徐華樂 朱玉萍 朱香芹
(1.鄭州日產汽車有限公司,河南 鄭州 450016;2.海馬轎車有限公司,河南 鄭州 450016)
汽車涂裝SE 分析的主要內容是對產品設計可能存在的問題在設計圖紙、數模、數據方面進行審核,預先對產品或生產線體進行優化改善,盡可能避免將來在生產線上出現各種問題。涂裝SE 分析大致分為4個階段,各個階段描述及內容見表1[1]。本文通過鄭州某工廠某款SUV 車型涂裝導入過程中解決的實例說明SE 分析在新車設計階段和樣車制作階段的應用。
此款SUV車型較涂裝線體已生產車型長寬高尺寸偏大,且車身底盤結構差異明顯。為實現涂裝線車型混線生產的目的,需要通過車身底盤結構結合涂裝線體的吊具和滑橇定位點進行通用性調整[2]。在車型數模與線體吊具、滑橇和轉載設備的數據模擬過程中發現車身在轉載設備和吊具上的重心偏后,轉載輸送上存在風險:①吊具前后承重不均勻,導致吊具發生形變;②車身水箱下橫梁與舉升設備前支撐干涉,無法順利轉載(如圖1所示);③車身在轉載叉臂上重心靠后,存在后傾掉落風險(如圖2所示)。

表1 SE分析的階段描述及主要內容

圖1 水箱下橫梁與舉升機前支撐干涉圖

圖2 車身與轉載設備位置圖
涂裝工藝小組對車身數據和吊具轉載設備反復數據模擬驗證和方案優化,歷時近兩個月,最終確定改善方案:①白車身入涂裝轉載前定位點前移230mm;②前處理電泳吊具前端定位銷后移230mm。通過調整和實車驗證,解決了因承重不均導致的吊具變形問題,同時實現涂裝線體的混線生產模式。
1.2.1 地板瀝液孔解析。車身的前處理電泳過程中,主要考慮的是車身的瀝液性能及排氣性能。瀝液性能不良不僅影響車身前處理效果和電泳膜厚狀態,也導致槽液串槽,縮短水洗槽的更換時間,導致水和藥劑的使用量增加,涂裝成本上升;在烘烤的過程中造成局部的烘烤不良,影響耐腐蝕性能。對新車的前處理電泳過線進行模擬分析,以判定地板瀝液孔設定的合理性。

圖3 車身地板瀝液孔分布圖
車身在項目初期確定的地板瀝液孔如圖3所示。臺樣車線體通過性驗證階段存在圖示中A和B區域有瀝液不凈的情況。模擬樣車在吊具上的出槽角度軌跡發現A區中始終存在槽液積存排出;而B 區的積液因后地板凹凸面結構無法排出。

圖4 前地板面板瀝液孔設變圖
考慮產生積液的影響因素不同,制定不同的解決措施。A 區域設計變更—A 區域(左右)各增加一個Φ 25.5mm的漏液孔,消除積液存留(如圖4所示);B區域已有3個瀝液孔微調整—將原有瀝液,結構由平面通孔調整為沉槽孔(如圖5所示)。

圖5 后地板備胎漏液孔設變圖
通過設變調整增加了車身地板瀝液孔數量,降低車身前處理電泳瀝液時間,消除了車身瀝液不凈問題。
1.2.2 地板排氣孔解析。車體排氣性能不良導致車身局部形成氣室,在前處理、電泳過程中因氣室和槽液無接觸,局部無電泳漆附著。
在車身后輪罩外板(左)與后輪罩內板(左)搭接結構易積氣形成氣室(如圖6 所示),影響電泳效果。為消除此問題,在后輪罩內板(左)增加排氣結構,位置在后輪罩內板(左)最高處。采用圖7排氣結構,凸筋高度2~3mm,長度保證排氣為宜。最終通過設變后的實車驗證,將該位置氣室不良問題消除。

圖6 后輪罩結構圖
1.2.3 防屏蔽孔分布分析。車身防屏蔽孔主要在多層板包合搭接處,主要集中在車身側圍部位。由于側圍加強板較多,如果不能對這些加強板和內外板的開孔情況進行有效處理,在電泳過程中因電磁屏蔽原因影響電泳效果,繼而影響防腐能力。目前國內各汽車廠針對車身的防銹監察控制作為主要的質量控制項目之一,因此在新車型導入和樣車試制階段對防屏蔽孔分布解析是新車導入過程中涂裝SE分析的重要工作之一。

圖7 后輪罩內板設變后結構圖
側圍開孔分析主要針對門檻部位、A柱和B柱等結構復雜的部位。門檻部位是側圍的主要瀝液部位,需要重點考慮開孔的大小和數量。我們針對門檻部位的開孔分析和拆解驗證說明SE分析驗證。此車型在設計初期門檻外板開孔直徑為Φ16mm,距離90~125mm(如圖8所示),開孔數量為11個。經樣車拆解確認,門檻外板與加強板和內板間內腔上半部分中的門檻外板內面和加強板存在電泳不良情況。

圖8 門檻外板開孔示意圖
通過拆解后檢測門檻內加強板狀態發現加強板設計防屏蔽孔孔徑偏小,孔間距偏大,導致門檻外板內側與加強板之間因電磁屏蔽產生電泳漆膜不良。對車身門檻零件結構分析并結合電泳理論數據對比對加強板設變—在不影響結構零件強度前提下增加防屏蔽孔:圓孔Φ20mm,數量2個;圓孔Φ30mm,數量4個,距離間隔100~120mm(如圖9 所示),同時對電泳一段電壓上調20V,增加車身內腔電泳效果,最終解決此問題。

圖9 門檻加強板開孔示意圖
車身涂膠SE 分析主要分析包邊寬度和縫隙的大小,還要考慮包邊位置,以及涂膠后是否產生不良影響。車身涂膠主要是保證車身水密、氣密、減震和輔助NVH(Noise、Vibration、Harshness)降低等。車身涂膠工程內容包含密封膠處理、阻尼墊貼裝、底涂噴涂等方面。
四門兩蓋涂膠分析主要是針對包邊部位進行分析,包邊不能過寬或過窄,最佳狀態的包邊寬度為7~8mm,在包邊時充分蓋住包邊部位;在一些曲折部位包邊困難處要保證最小包邊寬度為3mm,這樣不會使這些部位在涂膠后裸露造成邊緣腐蝕。
測量發現四門下邊緣包邊寬度達到10~12mm,涂膠驗證發現涂扁膠無法對包邊搭接縫密封處理;門曲折部位的包邊寬度僅為2~3mm,對批量涂膠過線造成很大的處理難度。通過對包邊寬度進行設變調整,改善四門包邊的正常涂膠密封作業。
車身駕駛室作為車體關鍵部位,其涂膠密封好壞直接影響車身水密和氣密效果。在新車新配置增加一個離合主泵過孔,要求涂裝對過孔搭接處涂膠密封。經涂膠工藝操作驗證后確定該涂膠部位位于發動機艙內后側,涂膠密封操作不便,存在密封不嚴風險。實車裝配后水密驗證發現主駕駛位前端出現滲水現象。經涂裝工藝小組解析零件結構,發現零件搭接邊加強板超出前圍板3mm,涂膠密封不到位導致零件裝配后前圍板與加強板搭接漏縫滲水。
結合涂膠經驗,對該部位零件搭接結構進行設變,將搭接邊板材預留尺寸反向調整。即前圍板超出加強板3mm(如圖10所示),利用零件裝配密封墊對搭接處進行密封。通過零件設變,直接消除了批量生產可能存在的水密風險。

圖10 主離合泵過孔結構示意圖
涂裝SE 分析是結合車身數模與生產現場實際進行的,因此需要豐富的汽車涂裝經驗才能盡可能地將新車型涂裝的問題在數模階段充分暴露出來,避免新車型設計中的錯誤,降低整車開發過程的成本。
[1]邊春利,肖忠來,劉向上.淺談汽車涂裝工藝同步工程(SE分析)[J].現代涂料與涂裝,2011,14(1):58-70.
[2]梁旭,華云,盧學茹.新車型開發中的涂裝SE 分析[J].上海涂料,2010,48(10):44-46.