關(guān)于某車型車架動(dòng)力系統(tǒng)安裝位焊接精度提升的研究

曹二昌 紀(jì)志超

摘 要：通過對(duì)車架動(dòng)力系統(tǒng)安裝位的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，明確此位置精度不穩(wěn)定的原因，確定影響此位置精度的關(guān)鍵要素，并通過實(shí)施焊接反變形調(diào)整、沖壓件的匹配等手段來提高此位置的合格率，保證動(dòng)力系統(tǒng)安裝位的精度。

關(guān)鍵詞：車架；動(dòng)力系統(tǒng)；精度；反變形調(diào)整；匹配

車架是汽車整體結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的一個(gè)零部件，就如同人的骨骼一般。汽車上所有的東西幾乎都是安裝在車架上的，比如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、前/后懸架等零部件，車架的重要性不言而喻。而車架的精度作為考核車架質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，更是對(duì)整車的性能起著決定性的作用，比如懸架系統(tǒng)安裝位的精度對(duì)整車的四輪參數(shù)有著直接的影響，動(dòng)力、傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝位精度對(duì)整車的震動(dòng)及NVH也有著不可預(yù)估的作用。

1動(dòng)力系統(tǒng)安裝位數(shù)據(jù)分析

車架發(fā)動(dòng)機(jī)支架安裝位設(shè)計(jì)公差為±1.5mm，通過統(tǒng)計(jì)分析35臺(tái)車架的實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)，其散點(diǎn)圖分布如下圖1、圖2所示：

通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)支架的散點(diǎn)圖進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架在Y向及Z向均存在超差的現(xiàn)象，且尺寸變差變化范圍較大，但尺寸超差的方向具有一定的規(guī)律性，并通過對(duì)焊接過程的觀察分析，可以得出對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)安裝位精度有影響的因素。

2 動(dòng)力系統(tǒng)安裝位焊接精度的影響因素

①車架整體的生產(chǎn)工藝影響。車架生產(chǎn)過程中，采用先焊接各分總成在合焊為車架總成的生產(chǎn)方式，各分總成在焊接過程中受焊接變形的影響，尺寸精度一致性難以保證，對(duì)于車架總成的精度有著直接的影響。該車型的發(fā)動(dòng)機(jī)支架直接焊接在縱梁上，且發(fā)動(dòng)機(jī)支架與縱梁有著型面配合的要求，故縱梁的焊接變形對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)安裝位的精度影響較大。此車型縱梁采用滿焊的方式焊接，焊道長(zhǎng)度約9000mm，焊接過程全部采用機(jī)器人進(jìn)行焊接，混合氣體比例為8：2（Ar：CO2），焊接速度為mm/s，焊接熱輸入量大，導(dǎo)致車架縱梁焊接變形控制難度較大，對(duì)車架安裝位Y向的精度有直接的影響。②沖壓制件自身精度影響。該車型發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架直接焊接在車架縱梁上，故車架焊接總成發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架的精度與縱梁沖壓件及發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架本身的精度有極大關(guān)系。車架發(fā)動(dòng)機(jī)支架焊接在縱梁內(nèi)板，兩者之間的設(shè)計(jì)間隙為0.5mm，且兩者之間通過較復(fù)雜的型面進(jìn)行配合，當(dāng)車架縱梁內(nèi)板與發(fā)動(dòng)機(jī)支架的型面精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的精度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致車架縱梁內(nèi)板與發(fā)動(dòng)機(jī)支架配合不良，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)安裝位的Y向尺寸超差，或者兩者之間的間隙過大，導(dǎo)致機(jī)器人焊接不良，影響車架本身的質(zhì)量。發(fā)動(dòng)安裝支架自身的型面較為復(fù)雜，且該制件使用高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行生產(chǎn)，沖壓過程板材回彈量大，控制難度較大，其型面的精度是否能滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝位的Z向精度有著直接的影響。

3 動(dòng)力系統(tǒng)安裝位焊接精度提升的方法

通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝位不合格的因素進(jìn)行分析，可以通過采取相應(yīng)的措施來提高車架動(dòng)力系統(tǒng)安裝位的焊裝精度。

①針對(duì)車架生產(chǎn)工藝問題，由于車架焊接生產(chǎn)線已制作完成并投產(chǎn)，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行大幅度的改造難度較大，將直接影響整車的生產(chǎn)，且需要追加投資，通過對(duì)車架縱梁焊接總成進(jìn)行打點(diǎn)掃描，摸索出車架縱梁變形的基本規(guī)律，通過增加液壓站的方式對(duì)縱梁的焊接過程進(jìn)行反變形調(diào)整，從而減少焊接變形量提升動(dòng)力系統(tǒng)安裝位的精度。②對(duì)于單個(gè)沖壓件的影響問題，為控制發(fā)動(dòng)機(jī)支架本身沖壓過程的反彈量，需要追加一套整形模具來對(duì)其型面進(jìn)行控制，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架Z向的合格，從而提升動(dòng)力系統(tǒng)安裝位的精度。③上述措施實(shí)施完畢后，在焊接過程中仍會(huì)存在一定的焊接變形量影響車架動(dòng)力系統(tǒng)安裝位精度的穩(wěn)定性，需要通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架進(jìn)行匹配，即對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)支架的搭接面進(jìn)行非理論的調(diào)整，來保證其與車架縱梁內(nèi)板的焊接過程的間隙，從而提升該位置精度的穩(wěn)定性。由于此調(diào)整過程為非理論調(diào)整，通過對(duì)焊接變形過程的跟蹤及觀察，將發(fā)動(dòng)機(jī)支架的配合型面向X負(fù)方向調(diào)整1.5mm，保證焊接過程的穩(wěn)定性。

4 效果驗(yàn)證

通過對(duì)調(diào)整完畢后的車架進(jìn)行焊接驗(yàn)證，統(tǒng)計(jì)35臺(tái)車架動(dòng)力系統(tǒng)安裝位的精度如下圖3、圖4所示：

通過對(duì)調(diào)整前后的數(shù)據(jù)對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)，車架發(fā)動(dòng)機(jī)安裝位在調(diào)整之前尺寸波動(dòng)范圍較大，且超差現(xiàn)象明顯，動(dòng)力系統(tǒng)安裝位精度難以保證。調(diào)整完畢之后減小了尺寸的波動(dòng)范圍，且尺寸均控制在±1mm范圍之內(nèi)，提高了該位置的合格率，保證了動(dòng)力系統(tǒng)精度的穩(wěn)定性。

5 總結(jié)

通過對(duì)車架動(dòng)力系統(tǒng)安裝位檢測(cè)尺寸的統(tǒng)計(jì)及進(jìn)行過程觀察，明確此位置尺寸精度不穩(wěn)定產(chǎn)生的原因，并通過焊接反變形的調(diào)整及零部件的匹配，最終實(shí)現(xiàn)了該位置合格率的大幅度提升，有效的保證了產(chǎn)品的合格率及一致性。通過上述方法的實(shí)施，不但避免了對(duì)焊接工裝設(shè)備的重新投入，減少了資源的浪費(fèi)，亦可大幅度提高產(chǎn)品的精度，保證整車性能達(dá)到設(shè)計(jì)狀態(tài)。