[表面处理]涂装同步工程在D760车型的应用探讨

jjoohtt 7月前 47

今天小编要和大家分享的是关于涂装同步工程在D760车型的应用探讨的文章,一起来看看吧。

作者:王伟/东风商用车

0 引言

同步工程(Simultaneous Engineering),又称并行工程。同步工程是对整个产品开发过程产品的各个子系统同步开发,产品与工艺、工装的开发,产品与质量目标同步规划,使开发者从概念开始就考虑其他子系统的接口和需求,考虑后续工艺和工装的水平和能力,考虑质量目标的实现要求,即开发时就考虑到整个产品生命周期内的所有因素(包括质量、成本、进度和用户要求)的一种系统方法。它把目前大多按阶段进行的跨部门(包括产品、材料、工艺、工装、物流、售后服务等)工作尽可能进行同步作业,以避免后续部门的需求导致产品设计的不断更改。

同步工程的目标是提高质量、降低成本、缩短产品开发周期。同步工程在实现上述目标过程中,主要通过以下方法:(1)开发有效性改进;(2)开发过程同步;(3)设计和制造过程一体化。

1   涂装同步工程的初期阶段

新车型D760提出以后,依托工厂的D530金属漆能力提升项目,对涂装初步工艺进行研究,制定初步工艺流程图,提出D760的质量保证要求,其内容包括四新技术的应用以及其对涂装工艺的要求以及可能带来风险的因素的评定。如水性漆的应用,在D530金属漆能力提升项目的前期方案设计中,为了节省投资,将金属底色漆喷涂段的水槽和室体按普通溶剂型油漆所用的材料进行考虑,若金属底色漆由溶剂型改为水性漆,则需要将水槽和室体全部换成不锈钢材质,水槽和室体材质的更换周期将会成为整个改造项目的风险点;新涂装车间要生产所有车型,但是各个车型的底板外观尺寸差别非常大(其中长短差距最大的约1 m),在滑橇上可以通过不同的支撑来实现承载不同的车型,但在吊具上实现则存在一定的难度,而且严重制约后期新车型的导入等等。

在此阶段,需要形成一个初步的涂装工艺方案,对产能、主要设备、工艺参数等进行分析,并报上级主管部门批准。

2 涂装同步工程阶段

这阶段非常关键,若此时发现的新车型在产品设计上或现有涂装工艺无法保障的问题,可以反馈至产品设计部门进行协调更改,会避免后期更改的浪费,同时可提高新车型的涂装质量。

D530金属漆能力提升项目于2008年开始启动,结合D760的尺寸(在不同工序,装上涂装夹具状态的长×宽×高),后续的设计中已经重点考虑与现有的全部车型混流生产时是否满足车间的各工序设计通过尺寸,重点分析前处理、电泳槽体和烘干炉及强冷室、抹胶室、喷漆室、打磨室、精修室、存储区及焊接、内饰车间交接区等。

2.1  电泳电压的设计

为确定最佳电压范围,需考虑电泳电压的影响因素,其主要与槽液温度、极比、极间距等因素有关。电泳时间一般是固定的,主要通过调整电压来调节涂膜厚度。电泳电压过低,涂料泳透力差,沉积速度慢,效率低,涂膜薄。电压升高,电场强度增强,工件内表面及夹腔的漆膜厚度增大。但电压过高,工件入槽瞬间电流过大,电沉积速度过快,漆膜外观性能易变差。因此,一般在保证外观质量前提下,尽可能采用高电压电泳。

阴极电泳时,供电方式对涂膜的外观影响较大。入槽带电、电压斜升既可获得较高的泳透力,又可限制峰值电流,防止涂膜弊病的产生。表1为实验时的供电方式、电压、膜厚数据(175 ℃/20 min)。

表1  阴极电泳供电方式、电压、膜厚

供电方式

电压/V)

膜厚/μm

入槽带电

40/100/250

19.5

40/150/280

20.7

60/150/280

21.5

100/280

19.8

150/280

20.7

带电入槽

40/100/250

16.5

40/150/280

18.9

60/150/280

19.7

100/280

18.4

150/280

19.0

经过试验论证,D760的电泳为入槽带电方式,同时设置三段电压,分别控制在0~60 V、60~200 V、200 ~350  V之间,见如图1。

2.2 底漆橇体的设计

底漆橇体设计的总体思路是:橇体可柔性使用,橇体占用的储存空间小,橇体上需设置车身定位,便于车身自动装挂,同时支撑设置尽可能地减少人工操作成分。

底漆橇体需要适用D760、D530系列、D310等一系列车型的承载,可柔性化使用。

根据以上的设计思路和要求,底漆橇体采用底部前2个圆销定位方式,并利用车身前后围的M12螺钉孔采用拉杆螺钉的方式进行锁紧,D310后支撑可扳倒。D760前支撑可扳倒,后支撑采用2个圆销定位,为防止橇体变形,橇梁结构采用工字钢材料,连接部位采用螺钉连接的方式。

底漆橇体经过1月正常生产后,支撑点的位置精度小于1 mm;橇的锁紧采用拉杆锁紧,拉杆锁紧是利用车身前后围的螺钉孔进行锁紧,锁紧方式比较可靠。

2.3  车身涂装工艺孔设计

2.3.1   排气孔设计

任何一种车身进入前处理、底漆等槽体时,都会不可避免地带入空气,同时在电泳过程中还会产生气体。如果这些空气或气体不能及时排出,则会在电泳时形成电泳气囊,导致该部位电泳漆膜严重偏薄,达不到工艺要求,甚至电泳不上。因此需要考虑在车身顶部增加一些排气孔。

由于D760顶盖有一些装配用孔,同时有700 mm×500 mm的天窗,可以让这些部位做排气孔用。故未向产品设计部门申请增加排气孔。排气孔设置数量及大小需要视车型而异,一些其他用途的孔位也可在涂装做排气孔使用。

2.3.2  沥液孔设计

为防止前处理、底漆等槽液的串槽,造成各槽液之间相互污染。需要车身在进入下一个槽体上方之前,车身上所有夹缝、型腔、内表面的残余槽液应全部滴干净。为此,需要在车身底板适当部位增加若干沥液孔,而且沥液孔最好设置在较低处。所有的底部表面应该倾斜,能将工艺液体经沥液孔导出。

由于D760侧围上设有一600 mm×550 mm的专用工具箱,并且底板为平底板,不会像D530一样兜水。出槽时,工具箱处也可承担部分车身内部槽液的排出,另外一部分槽液从底板上的装配工艺孔中排出,地板与后围在拐角处都有间隙,地板后部也有孔,这些都可以将槽液排出。同时将车身内外板缝隙做大,便于槽液的排出。

2.4  工艺锁设计

车身在生产线上运行时,车门可能会被打开,尤其是在各槽体中出槽时,槽液经车门处排出,车门的开度更大,可能对车门有所磕碰,影响车身质量。因此需要控制车门的开度情况,设计工艺锁对其进行控制。

车门工艺门锁在车门本身开孔的基础上设计,之前的D530工艺门锁使用情况良好,可考虑在原有工艺门锁的基础上进行改进,以达到一锁通用的效果。

目前的D760侧门配有工具箱,工具箱的开度也需要控制,已有的侧门工具箱内板门锁孔可以借用,兼顾其开度情况,对侧门工具箱支架进行设计(见图2)。

2.5  喷漆机器人的离线编程

在D530金属漆能力提升项目中,面漆喷涂采用的是美国FANUC公司生产的P250-iA/15型喷漆机器人,同时配有离线编程软件—PaintPRO软件。PaintPRO软件是一个图形化的离线编程软件,它可以简化示教和喷涂工艺的编程时间。使用一台个人电脑,先将D760的数模导入电脑,选择需要喷涂的区域和喷涂方式,机器人的喷涂轨迹就可以自动生成。这些轨迹可以直接下载到机器人控制器中让机器人运行。

机器人的离线编程将注意力放在涂装工艺的示教上而不是机器人本身。它不需要车身实物,只要将需要调试车型的数模导入电脑,即可提前进行机器人喷涂程序(轨迹)的设置,随之设置的还有机器人的喷涂参数,如喷漆流量、旋杯转速、电压、整形气压等。

2.6 焊缝密封胶设计

涂抹焊缝密封胶可使车身具有良好的密封性、防锈性。无法电泳的型面的缝隙,易腐蚀的零件轮廓边,易积水的连接处,易透气的连接处,如车门、地板、顶盖部位均需要涂密封胶。

⑴根据车身的结构,确认可能发生漏水、生锈的缝隙部位是否都确定有密封胶作业。对操作性进行可行性分析,胶枪、刮板、毛刷等能否通过,涂胶、修胶的操作空间是否足够,操作是否方便和满足生产节拍等并针对存在的问题提出改进方案。

⑵车门铰链部位的抹胶,一般要与该处附近的孔洞保持25mm以上,防止在抹胶、修胶过程中将孔洞遮盖,影响后续工序的操作。

3  S-LOT试制阶段

S-LOT试制阶段所生产的车身一般从产品设计部门直接生产,为性能测试用车,数量比较少,因此工厂技术部门需要充分利用S-LOT试制车身进行工艺试验和验证。在此阶段,需要重点关注涂装之后的产品质量,以分析造成质量缺陷的原因,进而对工艺参数进行改进。

首先要进行漆膜厚度验证。要检查电泳漆膜的厚度及其均匀性,要对车身所有部位(尤其是内部)进行详细检测,记录电泳漆膜薄和无电泳漆膜的部位,并分析原因。

车身沥水验证。需要对车身进行全面跟踪,从涂装车间的第1道工序开始,在前处理、电泳的各槽体的实际运行时间以及沥水是否在规定的时间内完成,尤其是地板凹陷处和车体夹缝部位的沥水。

对于出现的问题和缺陷,先分析能否从工艺上来解决,最后再考虑与产品设计部门沟通,从产品设计上进行更改。

利用S-LOT试制车身进行喷漆机器人喷涂轨迹和喷涂参数调整;将S-LOT试制车放置在自动识别系统处,获取D760的光电值,即为D760车型的自动识别数据。

采用FANUC喷涂软件Paint Tool进行车身实物调试,针对旋杯与车身距离、喷涂电压、喷漆流量、旋杯转速、整形气压等一系列工艺参数进行调整,以使喷涂参数处于最优状态。

4   试生产阶段

此阶段主要是对工艺的验证,因此可采取P-Fmea分析,可以辅助降低制造过程开发中的实效风险,对关键工序过程参数和产品性能参数运用统计技术进行分析,识别制造过程中重要项。

同时在此阶段,有了前期S-Lot阶段的经验,所有与D760相关的工艺文件要全部编制完成,如:工程作业表、管理工程图、检验规格书、标准作业书等,以指导新车型顺利生产。而在工艺文件编制的过程中,要特别注意关键工序和关键参数的选取,这对控制产品质量好坏起到十分重要的作用。

投产阶段

投产之后,会对D760进行大批量生产,在这个阶段可能会产生一些在前期生产准备过程中未出现过的问题,因此需要对生产线上的各个材料、设备、参数等会进一步优化,以对进一步提升车身的涂装质量。

结语

涂装同步工程需要根据具体车型和生产线,多看、多做、多分析、多验证、多总结,在实践中积累经验,才能达到同步工程的目的。如果允许的话,可对试制车进行破坏性试验,以验证涂装同步工程的效果。

D760为我公司完全自主研发的一款高端重卡,从设计到上市需要较长周期。我们必须重视涂装同步工程,缩短这段时间,减少D760产品质量缺陷率,将满足客户需求的高品质产品快速地投入市场,力争能够迅速取得市场优势,提升D760的产品竞争力。

本文链接:http://rdyi.com/thread-168889.htm
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