基于某重卡駕駛室的非金屬SMC頂蓋 裝配工藝研究

韓梅 張彪 王莎莎 李龍

摘 要：非金屬頂蓋因其自身輕量化等特點(diǎn)，在重卡頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在優(yōu)勢。文章通過對某長頭重卡非金屬SMC頂蓋裝配工藝方案的描述，為工程技術(shù)人員對非金屬頂蓋裝配工藝方法研究奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵字：駕駛室;非金屬;頂蓋;裝配工藝

中圖分類號：U463.81 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）10-207-03

Research on Assembly Technology of Non-metallic SMC Top Cover Basedon a Head Heavy Truck Cab

Han Mei， Zhang Biao，?Wang Shasha，?Li Long

（ Shaanxi Automobile Holding Group CO.， Ltd.， Technology Center， Shaanxi Xi'an 710200 ）

Abstract：?Non-metallic roof has advantages in the design of heavy truck roof structure because of its lightweight characteristics. By describing the assembly process of a long head heavy truck non-metallic SMC top cover，?this paper lays a foundation for the engineering technicians to study the assembly ?process of non-metallic top cover.

Keywords： Pilothouse;?Nonmetal;?Top cover;?Assembly process

CLC NO.： U463.81 ?Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2020）10-207-03

前言

隨著市場對環(huán)保的重視及國家政策的推動(dòng)，整車輕量化是節(jié)能減排提升產(chǎn)品競爭力的重要途徑，非金屬SMC是適于制造汽車車身等主要結(jié)構(gòu)件的理想替代材料，可使汽車車身質(zhì)量減輕約70%，相當(dāng)于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的1/4～1/5。本文描述了某長頭重卡非金屬SMC頂蓋的裝配工藝方案，為同行業(yè)工程技術(shù)人員研究非金屬頂蓋裝配工藝提供了重要參考依據(jù)。

1 非金屬SMC頂蓋的特點(diǎn)

非金屬SMC頂蓋結(jié)構(gòu)，主要開發(fā)件為兩部分，頂蓋外板與頂蓋骨架，這種結(jié)構(gòu)的頂蓋主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）投入成本低：SMC材料的流動(dòng)特性及成型工藝決定了諸多零部件可實(shí)現(xiàn)一次性成型，可減少模具、工裝的數(shù)量及焊接、組裝等工序，從而顯著降低成本;

（2）開發(fā)周期短：從數(shù)據(jù)確定到樣件試驗(yàn)，共需1個(gè)多月;

（3）可設(shè)計(jì)性好：可以根據(jù)駕駛室整體造型的需要，靈活地設(shè)計(jì)產(chǎn)品，大尺寸產(chǎn)品可整體成型;

（4）生產(chǎn)工藝簡單：頂蓋通過手糊法成型，骨架用型材直接焊接，整個(gè)頂蓋總成的生產(chǎn)工藝流程約10個(gè)工序。

2 非金屬頂蓋裝配工藝方案

2.1 非金屬頂蓋裝配流程

2.1.1 備料

粘接膠、清洗劑、底涂、氣動(dòng)膠槍、脫脂棉布、底涂刷、剪刀、塑料膠嘴等。

2.1.2 施工前的準(zhǔn)備

（1）頂蓋與車身骨架匹配檢查（如確定匹配性良好，可略去此步驟）

施工前應(yīng)對車身骨架鈑金和頂蓋的待粘接部位進(jìn)行檢查，先吊裝頂蓋，檢查其與鈑金是否能完好匹配。如有配合不良之處，及時(shí)處理。

（2）基材的前期處理（如確定基材表面質(zhì)量良好，可略去此步驟）

對SMC頂蓋進(jìn)行打磨，磨掉發(fā)亮的表層。確認(rèn)SMC頂蓋和車身金屬表面無影響粘接的因素：干燥、無油、無松散層及其他影響粘接性能的污物。在高頂上劃線，確定需要使用清洗劑和底漆的位置，避免位置不準(zhǔn)確造成粘接失效、避免浪費(fèi)。

2.1.3 施工工藝

（1）清洗劑的擦拭

在擦拭清洗劑之前，如粉塵過多，可用壓縮空氣吹掃待粘接表面。在確認(rèn)粘接表面干凈無污物后，用干凈的棉布蘸清洗劑清洗所有待粘接表面（包括車身鈑金和頂蓋的劃線范圍內(nèi)待粘接位置），室溫晾至徹底干燥。

（2）底涂的涂刷

底漆使用前充分搖勻1分鐘以上，倒取適量在干凈的小鋁罐中，用底漆刷蘸取底漆，涂刷在所有待粘接部位（包括車身鈑金和SMC頂蓋的劃線范圍內(nèi)待粘接位置）充分晾干。

（3）施膠

做好施膠前的準(zhǔn)備，包括準(zhǔn)備好塑料膠嘴、膠槍、氣源、膠、安裝定位螺栓、定位配件等，所有工作準(zhǔn)備妥當(dāng)，頂蓋準(zhǔn)備妥當(dāng)。

將粘接膠裝進(jìn)膠槍，沿施膠位置均勻地施膠，膠的高度應(yīng)高于最終設(shè)計(jì)厚度4mm以上，以便確保最終壓合后的膠能充滿間隙。

2.1.4 頂蓋的裝配

涂膠之后，盡快將預(yù)先備好的頂蓋裝配到車體上，并將螺栓裝配到位。頂蓋如需微調(diào)，應(yīng)盡快調(diào)整。粘接裝配完成（常溫）1-2小時(shí)后，可以耐受較大的應(yīng)力。

2.2 非金屬頂蓋定位導(dǎo)向裝配方案

定位方案：如圖2所示，H1、H2控制X向， S1、S2控制Z向。

裝配流程：頂蓋（輔助吊具）→ H1、H2（導(dǎo)向定位銷）入孔→四周型面隨型→周圈膠壓實(shí)→左右側(cè)螺栓打緊（Y向）→前圍螺栓打緊（Z向）→后圍螺栓打緊（X向）。

3 非金屬頂蓋粘接用膠選型與匹配試驗(yàn)

該駕駛室頂蓋為非金屬SMC材料，為了保證頂蓋和車身結(jié)構(gòu)連接的強(qiáng)度及密封性要求，采用螺接加粘接的裝配結(jié)構(gòu)。因頂蓋和車身連接部位的強(qiáng)度和密封性不僅影響到駕乘者的舒適感，而且直接關(guān)系著駕乘者的生命安全，所以頂蓋粘接膠的選型至關(guān)重要。頂蓋粘接膠在選型上經(jīng)過對基材的多次粘接匹配試驗(yàn)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性及粘接性能的要求，采用某單組份聚氨酯結(jié)構(gòu)膠。

需要特別關(guān)注的是，每種不同材料的頂蓋在試制粘接前，須進(jìn)行基材匹配試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格后再進(jìn)行新車型試制裝配。專業(yè)的基材匹配試驗(yàn)一般由選定的膠廠家承擔(dān)，并對試驗(yàn)結(jié)果出具相應(yīng)基材匹配性試驗(yàn)報(bào)告。

4 非金屬頂蓋模塊化裝配方案

該長頭駕駛室總成Z向距離約2.8m，在頂蓋上裝配的零部件較多（約30種），為了提高生產(chǎn)效率，降低裝配難度，減少在線生產(chǎn)工序數(shù)量，工藝同步設(shè)計(jì)時(shí)提出了頂蓋模塊化裝配方案，在流水線下提前分裝頂蓋內(nèi)外飾零件，再以頂蓋總成（如圖3所示）方式上線與白車身連接。

5 非金屬頂蓋裝配工裝方案

5.1 吊裝方案

為了保證裝配質(zhì)量、減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，頂蓋裝配時(shí)選用吸盤吊具，如圖4所示。吊具需滿足以下幾項(xiàng)要求：

（1）頂蓋總成整個(gè)起吊行程應(yīng)確保頂蓋底部邊沿保持水平;

（2）吸盤設(shè)計(jì)應(yīng)方便操作、安全可靠。

5.2 裝配踏臺方案

除了頂蓋吸盤吊具以外，涂膠踏臺是必須要準(zhǔn)備的重要工裝，針對新車型試制及生產(chǎn)線批量生產(chǎn)，可選用不同的工裝方案：

（1）新車型試制：新車型試制可選用高度滿足人機(jī)操作需求的可移動(dòng)臺階式踏臺;

（2）生產(chǎn)線：生產(chǎn)線批量生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)流水線工位布局，在涂膠作業(yè)區(qū)設(shè)置自動(dòng)伸縮式踏臺。左右側(cè)涂膠作業(yè)區(qū)域，可設(shè)置固定踏臺，踏臺長度/高度滿足駕駛室左右側(cè)圍涂

膠作業(yè)人機(jī)工程要求;前后圍涂膠作業(yè)區(qū)域，可設(shè)置自動(dòng)伸縮式踏臺，涂膠時(shí)踏臺閉合，和左右側(cè)圍踏臺形成閉環(huán)，方便操作人員在前后圍區(qū)域涂膠。涂膠作業(yè)完成后，按下按鈕，自動(dòng)伸縮式踏臺打開，駕駛室隨滑翹移動(dòng)到下一個(gè)工位。

6 小結(jié)

本文主要論述了一種基于某長頭重卡駕駛室的非金屬頂蓋裝配工藝方案設(shè)計(jì)，主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）非金屬SMC頂蓋的特點(diǎn);

（2）非金屬頂蓋裝配工藝方案，包括：非金屬頂蓋裝配流程及非金屬頂蓋定位導(dǎo)向裝配方案;

（3）非金屬頂蓋粘接用膠選型與匹配試驗(yàn);

（4）非金屬頂蓋模塊化裝配方案;

（5）非金屬頂蓋裝配工裝方案，包括：吊裝方案及裝配踏臺方案。

7 結(jié)束語

本文結(jié)合某長頭重卡項(xiàng)目的開發(fā)成果， 對非金屬SMC頂蓋裝配工藝方法進(jìn)行總結(jié)歸納，希望對同行后期車型的開發(fā)有所幫助和借鑒， 為工程技術(shù)人員在新車型試制及生產(chǎn)線規(guī)劃時(shí)對非金屬頂蓋裝配工藝方法研究奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張露平.基于某重卡駕駛室的玻璃鋼頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，2016.