浅谈卡车涂装同步工程设计的程序和分析重点

党江波，颜光

（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西 西安 710200）

引言

在汽车产品研发中，涂装同步工程包括以下四个阶段：工艺策划阶段、模型开发阶段、工程化设计阶段和样车试制阶段，每个阶段的工作内容需要按照整车开发流程中的门径要求按时完成，本文就以涂装同步工程在卡车产品开发流程中的应用展开阐述。

1 工艺前期策划

准确可靠并可以批量落地的产品设计，在产品分析前期，首先需要对生产线的基本情况进行摸索，收集拟采用线体的硬点数据，并参考竞品的实物质量制定出新开发产品的各项产品和工艺指标。

1.1 工艺可行性分析

主要包括生产能力分析、制造工艺可行性分析和生产工艺设备、工装适用性分析等内容其中生产能力分析主要评估产能是否满足新产品规划纲要；制造工艺可行性分析主要是法规、目前工艺手段、工艺流程是否满足新产品的指标达成；生产工艺设备、工装适用性分析，主要是按照新产品设计概念，对线体的输送可行性评估。

例如：前些年90%的卡车白车身设计引入的是国外内密封方式，密封的完整性和可靠性不高，驾驶室内缝密封难以实现机器人涂胶，近年对标国外卡车，为了提升气密性指标，国内卡车开始采用外密封方式进行产品设计，将胶缝从内测挪到外侧，这就造成卡车白车身底板与四围搭接的胶缝均需要在原有UBS 区实现，因胶缝增加较多，原有人工涂胶节拍无法满足，需在概念阶段就需要考虑机器人涂胶，如果产品设计前期未提前评估机器人要求的工件、抱具定位精度以及胶缝设计宽度，就会造成批产节拍无法实现的风险。

1.2 竞品车型分析

主要包括涂装工艺流程分析，涂装工艺孔分析，涂层构成分析、色彩分析，阻尼、UBC 和UBS 涂覆工艺分析，空腔发泡及空腔注蜡工艺分析，凹槽设计、包边部位、搭接部位涂装作业性分析。通过静态测量和拆解测量，逆向评估竞品的产品涂装工艺孔和搭接边特点，工艺流程和产品隔音、密封、沥水、防腐、外观等指标。

例如：竞品分析过程发现，欧洲主流高端卡车的边梁空腔和车门空腔均采用了空腔注蜡工艺，国内卡车则应用较少，即使应用也是采用防腐时间较短的软酯蜡，随着国内卡车开发里程的增加，防腐年限和销售区域的拓展，为了满足各国气候环境和使用工况，需要考虑防腐年限较长的空腔注蜡工艺流程，以确保车身电泳薄弱环节的防腐性和耐湿热性能。

2 模型开发阶段

上述概念阶段，通过逆向收集生产线参数和竞品数据，按照竞品结构特点和拟设计新产品基本结构，对涂装工艺流程、节拍、工装和指标进行评估，初步提出产品设计需规避的内容和设计目标；在模型开发阶段，就需要借用更加具体的CAS 数据和主断面数据，对产品的通过性和工艺过程实施性进行更详细分析。

这个期间主要的工作内容包括：模型分析和通用化分析，其中模型分析内容含白车身通过性分析、间隙部位涂装作业性分析、棱角及凹槽、曲面部位喷涂作业性分析和特种涂装作业性分析、色彩数字模拟和颜色渲染分析、多层板区域烘烤分析；通用化分析包括现有工装、设备通用化分析和平台车型通用化分析。

例如：为了确保板与板之间的电泳漆膜厚度，板与板的间隙一般要求大于5mm，如果间隙小于5mm，且该部位又无法开设电泳孔，就需要进行起台设计，尽量减少间隙不达标区域面积，如果该细小间隙是湿区，还需进行空腔注蜡操作，防止该部位过早锈蚀。

3 工程化设计阶段

经模型分析阶段后，可以实现新产品与老线或者新线通用和匹配，并通过数字仿真分析，评估产品在电泳、涂胶、喷漆和烘干的作业风险，做到提早识别和规避。

在工程化设计阶段，将详细对板与板的搭接密封、漏水风险、胶缝宽度、涂胶轨迹、电泳、沥液和排气孔开设、喷涂的作业性、喷蜡作业进行详细分析，其次还有新色漆的工艺开发工作也在此阶段展开。

3.1 整车密封性分析

为了获得最佳的气密性和封水性，需对内外板搭接缝进行PVC 密封，工程化环节，需在概念阶段确定的密封方式基础上，将可能存在漏风、漏水的部位识别出来，提早更改设计或者采取别的措施进行规避；同时对密封胶的涂覆实现性进行仿真分析，提升机器人涂胶或者人工涂胶的便捷性。

例如：在涂胶作业性分析过程，需要对涂胶长度、涂胶节拍进行评估，以及对机器人涂胶的轨迹进行仿真分析，根据涂覆难易程度，选择粗密封或者细密封方式，对胶缝设计不规则，搭接缝无法有效填充，搭接缝设计较小，胶缝不够平整美观等问题提交设计变更，提早规避可能造成的干涉问题。

3.2 外部涂装施工性分析

该部分内容，主要是对底板UBC、车身外部面涂、套色喷涂和空腔注蜡（发泡）等工艺过程进行作业性分析。

例如：空腔注蜡作业分析，需要将白车身注蜡区域识别出来，并核算注蜡量和节拍，出具注蜡图；面涂分析重点对机器人喷涂屏蔽区域以及干涉点进行识别，提前更改产品结构，如局部凹槽开口角度应稍大于90°，防止出现缺漆。

3.3 电泳孔、沥液孔、排气孔分析

根据电泳孔、沥液孔、排气孔的开设要求和经验，对初步数模进行涂装孔开设，统计孔的数量，各孔位可以相互借用，需要考虑的是沥液孔、排气孔在腔体的位置，且更重要的是考虑到液体和气体在整车运动过程中的运动形式，最终确定孔的位置、尺寸和数量。

3.4 钣金件搭接部位分析

外板、内板、加强板间隙分析，主要从整车密封性、进液、排液、电泳成膜性、排气性、钣金干涉等几个方面考虑，重点进行如下分析：

（1）加强板与内外板的间隙、加强板之间的间隙保证在5mm 以上，保证电泳成膜性。

图1 门板包边部位PVC 胶缝尺寸

（2）注意考虑内板的工艺过孔对涂装作业的方便性和安全性的影响，一般采取的措施是将内板边缘部位向内折边。

（3）为不影响加强板钣金强度采取在加强板边缘部位开凸台形式，解决电泳成膜性与进液、排液性能，且搭接宽度不超过20mm。

例如：对于车门边打胶线，车身外部钣金件搭接是否有利于打胶操作的流畅、美观，需要考虑，门外板包边与内板凸起的搭接间隙，从而有利于打胶的流畅和胶的美观。

3.5 新色彩油漆的开发

根据模型阶段定义的颜色数据，进行油漆涂层工艺设计、油漆指标的确定和面涂材料的选型和验证，以及生产线适应性改造分析，以确保新开发色漆能够达到新品指标，且可以进行批量化生产。

4 样车试制阶段

4.1 生产线工艺满足性

重点对现有工艺流程是否满足试制，对生产线通过性，以及临时试制工装及辅助设备的通用性进行分析，编制详细的作业指导书等工艺文件，出具详细的试制工装方案，并小批量制作。

搜集试制样车用涂装辅料、试制生产线的现场工艺资源；根据以上资料对以上工作内容进行分析，出具详细的工艺指导书、守则、标准以及材辅料定额和协议，编制试制作业指导书；根据分析结果得出试制涂装工艺流程、试制通过性方案、试制工装及辅助设备的通用性方案及量产工装及辅助设备的通用性方案。

4.2 试制工艺验证和样车评审

当以上条件均满足要求后，进行样车试制，在此过程对 现场材辅料、工装和辅助设备的满足性进行评估，并跟踪设计产品的电泳漆膜厚、沥液、排气情况，以及对涂胶、面涂和注蜡涂覆作业性进行评估，涵盖节拍、覆盖性和是否干涉进行分析，以及色漆色差的匹配验证，对出现问题的部位提请设计变更或者工艺方案调整。最终，对走完所有流程的试制车整体质量进行评审，出具评审分析报告。

5 结语

涂装同步工程分析工作作为卡车设计重要的一部分，贯穿卡车设计的全阶段，其分析过程主要分工艺策划阶段、模型开发阶段、工程化设计阶段和样车试制阶段型四个阶段，其中难度较大的为模型开发阶段和工程化设计阶段，为了确保新品能够达到各项设计目标，需紧密地结合现场生产线实际情况，对零件设计可能存在的风险进行识别，对现场工艺资源进行适应性改造，对无法工艺实现的设计问题提早识别，以防止后期设计变更，影响产品开发进度，造成大的资源浪费。