皮卡新车型涂装同步工程(SE)分析方法研究
LYU Jin-tao;CHEN Meng-nan;LI Wen-peng;LI Chun-jian;TIAN Ke-wei
【摘 要】介绍了皮卡车涂装工艺流程.针对皮卡新车型的开发,结合车型所在线体的生产工艺,运用涂装同步工程(SE)对新车通过性进行了分析,并对四门、机盖、上下车体和货箱的涂胶操作性,排气,沥液,电泳屏蔽,电泳流痕,货箱防漂等的 SE 分析方法进行了探讨.%The typical process flow for painting pickup truck was introduced. Aiming at the development of a new model of pickup truck, its passing possibility during painting was analyzed by simultaneous engineering (SE) according to the production process. The SE methods for analyzing the sealing operability of four doors, hood, upper body, underbody, and cargo body, as well as gas exhaustion, draining, electrophoretic shielding, flow mark defect on electrophoretic coating, and anti-floating of cargo body were discussed.
【期刊名称】《电镀与涂饰》
【年(卷),期】2019(038)012
【总页数】6页(P599-604)
【关键词】皮卡车;电泳涂装;同步工程;防腐
【作 者】LYU Jin-tao;CHEN Meng-nan;LI Wen-peng;LI Chun-jian;TIAN Ke-wei
【作者单位】Geely Automobile Research Institute Vehicle Trial Center, Ningbo 315336, China;Geely Automobile Research Institute Vehicle Trial Center, Ningbo 315336, China;Geely Automobile Research Institute Vehicle Trial Center, Ningbo 315336, China;Geely Automobile Research Institute Vehicle Trial Center, Ningbo 315336, China;Geely Automobile Research Institute Vehicle Trial Center, Ningbo 315336, China
【正文语种】中 文
甘肃交通违章查询【中图分类】TQ639
涂装同步工程(Simultaneous Engineering，SE)特指工艺审核与产品研发同步，在产品设计研发过程中涂装工艺提前介入，主要针对CAS面(Concept A Surface，即汽车初步造型
东风小霸王微卡面)、主断面、白车身数模及产品试制过程进行的工艺性分析，为设计提供可行的工艺变更方案。它提前输入制造期间工艺实施对产品的要求，从而改善并提高产品的可制造性。本文主要研究皮卡涂装工艺中的涂胶操作性、排气性、沥液性、电泳屏蔽性、电泳流痕和货箱防漂的SE分析方法。
1 皮卡涂装工艺流程
皮卡与轿车及SUV(Sport Utility Vehicle，即运动型实用汽车)的不同之处在于皮卡少了后背门，多了货箱，需特别考虑货箱的涂胶操作性及前处理电泳的沥液性与防漂性。皮卡涂装典型工艺流程见图1。
图1 典型的皮卡涂装工艺流程Figure 1 Typical process flow for painting pickup truck
2 通过性仿真分析
新车分析通过性[1]时，需按辅具安装后的尺寸识别工艺流程中的关键点，利用数字化工厂对关键点进行通过性仿真验证。以前处理电泳为例，需分析车身经过槽体时车身前端、后端及车门与前处理电泳槽体的干涉情况，然后在CATIA软件中利用数字化装配中的DMU运
动机构进行运动仿真，导入前处理、电泳槽体数据及车身三维数据，将导轨与槽体设置为固定，利用模块中的旋转结合、菱形结合、点线结合等约束命令经车身与输送装置(摆杆或C型吊具)进行合理装配，并利用法则曲线命令按现场节距与节拍对车与车进行约束，当自由度等于零时方可进行仿真，如图2所示。
图2 皮卡电泳过槽通过性仿真Figure 2 Simulation of passing possibility for pickup truck during electrophoresis through tank
通过3D数字化工厂进行通过性仿真可精确判定新车型与线体的干涉情况，确定各工位的最小节距，在SE阶段对车身进行数据更改及对车间进行改造，有效缩短了开发周期，减少了成本。
3 涂胶操作性分析
3.1 四门、机盖的涂胶
新车型分析主要分析四门、发动机罩的包边宽度[2]，包边处的涂胶面宽度，以及涂胶路线是否便于胶顺利通过。包边宽度偏差不能超过4 mm，以(7 ± 1) mm为宜。涂胶面的宽度
为5 ～ 8 mm，以保证焊缝密封胶的良好性能，减少贴合面过大、电泳不良所引起的防腐蚀性能低的风险。扁胶嘴的限位为4 mm，嘴宽度为8 mm，如图3所示。另外，包边处应过渡平缓，不宜有特征凸台及焊点，以避免涂胶时跳而影响车身外观品质。为保证车门的强度，设计焊点时以令拐角为刮胶处为宜。
图3 扁胶嘴及其包边宽度(单位：mm)示意图Figure 3 Schematic diagram of gun nozzle for flat glue and the edge binding width in millimeter for its passing
使用异型嘴对四门与发动机罩铰链处包边进行涂胶，涂胶时不开启车门可保证涂胶连续，无搭接接头，提升精致感。翼子板与前门的距离以3.5 ～ 4.8 mm为宜，可保证涂胶顺畅，无干涉。
晶锐怎么样3.2 上、下车体涂胶
焊缝密封胶对车身既起到防腐的作用，又起到密封的作用，在分析上下车体涂胶时需分析是否满足以下条件，以免出现密封不良问题：搭接处的孔洞小于3 mm × 3 mm，涂胶处错边搭接间距大于5 mm(人工涂胶)或7 mm(机器人涂胶)，地板上的安装孔及螺栓距离焊缝不
小于25 mm(机器人涂胶)，后围流水槽处的钣金搭接间隙不大于2 mm。为避免地板起皱，需开缺口以形成锯齿状结构，锯齿高度不应大于16 mm。
广州车展2019时间表3.3 货箱涂胶
经CATIA人机工程运动仿真分析，在满足人员操作的情况下，货箱与车身后围间涂胶时，货箱与车身的距离应不小于200 mm，便于人工操作。不喷涂货箱宝(即皮卡车的货箱保护垫)的车型，货箱地板与边板搭接的位置处应预留出宽度不小于5 mm的涂胶槽，便于涂胶密封。货箱内喷涂货箱宝，钣金搭接的间隙不应大于2 mm，避免货箱宝塌陷。
4 排气、沥液分析
气室：在前处理电泳过程中，由于车身存在向上的凸台结构，气体无法排出，电泳烘干后在凸台处存在露底、发花的现象
积液：由于车身存在向上的凹陷结构，电泳出槽后液体无法排出，电泳烘干后在凹陷结构处存在残液的现象。
4.1 分析方法
在车身安装辅具的状态下，分别识别凸台处气体不易排出、凹陷处液体不易流出的结构，并对缺陷结构设置排气与沥液结构，如开孔、调整型面、起导气或导流筋等。可人工在CATIA模块中进行排气、沥液分析，在Alsim软件中进行仿真模拟校核。
4.2 仿真模拟校核
排气、沥液仿真软件需要将车身的CATIA数据转化为stl格式，利于merge软件快速、可靠地对CATIA表面网格进行合并和修复，并通过Alsim软件对电泳涂装工艺过程进行模拟和优化，对气泡和泳坑中产生的漩涡进行模拟计算。
在CATIA模块中对车身数据进行处理，将开闭件进行相应角度的旋转，并删除所有的RPS(基准点系统)点、焊点。同时，为加快仿真速度，应识别出不影响排气和沥液的螺栓、螺母和小安装支架，并将其删除。将所有零件分别另存为stl格式(文件名不能含有汉字)，为保证无漏转化零件，可将转化后的零件隐藏，然后在CATIA装配模块中导入转化的stl文件进行检查。
基于Merge软件对处理过的stl数据进行网格划分，并将划分网格的数据导入Alsim中，设置
福特
相应的参数及轨迹进行仿真运算。气室(红线处)、积液(蓝部分)和货箱仿真结果如图4所示，可在该状态下查缺陷的发生位置及程度，依据仿真结果对车身结构提出更改对策。
图4 气室、积液和货箱的仿真效果Figure 4 Simulation results of gas chamber, hydrops, and cargo body
5 电泳屏蔽性分析
电泳膜厚是车身防腐性能的基础，由于车身结构复杂，在内腔成膜的能力较弱，而车身内腔电泳涂膜厚度不足将直接影响整车的防腐性能。
关于电泳的屏蔽问题，主要关注上、下边梁内腔，A、B、C柱内腔，加强板与内板的间距，以及工艺孔的尺寸和位置。如发动机罩铰链加强板、锁扣加强板与内板在非贴合面处的间隙应≥5 mm，特殊部位处间隙≥3 mm，配合增开直径10 mm以上的电泳防屏蔽孔或等直径的其他形状的电泳防屏蔽工艺孔。
白车身作为整车的载体，它的寿命直接影响到整车的使用寿命，因此白车身的电泳防腐结构设计尤为重要。但在传统的车身电泳结构分析中，依靠人员经验判断往往会受到电泳涂
料性能、现场工艺参数、生产输送方式、阳极管数量及排布方式等众多因素的影响，导致最终的分析结果偏离实际。
北京花园桥雷克萨斯针对汽车电泳过程中现场影响因素复杂、过程控制要求高和质量问题分析不足的问题，根据流体N-S方程、连续方程、动量守恒方程、能量守恒方程及麦克斯韦方程建立全耦合数学计算模型，应用EcoatMaster有限元分析软件，对三维状态下的汽车电泳工艺进行多物理场耦合计算机仿真分析，得到整车电流密度分布及漆膜厚度分布。结果表明，在多物理场耦合计算机仿真分析过程中应用 EcoatMaster软件能有效计算电泳液属性、阳极管排布、电压特性、行车轨迹特性等因素对汽车电泳性能的影响，所得整车外边及B柱内腔不同开孔位置的膜厚差异与已有实验结果及研究数值吻合。