性,以及驾驶员的操纵方便性和具有良好的视野等。
③法规符合性校核:风窗面积及雨刷结构;手伸及界面;仪表板可视范围;内外后视镜视野;安全带固定点等。在满足这些要求的同时,还要尽量减小整车质量,增大车室内空间,提高整车的经济性能。在传统的设计中,工程师使用二维人体模板在二维主图版上进行汽车内部结构设计,无法事先对踏板、换档杆、转向盘的操纵性和坐姿及视野性等性能进行空间位置的评估和验证,只有在制作了物理样车后由一定比例的人进行实际的驾驶操作才可完成验证.

二、以汽车座椅为例来谈谈汽车内部设计问题
在驾驶汽车过程中与驾驶员有直接关系之一的就是座椅,长时间驾驶时座椅的舒适性不同对驾驶员疲劳性带来很大影响。
座椅骨架是座椅的基础结构,承受着各种复杂多变的载荷,决定座椅静、动弹性特性的弹簧也固定在骨架上。坐垫和靠背应具有一定的弹性;调节机构可使座位前后或上下移动以及调节坐垫和靠背的倾斜角度。缓冲垫的作用是隔开人体与弹簧的生硬接触,分散人体对弹簧的压力并使座椅具有柔软丰满的触感和外形,同时还起着对振动的阻尼作用由此可见,在进行汽车座椅加工之前,技术人员必须对人体力学知识与座椅设计原理有一定的了解,这样才能生产出符合人体安全需求和舒适需求的汽车座椅。
座椅加工成形过程中应注意的问题:
1、座椅在车厢内的布置要合适,尤其是驾驶员的座椅,必须处于最佳的驾驶位置;
2、在进行座椅加工过程中,需要满足人体工程学的要求,座椅必须具有良好的静态与动态舒适性。其外形必须符合人体生理功能,在不影响舒适性的前提下,力求美观大方;
3、座椅应采用经济的结构,尽可能地减少质量。此外,座椅是支撑和保护人体的构件,必须十分安全可靠,应具有充分的强度、刚度与耐久性。对可调的座椅,要有可靠的锁止机构,以保证安全,因此,座椅应有良好的振动特性,能吸收从车厢地板传来的振动;
4、座椅应具有各种调节机构,为适应不同驾驶员、乘员在不同条件下获得最佳驾驶位置与提高乘坐舒适性创造条件。
三、结语
由此可见,汽车内部结构是一个从构思、设计到验证的复杂的系统工程.结构时要考虑众多的约束关系和人机工程的要求。汽车内部结构是“以人为中心”的设计,即以人为中心,在满足一定的约束条件下,运用人机工程学达到人-车-环境和谐的设计理念,才能设计出完美的汽车。

目前,汽车的焊接工艺对制造业来说显得尤为重要,焊接工艺可以称得上生产线的“灵魂”, 从宏观上决定车间的工艺水平、物流、投资和预留发展,具体决定着生产线的工艺设备种类和数量、物流工位器具型式、机械化输送方式及控制模式等。焊接工艺对于全新设计的车身来说,通过对总布置断面的正确理解,将车身按照焊接总成顺序分解,确定焊接装配关系进行设计,这是结构设计的先行条件。而对于改型和逆向的车身来说,追溯其原型车的焊接装配关系,并在此基础上进行设计尤为必要。 原型车的工艺往往是经过实践检验的成熟工艺,焊接关系的正确确定和理解,可以很大程度上提高原型车已有生产条件的利用效率,降低开发成本和周期,如工艺路线的延用,工艺师和操作工对工艺的熟悉和掌握,焊装夹具的调试和延用,焊接生产线的共线生产等。
一、焊接工艺的设计要素
为了顺利开展焊接工艺设计工作,必须具备以下要素:
1、车身数模。数模是提供车身零部件位置关系及结构尺寸等设计参数的基本资料,同时利用车身数模还能够制作各类剖面图及轴测图。
2、车身各个零部件的具体明细表,如标准件数量、规格,冲压件编号及名称等。此外,样车、样件及全套图纸也是工艺设计中不可缺少的要素。样车指的是车身分总成、各大总成及整车总成等,样件则主要指冲压件。以上三种要素是保证工艺设计具备合理性的前提,因此必须加以重视。
二、汽车车身的焊接工艺分析
(一)凸焊工艺   在焊接汽车车身时通常会使用到凸焊工艺,凸焊一般被应用于焊接低碳钢型汽车冲压件或车身。为了避免凸焊质量受到影响,在焊接汽车车身时应注意以下事项。
1、凸焊的焊接时间主要由三种因素决定,即薄板厚度、凸点刚度及焊接电流。在焊接施工时应将板件凸焊厚度控制在0.5mm~4mm之间,并在同一接头处焊接多个熔核,以提高焊接质量。如车身薄板厚度<0.5mm,则凸焊机的电极嵌块应为钨材料或铜-钨烧结材料,以便使平板一侧散热量得以减少,从而确保不同薄板间实现热平衡。此外,还应在车身薄板上焊接凸焊螺母及凸焊螺栓,以便于在拧紧螺栓或螺母的情况下就可以进行车身装配工作。
2、利用凸焊机将螺母及螺栓焊接好之后,应检查上一级车身零部件与车身整体是否匹配,同时利用定位销对螺母焊接位置进行定位。
3、为了顺利进行凸焊,在焊接汽车车身时应确保螺母板底孔孔径与凸焊螺母大小相适应,就一般情况而言,底板孔径与螺母公称直径的差值应为1mm左右。此外。应确保螺栓的公称直径比钣金底孔的孔径小0.5mm左右,以保证凸焊螺栓能够发挥良好的定位作用。
三、车身焊接工艺设计的前提条件

(一)产品资料
1、产品的数学模型(简称数模)。在汽车制造行业中,一般情况下用UG 、Catia 、ProE 、Solidworks、Alias等三维软件均能打开数模,并在其中获取数据或进行深人的工作。在工艺设计过程中,将所有数模装配在一起就构成了一个整车数模,从数模中可以获得零部件的结构尺寸、位置关系。由数模还可以生成整车、分总成、冲压 。
2、全套产品图纸
3、样车、样件(包括整车车身总成、各大总成、分总成和冲压件)。
4、产品零部件明细表(包括各部件的名称、编号,冲压件的名称、编号、数量,标准件的规格、数量)。件的各种视图(包括轴测图),以及可以输出剖面图。
工艺设计时,业主必须提供上述a、b、c中至少1项,d项可以从前3项中分析出来,正常状态下d项早在汽车设计结束时就已经确定了。如果仅提供b项,那么需要增加大量的车身拆解、分析工作。
四、汽车焊接工艺设计的主要注意事项
(一)车在装焊过程中,合理分块非常重要,而车总成的分块大体相同,但往往对头接缝处有所变化,要认真分析。分块决定夹具的套数、工艺流程,是工艺设计的第一步。
(二)工艺设计不能只顾眼前,应该远近结合、滚动发展,做到近期合理、远期可行。
(三)要充分考虑混线生产的可能性,在夹具设计任务书和工艺设备选型上尽可能柔性化。          (四)生产方式尽可能精益,尽量减少在制品存放,大型外覆盖件的物流尽量短;灵活布局车间内的各条生产线,使各生产线之间工件输送及与其他车间的衔接尽量短捷、顺畅,提高生产效率。
(五)小件生产尽量集中布置,提高设备利用率。按照工艺流程在线旁布置小件的模式,从节约成本的角度看是不可取的。
(六)要进行三维焊钳与夹具的焊接过程动态模拟,提高选型准确性。
(七)将以往设计中不易发现的问题经过计算机仿真,较早地被发现和解决,提高设计方案、图纸的准确性和节拍平衡。
(八)工艺设计不能脱离生产管理系统,计算机系统在那些工位取得生产信息,就要求在设备订货技术任务书明确功能及接口条件。

五、结语
综上所述,车身焊接工艺可对汽车整体的质量产生极大的影响,所以应注意在完善焊接工艺设计的基础上对车身焊接方法进行优化。此外,由于汽车车身焊接工艺的设计受到多种因素的影响,如投资限制、精度要求、工艺水平及用户观念等,所以在选择与设计焊接工艺时也应全面考虑多种因素,以保证车身焊接质量与设计要求相符。

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