淺談卡車涂裝同步工程設計的程序和分析重點

黨江波，顏光

（陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

引言

在汽車產品研發中，涂裝同步工程包括以下四個階段：工藝策劃階段、模型開發階段、工程化設計階段和樣車試制階段，每個階段的工作內容需要按照整車開發流程中的門徑要求按時完成，本文就以涂裝同步工程在卡車產品開發流程中的應用展開闡述。

1 工藝前期策劃

準確可靠并可以批量落地的產品設計，在產品分析前期，首先需要對生產線的基本情況進行摸索，收集擬采用線體的硬點數據，并參考競品的實物質量制定出新開發產品的各項產品和工藝指標。

1.1 工藝可行性分析

主要包括生產能力分析、制造工藝可行性分析和生產工藝設備、工裝適用性分析等內容其中生產能力分析主要評估產能是否滿足新產品規劃綱要；制造工藝可行性分析主要是法規、目前工藝手段、工藝流程是否滿足新產品的指標達成；生產工藝設備、工裝適用性分析，主要是按照新產品設計概念，對線體的輸送可行性評估。

例如：前些年90%的卡車白車身設計引入的是國外內密封方式，密封的完整性和可靠性不高，駕駛室內縫密封難以實現機器人涂膠，近年對標國外卡車，為了提升氣密性指標，國內卡車開始采用外密封方式進行產品設計，將膠縫從內測挪到外側，這就造成卡車白車身底板與四圍搭接的膠縫均需要在原有UBS 區實現，因膠縫增加較多，原有人工涂膠節拍無法滿足，需在概念階段就需要考慮機器人涂膠，如果產品設計前期未提前評估機器人要求的工件、抱具定位精度以及膠縫設計寬度，就會造成批產節拍無法實現的風險。

1.2 競品車型分析

主要包括涂裝工藝流程分析，涂裝工藝孔分析，涂層構成分析、色彩分析，阻尼、UBC 和UBS 涂覆工藝分析，空腔發泡及空腔注蠟工藝分析，凹槽設計、包邊部位、搭接部位涂裝作業性分析。通過靜態測量和拆解測量，逆向評估競品的產品涂裝工藝孔和搭接邊特點，工藝流程和產品隔音、密封、瀝水、防腐、外觀等指標。

例如：競品分析過程發現，歐洲主流高端卡車的邊梁空腔和車門空腔均采用了空腔注蠟工藝，國內卡車則應用較少，即使應用也是采用防腐時間較短的軟酯蠟，隨著國內卡車開發里程的增加，防腐年限和銷售區域的拓展，為了滿足各國氣候環境和使用工況，需要考慮防腐年限較長的空腔注蠟工藝流程，以確保車身電泳薄弱環節的防腐性和耐濕熱性能。

2 模型開發階段

上述概念階段，通過逆向收集生產線參數和競品數據，按照競品結構特點和擬設計新產品基本結構，對涂裝工藝流程、節拍、工裝和指標進行評估，初步提出產品設計需規避的內容和設計目標；在模型開發階段，就需要借用更加具體的CAS 數據和主斷面數據，對產品的通過性和工藝過程實施性進行更詳細分析。

這個期間主要的工作內容包括：模型分析和通用化分析，其中模型分析內容含白車身通過性分析、間隙部位涂裝作業性分析、棱角及凹槽、曲面部位噴涂作業性分析和特種涂裝作業性分析、色彩數字模擬和顏色渲染分析、多層板區域烘烤分析；通用化分析包括現有工裝、設備通用化分析和平臺車型通用化分析。

例如：為了確保板與板之間的電泳漆膜厚度，板與板的間隙一般要求大于5mm，如果間隙小于5mm，且該部位又無法開設電泳孔，就需要進行起臺設計，盡量減少間隙不達標區域面積，如果該細小間隙是濕區，還需進行空腔注蠟操作，防止該部位過早銹蝕。

3 工程化設計階段

經模型分析階段后，可以實現新產品與老線或者新線通用和匹配，并通過數字仿真分析，評估產品在電泳、涂膠、噴漆和烘干的作業風險，做到提早識別和規避。

在工程化設計階段，將詳細對板與板的搭接密封、漏水風險、膠縫寬度、涂膠軌跡、電泳、瀝液和排氣孔開設、噴涂的作業性、噴蠟作業進行詳細分析，其次還有新色漆的工藝開發工作也在此階段展開。

3.1 整車密封性分析

為了獲得最佳的氣密性和封水性，需對內外板搭接縫進行PVC 密封，工程化環節，需在概念階段確定的密封方式基礎上，將可能存在漏風、漏水的部位識別出來，提早更改設計或者采取別的措施進行規避；同時對密封膠的涂覆實現性進行仿真分析，提升機器人涂膠或者人工涂膠的便捷性。

例如：在涂膠作業性分析過程，需要對涂膠長度、涂膠節拍進行評估，以及對機器人涂膠的軌跡進行仿真分析，根據涂覆難易程度，選擇粗密封或者細密封方式，對膠縫設計不規則，搭接縫無法有效填充，搭接縫設計較小，膠縫不夠平整美觀等問題提交設計變更，提早規避可能造成的干涉問題。

3.2 外部涂裝施工性分析

該部分內容，主要是對底板UBC、車身外部面涂、套色噴涂和空腔注蠟（發泡）等工藝過程進行作業性分析。

例如：空腔注蠟作業分析，需要將白車身注蠟區域識別出來，并核算注蠟量和節拍，出具注蠟圖；面涂分析重點對機器人噴涂屏蔽區域以及干涉點進行識別，提前更改產品結構，如局部凹槽開口角度應稍大于90°，防止出現缺漆。

3.3 電泳孔、瀝液孔、排氣孔分析

根據電泳孔、瀝液孔、排氣孔的開設要求和經驗，對初步數模進行涂裝孔開設，統計孔的數量，各孔位可以相互借用，需要考慮的是瀝液孔、排氣孔在腔體的位置，且更重要的是考慮到液體和氣體在整車運動過程中的運動形式，最終確定孔的位置、尺寸和數量。

3.4 鈑金件搭接部位分析

外板、內板、加強板間隙分析，主要從整車密封性、進液、排液、電泳成膜性、排氣性、鈑金干涉等幾個方面考慮，重點進行如下分析：

（1）加強板與內外板的間隙、加強板之間的間隙保證在5mm 以上，保證電泳成膜性。

圖1 門板包邊部位PVC 膠縫尺寸

（2）注意考慮內板的工藝過孔對涂裝作業的方便性和安全性的影響，一般采取的措施是將內板邊緣部位向內折邊。

（3）為不影響加強板鈑金強度采取在加強板邊緣部位開凸臺形式，解決電泳成膜性與進液、排液性能，且搭接寬度不超過20mm。

例如：對于車門邊打膠線，車身外部鈑金件搭接是否有利于打膠操作的流暢、美觀，需要考慮，門外板包邊與內板凸起的搭接間隙，從而有利于打膠的流暢和膠的美觀。

3.5 新色彩油漆的開發

根據模型階段定義的顏色數據，進行油漆涂層工藝設計、油漆指標的確定和面涂材料的選型和驗證，以及生產線適應性改造分析，以確保新開發色漆能夠達到新品指標，且可以進行批量化生產。

4 樣車試制階段

4.1 生產線工藝滿足性

重點對現有工藝流程是否滿足試制，對生產線通過性，以及臨時試制工裝及輔助設備的通用性進行分析，編制詳細的作業指導書等工藝文件，出具詳細的試制工裝方案，并小批量制作。

搜集試制樣車用涂裝輔料、試制生產線的現場工藝資源；根據以上資料對以上工作內容進行分析，出具詳細的工藝指導書、守則、標準以及材輔料定額和協議，編制試制作業指導書；根據分析結果得出試制涂裝工藝流程、試制通過性方案、試制工裝及輔助設備的通用性方案及量產工裝及輔助設備的通用性方案。

4.2 試制工藝驗證和樣車評審

當以上條件均滿足要求后，進行樣車試制，在此過程對 現場材輔料、工裝和輔助設備的滿足性進行評估，并跟蹤設計產品的電泳漆膜厚、瀝液、排氣情況，以及對涂膠、面涂和注蠟涂覆作業性進行評估，涵蓋節拍、覆蓋性和是否干涉進行分析，以及色漆色差的匹配驗證，對出現問題的部位提請設計變更或者工藝方案調整。最終，對走完所有流程的試制車整體質量進行評審，出具評審分析報告。

5 結語

涂裝同步工程分析工作作為卡車設計重要的一部分，貫穿卡車設計的全階段，其分析過程主要分工藝策劃階段、模型開發階段、工程化設計階段和樣車試制階段型四個階段，其中難度較大的為模型開發階段和工程化設計階段，為了確保新品能夠達到各項設計目標，需緊密地結合現場生產線實際情況，對零件設計可能存在的風險進行識別，對現場工藝資源進行適應性改造，對無法工藝實現的設計問題提早識別，以防止后期設計變更，影響產品開發進度，造成大的資源浪費。