淺析底盤平臺樣車試制焊接技術(shù)研究

張 龍

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份集團(tuán)有限，安徽 合肥 230601）

淺析底盤平臺樣車試制焊接技術(shù)研究

張 龍

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份集團(tuán)有限，安徽 合肥 230601）

通過識別車身及零部件的關(guān)鍵控制尺寸，優(yōu)化車身及零部件試制種類和方法，利用尺寸約束及工裝控制尺寸精度，滿足各種試驗(yàn)樣車測試需求。

車身；零部件；尺寸控制

CLC NO.: S220.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)11-65-02

1 關(guān)鍵尺寸識別

1.1 車身關(guān)鍵尺寸識別

通過對底盤設(shè)計(jì)方案分析，確認(rèn)車身關(guān)鍵孔位尺寸，特別是車身設(shè)計(jì)變更的關(guān)鍵孔位，經(jīng)過公差分析優(yōu)化為功能尺寸，作為車身試制的關(guān)鍵尺寸。

1.2 關(guān)鍵零部件識別

通過對底盤設(shè)計(jì)方案分析，確認(rèn)車身關(guān)鍵零部件，特別是設(shè)計(jì)變更的懸架零部件，通過對零部件本身的特征尺寸進(jìn)行優(yōu)化分析，作為零部件試制的關(guān)鍵尺寸。

結(jié)合車身及零部件試制工夾具、識別車身及零部件試制的關(guān)鍵工序，對關(guān)鍵工序及關(guān)鍵尺寸進(jìn)行控制，對于無法控制及無工裝夾具控制的工序，通過制作輔助定位工裝來實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵尺寸的控制。

2 樣車的試制

2.1 樣車車身試制方法

樣車試制根據(jù)底盤樣車驗(yàn)證需求不同，有不同的試制種類及方法：整車軸距/輪距變化、整車高度變化、發(fā)艙布置空間變化、不同類型車身的嫁接、分體式車身的試制。

整車軸距/輪距變化，主要驗(yàn)證底盤K＆C性能、阻力測試、懸架綜合性能測試等；車身試制主要利用懸架關(guān)鍵孔位作為關(guān)鍵尺寸進(jìn)行控制，開發(fā)相應(yīng)的柔性工裝及定位工裝等方式予以保障，試制過程為保證整車強(qiáng)度，主要利用等強(qiáng)替補(bǔ)法、零間隙貼合法、對稱填塞塞焊法、加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)法，對試制車身強(qiáng)度進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)作業(yè)；整車高度變化，主要驗(yàn)證整車內(nèi)室空間布置、整車操作穩(wěn)定性。

發(fā)艙布置空間變化，驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置空間、樣車進(jìn)行動(dòng)力匹配性及經(jīng)濟(jì)性分析，主要涉及縱梁、翼子板、大蓋的尺寸變化，發(fā)艙縱梁變化利用45度斜切割技術(shù)、等強(qiáng)替補(bǔ)法等予以保障。

不同類型車身嫁接，驗(yàn)證整車內(nèi)飾、懸架綜合性能及K＆C性能；截取不同類型車身前后懸架硬點(diǎn)位置進(jìn)行整車拼接，對車身懸架安裝點(diǎn)位置，利用8點(diǎn)定位法，開發(fā)相應(yīng)定位約束工裝，進(jìn)行尺寸控制，確保整車關(guān)鍵尺寸精度。

分體式車身試制，即整車底盤、側(cè)圍采用獨(dú)立試制方案進(jìn)行不同步試制，最終利用工裝夾具進(jìn)行整車拼接。

2.2 樣車車身試制精度控制

樣車車身試制過程整車尺寸精度受到先期車身定位基準(zhǔn)控制，試制過程基準(zhǔn)尺寸控制、防變形控制以及后期尺寸校核影響。

2.2.1 車身定位基準(zhǔn)

車身定位基準(zhǔn)主要保證整車試制過程尺寸的穩(wěn)定性；車身定位基準(zhǔn)主要有夾具位置調(diào)校、車身位置調(diào)校及車身8點(diǎn)定位控制；

夾具位置調(diào)校：調(diào)校夾具主要保證車身改制的縱向、橫向移動(dòng)方向與夾具的移動(dòng)方向一致；具體調(diào)校有2點(diǎn)要求；①、直線度調(diào)校：調(diào)校夾具上的兩條直線，便于后期車身與夾具位置調(diào)校有相對的基準(zhǔn)；②、橫向滑塊的間距調(diào)校：利用一個(gè)固定尺寸的套管放在兩橫向滑塊之間固定，便于后期樣車車身加長/縮短的尺寸控制；

車身位置調(diào)校：為了使車身加長/加寬/縮短/縮窄等改制需求移動(dòng)的X/Y軸線與夾具移動(dòng)的X/Y軸線一致，需要對車身在夾具的平行性進(jìn)行調(diào)校；①、X/Y軸調(diào)校：利用夾具上兩條平行的直線，將基準(zhǔn)孔均勻的分布在兩條平行線左右，使車身相對夾具平行；②、Z軸調(diào)校：利用數(shù)模提取基準(zhǔn)孔的Z軸相對落差，制作定位支持桿，對車身高度進(jìn)行調(diào)校，使車身相對夾具在同一水平面上；

車身8點(diǎn)定位法：利用車身底板縱梁上的8個(gè)對稱孔，孔位分布原則：①、基準(zhǔn)孔要有足夠的強(qiáng)度，能承擔(dān)車身的重量而不變形；②、基準(zhǔn)孔選擇為偶數(shù)，最好左/右對稱，且分布在車身的底盤邊緣；③、基準(zhǔn)孔尺寸不宜過小；④、基準(zhǔn)孔選擇要考慮車身的切割線分布，基準(zhǔn)孔分布在切割線的兩端，且能保證車身切割后的平衡性；⑤、基準(zhǔn)孔所在平面盡量是平面；

2.2.2 試制過程基準(zhǔn)尺寸控制及尺寸校核

樣車在試制過程需要經(jīng)過切割、拼裝、焊接固定過程，切割后的車身由于本身存在一定的內(nèi)應(yīng)力，很容易產(chǎn)生整車局部變形和焊接變形；所以整車試制過程基準(zhǔn)尺寸控制有基準(zhǔn)線約束、車身鋼結(jié)構(gòu)固化約束、工裝夾具約束及尺寸校核；

基準(zhǔn)線約束：車身是個(gè)多元化組合的立體空間，改制過程會(huì)破壞車身的整體性，導(dǎo)致車身在立體空間產(chǎn)生扭曲變形，所以車身改制要從空間三維方向?qū)嚿碜笥覂蓚?cè)進(jìn)行對稱約束控制；

車身鋼結(jié)構(gòu)固化約束：防止車身車身切割后變形及焊接變形；鋼結(jié)構(gòu)固化約束分布在整車切割線兩端；

工裝夾具約束：針對車身主要關(guān)鍵孔位，例如車身前、后懸架系統(tǒng)各主要附件的安裝孔位在車身改制過程中，制作一些改制工裝夾具對關(guān)鍵空位進(jìn)行尺寸精度約束；

尺寸校核：車身試制過程尺寸控制主要對現(xiàn)場所選取的基準(zhǔn)進(jìn)行測量、調(diào)整及確認(rèn)三個(gè)大部分；尺寸測量，需要利用工量器具對選取的基準(zhǔn)在改制前后的尺寸進(jìn)行測量，有橫向尺寸測量法、縱向尺寸測量法、對角尺寸測量法，確保車身改制前后在空間上尺寸相對精準(zhǔn)及為后期尺寸調(diào)整作依據(jù)； 尺寸調(diào)整，利用對角交叉及自制的簡易夾具對車身變形而導(dǎo)致的尺寸誤差進(jìn)行校正，使車身尺寸滿足技術(shù)要求；

3 零部件試制

零部件試制主要針對設(shè)計(jì)變更的零部件，在模具還沒有開發(fā)到位的情況下進(jìn)行手工樣件改制，提前裝車，驗(yàn)證零部件設(shè)計(jì)方案的可行性，為后期整改提高依據(jù)，可以節(jié)約研發(fā)成本；

零部件試制的主要技術(shù)要求：①、零部件的尺寸精度、②、零部件的強(qiáng)度、③旋轉(zhuǎn)零件的同軸度；

零部件的試制方法：零部件根據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)不同及改制需求不同，需要用不同的改制方法，控制改制件的質(zhì)量、精度、強(qiáng)度及安全性；常用的零部件試制方法類型主要有：鑲嵌法、襯套法、對接法、襯墊法、孔位法、錯(cuò)位法；

4 車身及零部件試制強(qiáng)度控制

車身及零部件試制強(qiáng)度控制主要從結(jié)構(gòu)、材料、工藝等方面進(jìn)行綜合考慮。確保完全滿足3萬公里可靠性試驗(yàn)測試，而且過程無明顯缺陷；

4.1 結(jié)構(gòu)分析

整車及零部件試制后為保證車身及零部件的強(qiáng)度，需要利用鈑金件將車身及零部件連接固定，鈑金件與車身及零部件的切口斷面形狀一致，鈑金件與車身及零部件的斷面要求無縫搭接；

4.2 材料分析

考慮樣車測試試驗(yàn)道路環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性，要求車身試制過程中選擇合理的材料，對不同的部位應(yīng)規(guī)范材料的種類和厚度；所選取的材料盡量與原車身及零部件的材料一致；

4.3 試制工藝分析

合理的試制工藝可有效減小車身及零部件試制焊接變形。

樣車車身試制主要采用CO2保護(hù)焊技術(shù)，容易引起焊接變形和焊接應(yīng)力集中。對稱焊縫可有效抵消焊接變形，分段法、塞焊法可以有效避免焊接熱影響區(qū)過大而導(dǎo)致焊接應(yīng)力集中，削弱焊接強(qiáng)度。

5 總結(jié)

通過對不同類型車身及不同車身零部件的試制，選擇不同的工藝參數(shù)、材料和改制結(jié)構(gòu)，確保車身及零部件的試制強(qiáng)度。功能尺寸通過基準(zhǔn)約束、工裝控制及選擇合理的定位方式確保車身試制精度。以上此類方法已經(jīng)在轎車平臺、SUV平臺、MPV平臺上試制，并完成相關(guān)性能測試，完全滿足試驗(yàn)需求。

[1] 姜進(jìn)京.淺談 BIW 的焊接邊設(shè)計(jì)[J].中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集,2009年,P1167-P1169

[2] 邱葭菲.汽車車架C02氣體保護(hù)焊焊接工藝設(shè)計(jì)及變形的控制[J].焊接技術(shù),2003年12月,第32卷,第6期,P53.

[3] 方洪淵主編. 焊接結(jié)構(gòu)學(xué).[M]機(jī)械工業(yè)出版社,2009,P125.

Chassis Prototype Trial-manufacture Technology Research And Application

Zhang Long
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

By identifying key control size,body and parts of body and parts manufacture kinds and optimization method for using the size constraint and dimension accuracy of equipment control and can meet the needs of all kinds of test prototype testing.

automobile body; parts; size control

S220.6

：A

：1671-7988 (2017)11-65-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.11.023

張龍，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。