非承載式底盤車架精度品質(zhì)提升

李文勇 李冠華 盛國鵬

摘 要：本文主要討論為通過產(chǎn)品定位基準(zhǔn)選擇、工藝規(guī)劃、夾具設(shè)計、運用系統(tǒng)思維模式的具體事例，解決長城某款產(chǎn)品影響焊接質(zhì)量及自動化焊接問題，提升非承載式底盤車架精度品質(zhì)，嘗試的一種新工藝、新機構(gòu)及系統(tǒng)思維解決問題模式。

關(guān)鍵詞：基準(zhǔn)設(shè)計；工藝規(guī)劃；液壓系統(tǒng)；系統(tǒng)思維分析

車架精度品質(zhì)提升，主要是針對非承載邊梁式車架總成從產(chǎn)品設(shè)計初期到SOP產(chǎn)品精度合格率達(dá)到95%，在基準(zhǔn)設(shè)計、工藝規(guī)劃、夾具設(shè)計預(yù)防、產(chǎn)品過程調(diào)試、過程管控等方面的系統(tǒng)分析。

焊接工藝既是一個裝配工藝過程，又是一個復(fù)雜的冶金過程、熱處理過程和焊接變形與應(yīng)力的產(chǎn)生過程。它相對于沖壓工藝、裝配工藝、涂裝工藝受外部及自身影響因素較多，且因部件結(jié)構(gòu)的不同、工藝規(guī)劃的不同、焊接熱量輸入的不同、外部環(huán)境的不同、工裝夾具定位設(shè)計的不同等等所產(chǎn)生的結(jié)果也不同，因此焊接工藝相對于其他工藝規(guī)律性、可控性方面差距較大。

預(yù)防、減少或消除焊接變形可以從設(shè)計和工藝上來解決，設(shè)計上如果考慮減小焊接變形，往往比單純從工藝上來解決問題方便得多。相反地，如果設(shè)計考慮不周，則往往給生產(chǎn)帶來許多額外的工序，大大延長生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品成本。因此，除了要研究工藝措施外，還必須重視設(shè)計措施。

問題描述：長城某款車型車架焊接線，其產(chǎn)品是由兩根縱梁和九根橫梁焊合而成的閉合式構(gòu)架。車架總長約5000mm，外寬約1200mm，焊接制件總數(shù)量約185種，總焊縫長度約12000mm，最大型腔約175×125mm，最小型腔70×30mm，型腔縱深最大約350mm，尺寸公差要求最高±1mm、最低±2mm，總重約250kg。面對整體如此龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高的車架焊接總成產(chǎn)品，制定合理的定位基準(zhǔn)、焊接工藝路線、工裝夾具壓緊機構(gòu)的分布及強度保證力、產(chǎn)品過程調(diào)試問題真因的追查、焊接變形的快速有效匹配、過程管控的有效控制等，是保證車架焊接總成品質(zhì)精度的基本條件。

1 工藝規(guī)劃

1.1 借鑒前期某款車架總成焊接工藝經(jīng)驗 此焊接工藝為前后段焊接成總成后再總拼的形式，此工藝方式產(chǎn)生車架前段焊接總成后端開口尺寸變差，車架后段焊接總成前端開口尺寸變差，將車架前段總成和車架后段總成利用縱梁中段連接起來存在整體扭曲及前后段各部件尺寸變差問題，綜上工藝體現(xiàn)出過程變差較多，且不易控制的缺點。

1.2 新規(guī)劃工藝 摒棄前期某款車架總成的焊接工藝?yán)砟?，以車架縱梁前中后段焊接成總成和橫梁焊接成總成后再總拼構(gòu)成整體框架的形式進(jìn)行焊接，此焊接工藝只存在縱梁總成焊接變形引起的車架總成整體變形，其過程變差減少，另縱梁總成焊接變形可通過產(chǎn)品匹配和整體校形滿足產(chǎn)品品質(zhì)精度。

具體為車架縱梁前段、中段、后段焊接成總成，第一、二、三、四、五、六、七、八橫梁和備胎梁分別焊接成總成，在車架總成總拼1工位將以上縱梁總成和橫梁總成進(jìn)行合裝構(gòu)成車架總成整體骨架，補焊工位對整體骨架進(jìn)一步鞏固，降低整體骨架焊接變形。

2 夾具設(shè)計反變形

在夾具設(shè)計階段根據(jù)縱梁總成結(jié)構(gòu)在焊接過程中易產(chǎn)生變形特征，為預(yù)防、減少或消除縱梁總成焊接變形，在縱梁總成內(nèi)外板整體扣合工位Z向采用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)以每400mm一個壓緊點減少因焊接變形和扣合變形引起的Z向整體變形及扭曲；在縱梁總成補焊1工位根據(jù)焊縫布局及焊接變形趨勢Y向采用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)，以每400mm一個壓緊點預(yù)防因焊接變形引起的車架總成前后段翹起和X向前后的整體收縮。

縱梁內(nèi)外板總成扣合焊接夾具和縱梁總成補焊夾具，其立柱下部均增加15mm預(yù)調(diào)整墊片，避免反變形調(diào)整量大于墊片設(shè)計要求厚度5mm后需重新加工，而提高了整體調(diào)試進(jìn)度。前期設(shè)計的液壓系統(tǒng)只用于縱梁內(nèi)外板總成扣合焊接夾具，但通過對縱梁總成焊接姿態(tài)及焊道分局分析，Y向必然產(chǎn)生大的焊接變形，因此將液壓系統(tǒng)進(jìn)行分離，縱梁總成補焊1序夾具采用液壓系統(tǒng)主要對縱梁總成的Y向進(jìn)行校形。