汽车车身常见工艺孔的类型、功能及设计原则

汽车在制造过程中,需要通过车身工艺孔来保证焊装、涂装、总装生产工艺过程的达成和产品设计目标的实现。因此工艺孔在汽车的设计环节有着重要的设计理念和严格的开孔要求。工艺孔的设计,需要进行精准SE分析,特殊要求的工艺孔还需要通过一定的论证或CAE软件模拟对孔径、孔距、孔位等要素进行定义。

车身常见工艺孔按用途可以分为定位孔、焊接过孔、排气孔、漏液孔、电泳孔、防打漂孔、注蜡孔、吊挂孔及安装过孔等。

车身工艺孔功能及设计要求

定位孔
定位孔特指车身焊接定位孔,是焊接过程中,与夹具定位销配合将工件的自由度进行限制,以达到有效固定零件为目的,保证零件装配制造精度的工艺孔。
定位孔的设定需考虑以下原则:
  1. 为保证最终定位精度,可借用高精度的装配孔(光孔)为定位孔;或在精度要求比较高的位置设定定位孔/面,以保证最终的定位精度。
  2. 定位孔之间的距离应大于该工件尺寸的2/3,过小会导致冲压件本身旋转晃动的角度增大,不能保证焊接及装配尺寸。
  3. 尽可能实现圆孔、椭圆孔定位,避免使用方孔、不规则孔等定位。
  4. 零件定位孔所在平面应与车身坐标系中的某一主平面平行,不允许曲面和双斜面设计;定位孔设定在零件刚性相对较好的位置(比如使用台阶孔,一般台阶面大小尺寸为孔径D+6~10mm),防止因定位引起钣件变形,如果零件料厚太薄,可做凸台面或翻边处理(如侧围外板,可采用翻边孔定位,翻边孔直线长度3mm)。
  5. 同一零件定位孔法线方向应相互平行,并尽可能缩减同一零件/总成的定位孔平面间距离,并避开焊点位置。
  6. 主副定位孔的设定需考虑上下焊接层级的延续性,且需与误差积累方向一致。一般主副定位孔的设定遵循上主下副、左主右副、前主后副的原则。
  7. 定位孔中心位置坐标值要求最少两个方向为整数。
  8. 定位过孔直径要比定位孔直径至少大2mm,必要时可根据需要增大过孔孔径。
  9. 形状相似零件的定位孔孔距要求长度不一,或定位孔大小不一,避免错装。
  10. 定位孔大小根据零件尺寸大小,按表1进行选择。需密封的定位孔,建议根据零件库中已开发堵盖规格进行设计。
焊接过孔
焊接过孔特指车身焊装过程中,为保证有足够的焊钳进出空间的工艺孔。焊接过孔存在两种情况,一种是焊接过孔需通过电极头并且避让电极臂(见图1),一种是焊接过孔避让电极头(见图2)。
  1. 焊接过孔需通过电极头并避让电极臂的情况下,因使用的焊枪型号不同,需进行焊枪模拟分析,根据分析结果确定开孔尺寸。
  2. 与车身外部相通区域(如前地板)需要后道工序进行封堵的焊接过孔,需结合相应金属堵盖确定开孔尺寸。
  3. 焊接过孔避让电极头的情况下,过孔与焊接面贴合时,焊接过孔的大小需超过焊钳电极帽的直径,一般要求≥φ 16mm;当焊接过孔与焊接面间距为0~20mm时,过孔直径要≥20mm;当焊接过孔与焊接面间距为20~70mm之间时,过孔直径要≥25mm;当焊接过孔与焊接面间距>70mm时,过孔直径要不小于40mm。注意空腔距离低于70mm时,过孔处通常为电极杆(f 16mm),超出70mm后,过孔处通常为电极杆座或粗电极杆(f24mm),按表2中的要求进行。
排气孔
排气孔是指车身在涂装前处理、电泳过程中,为排除积聚在板件、腔体最高点的空气和气泡所设计的,能有效保证前处理电泳功能的工艺孔。排气孔的设定,需结合车身前处理电泳设备的输送形式、摆动角度、出入槽时间,开闭件要结合工装治具等工艺条件进行综合评判。
  1. 排气孔的位置应为白车身入槽姿态下或白车身在槽体内摆动时的腔体的最高点。
  2. 发盖尖角、四门窗框加强板(复合式车门)、空气室外板、后轮罩区域、后顶梁区域、封闭的梁类、空气室内板及局部凸台特征(水平面方向)高度超过5mm的面板或梁架等,需在合适的最高点设定排气孔。
  3. 开孔数量要根据钣金件的面积及腔体体积进行具体分析。
  4. 需密封的排气孔,要考虑尽量沿用已有密封标准件。
  5. 排气孔开孔的形状、尺寸在满足此部位排气的前提下,另考虑该分析部位的钣金形状、空腔体积、刚度要求、密封形式以及装配操作性等因素。
漏液孔
漏液孔是指车身在涂装前处理、电泳出槽过程中,在节拍时间内为排尽地板、腔体等部位最低点积聚的液体,防止窜槽和电泳烘烤不良问题而设计的工艺孔。漏液孔的设定,需综合考虑生产节拍、出槽角度等工艺条件进行。一般来讲,漏液孔布置在零件的最低处,或局部凹台特征深度超过5mm(水平面方向)。一般沥液结构有排液孔(圆孔、方孔、长圆孔)。
  1. 车身排水性要求:一般要求车身完全出槽后20s内沥液断线。
  2. 依据漏液孔位置、尺寸和数量,车型选定生产线的现场工艺资料,分析通过该漏液孔在生产节拍内排出的液体体积是否大于该孔所处位置空腔体积,从而判定其是否能够满足排水性要求。如漏液孔不能满足排水性要求,可采取增大漏液孔尺寸、变更漏液孔位置或在腔体最低点增设漏液孔等方法提出设计要求。
  3. 前后盖的漏液分析应结合工装器具安装后的开起姿态。
  4. 漏液孔位置应为白车身在出槽姿态下或完全出槽后腔体结构的最低点。
  5. 漏液孔的大小及数量计算公式
  6. 漏液孔尺寸对应的漏液孔面积参照表3。
  7. 漏液孔常见开孔尺寸见表4,需要密封的漏液孔,要考虑尽量沿用已有密封标准件。
电泳孔
电泳孔是指用于防电磁屏蔽,保证白车身局部密闭腔体表面可以有效电泳而开设的圆形孔、长圆孔、方形孔等工艺孔。分析车身空腔结构中电泳孔的位置、大小、间距,能否有效防止电场屏蔽问题。如设计不合理,电磁力线不能进入密闭的空腔,产生电场屏蔽,不能形成电泳漆膜或膜厚不足,从而产生锈蚀,导致防腐性能下降。考虑车身结构、零件位置及车身电场的因素有利于电泳液的进入,电泳孔开孔大小及距离标准见表5。
防打漂孔
防打漂孔是指为保证涂装过程中车身快速浸入槽体、防止车身漂动而设计的工艺孔。防打漂孔一般设定在前后地板面以及备胎槽面上,位置在底板的最低处,使车身入槽瞬间在1~2s内停止漂动。一般可以直接借用前后地板以及备胎槽上的漏液孔、焊接过孔。
汽车工艺师

汽车工艺师 ( auto1950 ) 是汽车制造领域优秀的数字传播平台。关注它,让你在汽车方面会更专业;关注它,你在汽车领域更容易成功!
343篇原创内容
公众号
注蜡孔
注蜡孔是指为满足车身下部、整车使用工况为湿区的空腔及空腔钣金件之间的搭接面具有设计的防腐能力,喷/注防腐蜡作业需求而开设的工艺孔。
  1. 注蜡孔一般设计在空腔体的两端,便于员工在注蜡操作时能保持匀速运动,使防腐蜡均匀的喷敷在腔体内。局部由于被分隔、注蜡无法达到的腔体,需要单独设计注蜡孔,此时开孔设计要满足均匀注蜡需求。
  2. 注蜡孔的开孔直径不小于15mm,但注蜡孔可以在尺寸满足的基础上考虑借用其他开孔,如定位孔、电泳孔、装配孔等。
  3. 由于注蜡喷枪的转子枪头的深入长度限制,空腔注蜡孔两孔之间间隔不大于500mm(如果注蜡腔体被膨胀胶、钣金隔断,则需要同步分析时考虑重开注蜡孔),保证防腐蜡能完整地涂覆在空腔体内,不出现喷涂死角。
吊挂孔
吊挂孔是指车身在焊装、涂装、总装生产过程中,为满足输送吊具的支撑点而开设的工艺孔,用以保证车身在吊具上稳固安放和输送行进。车身吊具孔在长度、宽度方向(X轴、Y轴)上要满足相应生产工厂吊具支点的尺寸要求。
如图3 所示, 某工厂涂装吊具支点销大小为  48mm× 26mm、高度( b 值) 26m m, 车身电泳吊具孔在深度( Z 轴方向) c 值应≥ 3 5m m,孔位在操作时易于锁紧和观察。车身开孔孔径要求54mm×32mm,支点孔要有足够的强度,一般做翻边设计来满足强度要求、翻边高度H为5~6.5mm(含料厚、公差,参照基地吊具数据)且需小于基地吊具锁紧基准销高度a值。
安装过孔
安装过孔是指为确保总装过程中员工可以顺利操作安装零件而设定的工艺孔。安装过孔可分为避让安装工具过孔、避让零件过孔和避让手掌过孔三种类型。常见开孔区域及尺寸要求见表6。
其他
除以上各类工艺孔要求外,需结合成本、防错、新工艺等要素进行设计及分析。
  1. 有密封要求的工艺孔,除了满足其本身的设计原则外,还需结合堵盖零件库选型确定开孔尺寸,并且尽量减少堵盖的种类,即节约开发成本,还有利于多车型共线生产时的现场物料仓储和物流。
  2. 借用孔的使用,可以在满足工艺要求的前提下,通过借用一部分工艺孔达到降低钣金开孔的成本。
  3. 不同工艺之间的装配孔(涂装工艺、总装工艺)进行区别设计,有利于现场作业时的防错需求等。
结语
车身工艺孔的开孔原则是在车身设计和工艺分析实践基础上,既重视工艺需求又兼顾产品设计。随着专业分析模拟软件的广泛应用,电泳、排气、漏液工艺孔的设计和计算会更加精准,虚拟验证与实践相结合反复论证将能给后续的产品开发周期与成本带来更加积极作用。

作者:  王飞,李建国,周次心,倪海华,李文鹏,王兵

作者单位:       合众新能源汽车有限公司

本文已在《汽车工艺师》杂志

2021 年第 10 期 “特别策划” 栏目    P16-P24 发表。

  编 辑:    畅  达   

(0)

相关推荐

  • 车身防腐技术探讨

    一 传统防腐工艺流程 1. 磷化:脱脂 · 磷化 形成致密的磷化膜,形成基层防护及提升电泳附着力 2. 电泳:电泳 · 烘干 内腔及外表面形成电泳漆膜, 防水防盐雾腐蚀,防腐核心. 3. PVC:地板 ...

  • 车身不同部位的防腐措施

    ‍‍‍‍ 来源:众泰汽车 欢迎阅读本篇文章 车身腐蚀不仅影响外观,而且直接影响汽车安全性.可靠性和使用寿命.有资料报道称,车身锈蚀1%,强度会相应下降5%-10%.因此需要车身结构设计和制造过程中采取 ...

  • RPS基准系统基准选取的设计原则有哪些?

    在产品设计时,对于产品图纸的定义,无论是2D图纸还是3D PMI信息,我们都是先看基准,在看测量元素的要求.因此,基准是基础,基准定了,测量元素才能评价出来.今天,我们就基准来进行阐述. 基准是指焊装 ...

  • 防腐设计+品质管控,腾势在防腐蚀问题上为何能给出10年承诺?

    两位工程师 一:为什么要防腐蚀 腐蚀是指金属材料在自然环境下或特定环境下与其周边的介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏.湿度.降雨或者固体尘粒.温度.沙石和道路环境等因素都会导致金属的腐蚀. ...

  • 白车身焊接误差原因及控制方法

    ‍‍‍‍ 来源:江淮汽车 欢迎阅读本篇文章 在汽车车身焊接过程中,由于诸多因素的影响,造成组焊件及白车身焊接精度的误差超过规定值,就会产生不良影响.为了保证汽车生产的高质量.快节拍和低成本,有必要对汽 ...

  • 塑料在翼子板上的应用

    ‍‍‍‍ 来源:奇瑞汽车 欢迎阅读本篇文章 汽车翼子板是遮盖车轮的车身外板,如与周边零件配合协调.过渡平顺,则会形成整车特有的美感. 目前,世界上绝大多数翼子板都采用钢板冲压成型,金属件不仅尺寸稳定. ...

  • 空腔注蜡是“钢板玩滴蜡”么?工艺只有德国神车有么?

    汽车是有钢板拼搭焊接而成的,是钢板都会生锈,于是在汽车问世后的130多年里工程师们都在和金属锈蚀做斗争.从钢板氧化发黑到磷化,从镀锡到镀锌,从防锈漆的使用到改善表面喷涂,但彻底避免生锈是不可能的. 某 ...

  • 探秘上汽大众宁波工厂,明锐旅行车的品质从何而来?

    大部分消费者见过很多旅行车,甚至开过一些,但是对于车辆是如何生产出来的并不清楚,对于厂家承诺的品质,也不尽了解.不久前,车哥们编辑探秘了上汽大众宁波工厂,对斯柯达明锐的制作有了更深的理解和体会. 该工 ...

  • 驾驶室车门上铰链电泳流痕的解决

    李永哲(陕汽集团商用车有限公司,陕西 宝鸡 721013)摘要:针对车门上铰链区域的电泳流痕问题,分析原因,通过优化生产过程和零件结构,采用增加吹水和取消空腔增加导流槽的工艺方法,有效地去除了电泳液的 ...

  • 【眩晕!中医常见眩晕6种类型,治疗眩晕常...

    [眩晕!中医常见眩晕6种类型,治疗眩晕常用中成药方]欢迎分享收藏! 中医认为眩是眼花,晕是头晕.二者常同时并见.故统称为'眩晕'.轻者闭目即止:重者如坐车船,旋转不定,也常伴有恶心.呕吐.汗出等. 1 ...

  • 初中语文:“病句修改”常见的10种类型,期末复习一定要掌握好

    病句修改,是语文学习的重点知识,也是考试常考题型,就初中语文来讲,语文常见的病句类型主要有这6种:语序不当.搭配不当.成分残缺.结构混乱.表意不明.不合逻辑. 我们之前也会同学们分享过常见病句的修改方 ...

  • 常见几种脚气类型及治愈方法

    (2017-10-17 21:13:40) 转载▼标签: 健康分类: 医药秘方常见几种脚气类型及治愈方法一旦得了脚气,很难彻底根除,而且治愈后不注意防护还会出现反复的情况.如何科学治脚气?首先要对症下 ...

  • 四种中药方,专管四种常见的手足癣类型,只...

    四种中药方,专管四种常见的手足癣类型,只因利润低,药店不愿卖,但是真的好用便宜! 1.鳞屑型:多以脱屑为主,边界清楚,间有少数水疱,边缘有粘着的鳞屑,逐渐向四周扩大,疱干脱屑,炎症不明显:呈现环形或多 ...

  • 神经内科医生:常见5种失眠类型,可以用这8种中成药改善,便宜又好用,一般不公开!

    第一种:早醒型   1.朱砂安神丸--这是安神的药剂,早醒的患者一般火气亢盛,心神不宁.可用此方改善. 2.酸枣仁丸--能够镇静安神,可以改善患者早醒的问题.   第二种:入睡困难型   3.参芪五味 ...

  • 神经内科医生:常见5种失眠类型,可以用这...

    神经内科医生:常见5种失眠类型,可以用这8种中成药改善,便宜又好用,一般不公开!   第一种:早醒型   1.朱砂安神丸--这是安神的药剂,早醒的患者一般火气亢盛,心神不宁.可用此方改善. 2.酸枣仁 ...

  • 常见的语音识别技术类型有哪些?

    随着人工智能技术的发展,人工智能技术类型也更加的广泛,并且这些技术也在各行各业当中,广泛应用开来.如果想要在人工智能行业当中长久发展,必然需要了解这些.那么常见的语音识别技术类型有哪些呢? 目前具有代 ...

  • 9个常见的成语使用错误类型

    9个常见的成语使用错误类型

  • 9个常见的成语使用错误类型1.褒贬不分2...

    9个常见的成语使用错误类型 1.褒贬不分 2.望文生义 3.用错对象 4.轻重失当 5.谦敬错位 6.不合语境 7.重复累赘 8.形近易混 9.特殊用法 #成语##语文学习#