1、 BIW 同步工程目 录第六章 BIW 同步工程 .12、焊接可行性及设计要点 .13、涂装可行性及设计要点 .14、总装可行性及设计要点 .42.焊接可行性及设计要点2.1 焊接空间2.1.1 点焊空间目前本公司设计部门和规划部门定为一般的焊接边宽度14.5 门焊接边宽度122.1.2 凸焊空间2.1.2.1 凸焊螺母。下图为常见的电阻焊接示意图，后表为二焊凸焊组的部分焊机尺寸，供参考。图 1尺寸 螺母规格mm M6 M8 M10 7/16 备注T2 32 35 38 32T1 16 20 24 27L1 32 32 38 38Lt1 50 80 70 50Lt2 50 55 50 70Ll
2、1 90 90 90 90BIW 同步工程2.1.2.2 凸焊螺栓。下图为我们公司常见的螺栓电阻焊接示意图。图 2在焊接状态下，待凸焊零件外部空间不能够与焊机相干涉，具体尺寸依据奇瑞公司目前设备状况要求如下（如图 3） 零件凸焊位置点沿凸焊螺母、螺钉截面方向距零件边缘最小尺寸 a 要小于焊机喉深（奇瑞公司焊机喉深最大为 480520mm） ，以避免与焊机干涉； 零件凸焊位置点沿凸焊螺母、螺钉轴线方向距零件边缘最大尺寸 b 要小于焊机喉宽单臂最大尺寸（奇瑞公司焊机单臂最大活动尺寸为230280mm） ； 零件凸焊位置点沿凸焊螺母、螺钉轴线方向 40 空间内必须无结构型面，如图尺寸 c1、c2 ，
3、以免与焊机极臂干涉； 螺母、螺钉轴线方向可焊接最小空间高度为 60mm，如图尺寸 d。图 3在设计的时候根据实际情况，参考上表，做出足够的空间实现凸焊。3、植焊螺柱。由于植焊是由植焊枪来实现的，植焊的定位一是靠夹具的限位套；二是靠枪头的四个脚与车身接触来定位的，如果平面小或不平会导致枪无法和车身贴合，或是焊歪。如使用这类型钉子的话请务必考虑下面的要求。（1）下面的植焊螺柱要求有至少 25mm 平面，考虑公差建议达到 28mm以上。序号 零件号 规格 零件名称 主要用途1 N901 69301 M6X12 Welding screw2 S11-5300104 M6X18 Welding scre
4、w3 S11-5300108 M6X22 Welding screw4 QR2020614 M6X14 Welding screw5 QR2020635 M6X35 Welding screw油管，制动管，线束等BIW 同步工程6 QR2020509 M5X9 Welding screw7 N902 51701 M5X9.3 Welding screw8 N900 68401 514 Welding screw9 N901 69201 59 Welding screw10 N902 31601 525 Welding screw11 N902 46601 518 Welding screw地毯
5、、隔热垫，减震垫、线束等（2）下面的植焊螺钉要求有至少 30mm 的平面，考虑公差建议达到 35mm 以上。序号 零件号 规格 零件名称 主要用途1 A11-5100365 M6X12 Welding screw2 N905 84701 M8X12 Welding screw 搭铁2.2 焊接间距点焊时，相邻两焊点的中心距称为焊点间距或简称为点距。焊点间距越小，焊点数自然增多，当然能提高被焊接件的联接强度。但是在能保证联接强度的条件吓，焊点间距应以加大好，这不仅能减少焊点，提高生产率，而且也减少点焊时的分流，提高焊接质量。因此在设计时必须选一个适当点距。表给出了 2 层板焊接时的最小点距。一个
6、焊接件的厚度（mm）0.3 1.0 2.0 3.0 4.0 6.0焊二层板时最小点距(mm) 12 15 25 30 40 60在实际设计中，当焊接小的零、总件时，可以参考上表数据，在焊接大的零、总件时，点距可以适加大，一般不小于 3550mm。在有些非受力的部位，则焊点的距离还可以加大到 7080mm。2.3 各件定位系统的选择和校核定位系统的基本原则是 1-2-N（N3） ， 一个刚体的平行移动和转动共有6 个自由度。限制其 6 个自由度，刚体才能保持平衡。按照 1-2-N 刚体平衡状态需要 6 个定位点，对于大的刚度不足的零件需要增加附加点。 （如图）3个旋转自由度3个平移自由度图 3B
7、IW 同步工程RPS5fz 是附加定位点图 4如果一个零件用两个孔做定位，尽量设计成一个圆孔，一个长圆孔，圆孔为主定位，长圆孔为附定位，使公差向一个方向积累。而如果选择两个圆孔，用一个圆销一个菱形销定位，则效果稍差，除了工艺上复杂之外,菱形销在制造过程成带来的误差远大于圆形销。车身装焊的整个过程必须建立在一定的基准上才能保证整车的几何形状和尺寸，同时这些基准也是夹具设计、制造、调整、检测和维修的基准。再设计确定基准时应注意以下几个方面：a.基准的统一性，在焊接过程中基准是逐步传递的；b.基准应便于测量；c.基准应保证零件的准确定位；d.基准应考虑便于焊接操作。2.4 滑车的校核在设计的初期需要
8、知道如下参数：公司的规划、共线情况、焊装主线的 3D图纸。公司规划将带来设计的不同，有时候公司规划部门考虑新设计车型的试生产时间和公司的现状，会给出不同车间的要求，即临时生产一个车间，正式生产另一个车间，难免会出现滑车固定点在不同时期不统一的情况，这时设计部门需要和规划部门做一个均衡，在节约成本和保证性能的情况下尽量优化设计。而从规划部门得到各种输入参数以后，如果和其它车型共线，需要校核其干涉情况，往往很多车型在固定点没有干涉，但是在其他空间会产生干涉情况。2.5 实际设计中焊接问题经验总结2.5.1 考虑焊钳通用性如图如上图所示前地板与发动机舱、与后地板中通道连接处由于焊接角度相差较大，无法
9、使用同一焊钳焊接，且与后地板连接处由于角度因素，焊钳难以制作，在设计的时候应考虑这种情况，优化设计、工艺，以免造成不必要的浪费2.5.2 考虑操作人员的可执行性BIW 同步工程设计初期，设计人员在如图所示位置进行塞焊，但焊接此门槛的工序在下部线，此处进行塞焊主要有以下几个缺点：一在下部线塞焊影响焊接流水线速度，二是塞焊产生的强光会影响其他实施点焊的操作人员。所以在设计时需要考虑操作人员的易执行性。2.5.3 考虑放件的安装过程装备后装备中在设计的很多时候不仅仅要保证装备完成后的结果不会干涉，还有考虑安装的过程，要保证安装的过程中也不能产生干涉，要熟悉产品的装备过程，特别是后围板的安装，更要考虑
10、安装的过程。2.5.4 考虑焊钳的焊接空间此处要注意的焊接空间包括两个定位电极的放置空间和活动电极的运动空间BIW 同步工程此处定位电极的空间不够，如果解决需要特殊焊钳处理，会使成本增加此部位为纵梁部分焊接，如图所示件挡住了活动电极的运动空间2.5.5 涂胶装配的校核图示处截面如下导致安装顺序如下涂胶顶盖天窗安装板BIW 同步工程此时截面此时截面可以看出如果要正确的安装上如图所示顶盖有一个向后的过程，此时顶盖的底面会把上一工序涂的胶拖坏，导致涂胶效果不好，应优化此类设计。3.涂装可行性及设计要点在涂装的生产过程基本如下图所示针对涂装，对设计来说主要要考虑以下几点：BIW 同步工程3.1 涂装吊
11、具校核涂装吊具分成前处理用滑撬和涂面漆用滑撬，加上一个转换装置。二涂用前处理滑撬 图面漆用滑撬前处理滑撬和面漆滑撬转换机构不同涂装车间滑撬在电泳液中的运动形式不同，对滑撬的强度要求也有所不同。奇瑞公司一涂是以 15 度左右入水出水。三涂是以 10 度左右入水出水。二涂是在电泳液中进行 360 度翻转。电泳滑撬的固定方式也不一样，目前奇瑞公司有两种，一种是前后点都销子固定的，另外一种是前面用销子固定，后面用托的形式（目前公司 4 涂用这种方式） ，设计的时候要求固定点有足够的强度。在设计初期需要有公司规划部门的输入，根据输入可以知道即将设计的车型在何车间生产，和哪种车型共线，然后根据规划部门提供
12、的图纸绘制出准确的 3D 数据导入整车坐标系中，进行空间校核，保证所设计的车型不仅仅要和自己的滑撬点不干涉，还要保证和其他车型所用滑撬点不干涉。公司在设计 S12、S21 时都曾经出现过前处理滑撬和车身部件干涉的情况，M11 在涂面漆的滑撬中和 S11 所用滑撬前点也出现干涉现象。所以设计初期一定要做好滑撬校核工作，如果后期更改，将带来不必要的模具更改费用。前处理滑撬和涂面漆用滑撬时所用的转换装置也需要校核，主要时看转换BIW 同步工程装置的拖块能否托住车身。3.2 涂装漏液问题在设计中必须注意设计涂装过程的工艺漏液孔，因为在涂装前处理工艺中白车身一般要有 10 道左右的工序需在槽液中进行，上
13、道工序的槽液必须在规定的节拍内完成工艺内容，并基本倒完槽液后流入下道工序，上道工序槽液，原则上不应带入下道工序中，漏液孔就是为达到这一工艺要求设计的。3.2.1 设计中应注意的问题a.为达更好的防腐效果，在里面或者倾斜面钢板折边应尽量考虑如下示意：（让水顺利顺着外板流下，不会渗透到内部结构去） 。b.设计漏夜孔时尽量考虑沿用已有车型的堵件，以利于涂装操作工艺优化和减少新堵件开发费用。c. 沥液孔和堵件孔最好不设置成平板开孔状态,以确保强度和方便堵件安装。 （如图所示）3.3 涂装涂胶问题车身底板焊缝及轮罩部位进行喷 PVC 胶，其作用是增强车身的密封性能和钢板强度，达到防水、隔音隔热和抗石击。
14、在钣金搭接处需避免孔洞的存在,任何钣金搭接隙不能大于 12mm,否则涂装 PVC 对该缝隙无法进行处理,导致漏水质量隐患。外 板内 板内 板外 板为了提高涂装打胶质量，保证焊缝防腐性和美观，需要按照如下图示要求设计四门两盖压边:3.4 鸵鸟毛保护鸵鸟毛擦净机是专为清洁汽车车身外表面而设计的，用来在喷漆之前对汽车外表面进行清洁，并去除车身静电电荷。涂装车间有中涂擦净机和面漆擦净机两台套擦净机，其中中涂擦净机位于电泳底漆打磨和中涂自动喷漆两道工序之间，面漆擦净机位于中涂打磨和面漆自动喷漆两道工序之间。中涂擦净机和面漆擦净机在结构和功能上基本相同。诸如这样的孔,涂装无法处理BIW 同步工程鸵鸟毛擦净
15、机主要包括预电离站、顶部滚轮站、垂直滚轮站、斜滚轮站和后电离站。这些工作站有不同类型和可自由编程的坐标系，它能满足汽车对所要求清洁的车身和所需要空间的所有要求。2.预电离站 3.顶部滚轮站 4.1 斜滚轮站 4.3 垂直滚轮站 5.后电离站 6.喷漆房墙壁 7.供应管道由于鸵鸟毛的价格不菲，在设计中主要是注意不要出现突出物损害鸵鸟毛，如 S11 的行礼架支架由于设计没有考虑这方面，设计成一个突起的物体，导致偶尔出现刮掉鸵鸟毛事件。4.总装可行性及设计要点4.1 概述BIW 同步工程过涂装的车身从涂装线下来之后就直接运送到总装车间的贮存线,等待运送到总装线上,完成最后一道工序-车身总装。车身总装
16、一般由内饰装配线、底盘装配线、外饰装配线和检测线组成。针对不同车型、不同公司，具体的装配工段会稍有不同。例如奇瑞公司二总装配线包括一次内饰、底盘装配、 、二次内饰和整车调整、整车性能检测及整车进行最终检查并交车几部分组成。车身总装是车身总装配的一个重要组成部分,也是制造工艺过程的最后一个环节。好的装配工艺，不仅可以保证汽车产品的水平、质量，还可以降低成本和提高劳动生产率。当然要保证汽车总装的顺利完成，并保证汽车产品质量，同样需要象冲压、焊装和涂装进行同步工程分析一样，在先期就要在设计阶段针对具体的整个装配的过程和需满足的要求，特别在车身设计上加以考虑。4.2 总装吊具孔设计首先，明确总装的生产
17、方式，根据总装的特点，其生产组织方式通常有两种：固定式装配和流水式装配。固定式装配对工人技术水平要求高，生产效率低，只适合级别高，产量很低的车型。流水式装配恰恰相反，也是当前应用最广泛的装配生产方式。这也就涉及总装配线上的输送设备，由两类输送机组成：高架空中悬挂式输送机和地面输送机。根据生产线上的高度不同，可适合不同的装配需要。由于车身骨架作为装配的基体，需在流水式装配线上不断的传递到下一个工位，这需要输送设备担负起运输的作用。在车身设计时，要设计吊具用孔。结合奇瑞公司现有总装生产线特点，在进行新车型开发，车身吊具用孔设计时要遵循如下原则：1. 确认该车型批产时总装线。如果是在现有生产线上生产
18、，必须优先考虑利用该线上的输送设备支撑点。根据该输送设备设计车身吊具孔，保证前后吊具孔相对距离同原有车型一致。2. 确保吊孔周围 30-50mm 的环面可以承受按照重心位置分配的整车整备质量。总装用的吊孔直径为 30 毫米，同时前吊孔的翻边为 6.5 毫米高。前吊孔下部内侧直径 120 毫米的范围内没有障碍物。确保前支撑销锁止拨叉的工作。3. 吊孔支撑面开始向上要求空腔的高度至少 30 毫米，确保定位销可以完全进入。4. 侧裙立边的要求。由于在涂总通廊举升机需要托侧裙边进行转挂，要求侧裙边的结构采用 T11 的方式（几个钣金件边缘是平齐的） ，避免采用 B14 的方式（外板将其他板包在里面，托
19、的时候外边产生变形，掉漆。 ）并确保立边的强度。可以承受车身的重量及适当的冲击，不产生变形。5. 吊具用孔位置要满足总装时，四门两盖可同时打开，不影响整个总装工序。奇瑞公司二总装配线采用的运输设备为双边板式输送机和悬挂式输送机。其中悬挂式输送机采用的吊具如图 4.1 所示。图 4.14.3 车门与车身的连接方式设计在实际总装生产中,考虑到提高生产效率,提高产能，其中一个有效做法就是在总装中拆除车门，从而提高总装效率。为此，在车身与车门的连接方式的设计上，也要考虑下列设计原则：1. 车门可以拆卸及安装，铰链的形式要方便此项操作，并可以保持在焊装调整好的车门状态。2. 确保铰链与车门连接处的空间，
20、确保车门打开状态可以进行铰链的拆装，保证螺栓头到侧围的距离至少 45 毫米,提供足够拆卸空间。4.4 VIN 码及铭牌位置设计VIN（Vehicle Identification Number） ，中文名叫车辆识别代号。铭牌为整车重要参数标识，均是在总装实现。VIN 码是采用打号机实现，在车型开发阶段，需要依据批产的总装线上车型 VIN 码位置特点，尽可能将新开发车型打码位置钣金形状特征设计一致，尽量做到打号机通用，避免不同车型采用不同打号机，从而节约成本，提高效率。BIW 同步工程铭牌连接方式目前采用粘结和铆接两种方式。在采用铆接方式时，车身设计已确认铭牌位置时，考虑到铆钉特点，铆钉孔所在钣
21、金设计要满足铆接要求。4.5 操作空间设计总装是以人工操作为主,设备相对简单，主要有螺纹联接法、粘接法和充注法。普遍采用气动、电动扳手或螺丝刀等工具。必须要考虑连接件的可装配空间，以确保安装的可靠性，来避免总装操作的困难。例如螺栓易于松动，工具空间、安装空间不足，螺栓安装费力，加注空间不足等问题。结合具体实例，从车身设计的角度，应尽量遵循以下原则：1. 除悬置软垫与支架的连接采用螺栓螺母的连接方式，建议其他的连接点均采用一端固定,用一个工具紧固另一端的方式。即在车身设计时,尽量设计成焊接螺栓,螺母形式,避免采用组合螺栓，易于紧固。2. 车身部件安装点位置尽量保证足够的工具空间，设计时及时校核安
22、装区域是否能够足够容纳拧紧工具，避免安装位置存在钣金件，间隙过小。这要求设计初期汇同总装工艺人员，根据现有的安装工具进行空间尺寸校核。如下图 4.2 所示, S21 设计时未考虑全面，就是图上所示位置与水箱横梁处的间隙太小，导致张紧板异常难装配。图 4.23. 总装过程中要实现制动液、空调液、动力转向液、防冻液、清洗液的加注。要求保证各个加注口的加注头可接近性，即加注口周围及上部垂直方向无障碍物。如下图 4.3 所示，这里雨水槽钣金是一个可拆卸件，拆卸此处钣金的原因：前滑柱的装配空间 Z 向只有 30mm，工具进不去；制动液、动力转向液加注干涉。图 4.34. 车门线束与室内线束的连接。门内线
23、束由于在门腔的内部，总装过程中不易操作，故在车身设计过程充分考虑，在门开启状态下，线束间连接方便快捷，降低生产节拍。5. 通常为提高生产效率，要求满足可以分别将横梁、仪表板等东西依次装配，同时又可以将骨架和仪表板分装后再整体装车。这就要求车身门洞设计时，能够满足横梁和仪表板分装后能够整体装入车身。4.6 可操作性设计在实际总装工位操作位置，部件安装应尽量符合人机工程，即操作人员易于在正常状态下实现部件的顺利安装，无需采用费力的姿势，也避免正常情况下不能直接看到安装点位置。这要求在车身设计阶段，要考虑总装过程中的人机工程问题。4.7 装配可行性设计现在总装生产线均为流水化作业,生产节拍非常快，比
24、如公司二总装配线生产节拍规定为1.5-2分种/工位。总装时，要求所有部件在各自工位必须在节拍内完成装配，这对零部件的快速安装到涂装车身上提出了严格的要求。车身设计时，针对不同安装件，有必要考虑其装配效率问题，以便在设计初期进行考虑。例如T11、S11和S12均存在底盘拖曳臂同车身安装困难的问题。原因在于拖曳臂通常为U形，存在零件和焊装误差，误差累积导致开口尺寸过小，造成安装困难。因此在车身设计时，定义拖曳臂本身负公差， 车身的安装板正公差。 BIW 同步工程4.8 拆卸维修性设计车身设计阶段，应充分考虑零部件的拆卸维修更换。一方面易损件要易于拆卸，另一方面尽量避免拆卸过多零件才能更换易损坏件，
25、减少周边零部件相互间的拆卸影响。这需要设计过程中考虑到零部件拆卸方便性问题。1. 举升机位置标记设计汽车的检测及维修通常需要在举升机上进行,这就需要在车身设计时,最好在车身侧围下端部设计标记符合,并且相应底部板金件边缘设计平齐,并保证一定的强度刚度要求,避免车身变形。如下图 4.4 为 B21 的侧围外板，左右前后共设计了四处标记，表面举升机在车身的举升位置。图 4.42. 零件可拆卸性设计对于发动机舱而言,各类零部件很多,有的车型布置空间非常狭小,为了便于拆装,水箱上横梁通常会设计为螺栓安装方式,一方面可以提高拆装方便性,另一方面发生低速碰撞事故造成水箱上横梁变形损坏,也可以方便更换。总之，设计的最终目的还是要获得高质量的产品，也必须以制造工艺实现为前提。总装作为汽车生产制造工艺过程的最后一道工序，也需要在设计初期考虑总装过程中的各个环节，以满足高效、高质的要求。
