涂装SE分析在汽车设计中的应用

周晓丽，华 云，王云飞

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000）

涂装SE分析在汽车设计中的应用

周晓丽，华 云，王云飞

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000）

在汽车制造工艺中，汽车整体成本不仅包含制造费用，而且还包含设计更改产生的费用。通过对新车型进行同步工程（SE）分析，对车身结构或工艺提出改进建议，把缺陷和制造风险消除在设计阶段，以减少后期的设计更改费用。阐述了涂装SE分析的具体内容。

汽车涂装；同步工程；车型设计与开发

0 引言

在以往的车型开发中，许多设计问题直到产品制造时才被发现。此时再对设计进行更改，一方面影响开发进度，另一方面增加制造成本。如果在汽车设计阶段就能通过同步工程（Simultaneous Engineering，SE）分析发现设计缺陷，采取对策，预防缺陷产生，将对汽车开发进度及制造成本的控制发挥积极作用。以下针对汽车设计中的涂装SE分析内容进行阐述。

1 电泳效果分析

车身电泳效果分析包含电泳屏蔽、电泳沥液、电泳排气及电泳外观效果分析，其中电泳屏蔽和排气沥液效果分别通过两个仿真软件（EcoatMaster和麦格纳排气沥液）及以往经验进行分析确认，对存在电泳不良的剖面进行结构更改。例如车门窗框腔体结构存在电泳屏蔽问题，通过在窗框上部增加3个8 mm×16 mm防屏蔽孔消除电泳屏蔽问题，电泳仿真效果示意图见图1。

图1 窗框增加防屏蔽孔的电泳仿真效果示意图Figure 1 The electrophoresis simulation effect scheme of increasing shielding holes in the window frame

2 涂胶效果分析

汽车涂装用胶主要分为焊缝密封胶、PVC（聚氯乙烯）底涂胶、水性阻尼胶、裙边胶。涂胶效果分析主要包含涂胶密封性、机器人或人工与涂胶操作的干涉性、涂胶完整性、涂胶与装配件的干涉性分析。根据涂胶工艺可分为机器人涂胶、人工涂胶（扁枪嘴、圆枪嘴、刷胶、刮胶工艺）。例如，前减震器钣金搭接间隙大，导致焊缝密封胶涂胶密封不完整，需要更改钣金结构，增加凸筋，保证钣金间隙≤3 mm，见图2。

图2 钣金间隙案例分析图Figure 2 The case analysis diagram of sheet-metal gap

3 人工操作可行性分析

人工操作可行性分析主要包含人工操作的难易程度、可视程度、常用工具与操作的干涉性分析。涉及人工操作分析的主要工位包含四门和大顶胶板铺贴、装入件装配、喷蜡、双组分发泡胶、焊缝密封胶涂胶操作。对于非自动化线体，人为因素是要考虑的首要因素。需要从操作人员的角度出发分析问题，其操作过程中尽量做到符合人机工学要求，即视野可达，操作空间便利、姿势舒适。

3.1 胶板铺贴和装入件装配可行性分析

胶板铺贴和装入件装配可行性分析主要包含装入件的通用性、操作的难易程度、操作的可视程度分析。以大顶胶板铺贴为例，首先人员操作应满足胶板铺贴位置，其次胶板尺寸应通用化，便于防错。人工铺贴胶板模拟图见图3。

图3 人工铺贴胶板模拟图Figure 3 The simulation diagram of artificial paving slab

3.2 喷蜡效果分析

喷蜡效果分析主要包含喷蜡枪枪管与操作干涉性分析和喷蜡完整性分析两个方面。车身主要喷蜡部位为五门一盖、下边梁及地板纵梁等。以门槛梁喷蜡形式为例，喷蜡枪管从两端进入，一方面要求枪管行进的路径中无干涉问题；另一方面要保证喷蜡孔位置满足喷蜡的扇幅能够到达喷蜡部位，同时为了满足喷蜡枪管强度要求（枪管直径9～12 mm），喷蜡孔直径≥15 mm。喷蜡开孔位置示意图见图4。

3.3 双组分发泡胶操作性分析

双组分发泡胶操作性分析主要包含注胶枪与工件干涉分析和注胶完整性分析。注胶操作过程中，首先必须保证注胶枪与车身零件无干涉问题，同时为了保证注胶完整性，需要对注胶孔尺寸及位置提出要求，注胶孔直径≥12 mm，若同时对两个空腔注胶，过孔尺寸≥20 mm，且应保证注胶方向注胶孔与过孔的相对位置，即注胶孔需在过孔范围内。注胶孔示意图见图5。

图4 喷蜡开孔位置示意图Figure 4 The location scheme of wax injection opening hole

图5 注胶孔示意图Figure 5 The scheme of glue injection hole

4 工装及设备可行性分析

工装及设备可行性分析包含工装操作性及通用性分析、车身通过性分析和设备能力分析。

4.1 工装操作性及通用性分析

涂装工装的种类主要有五门一盖电泳和面涂工装，用于支撑和固定五门一盖，以防止发生磕碰问题。工装操作性及通用性分析主要包含工装安装拆卸难易程度分析、与其他车型通用性分析、与车身接触部位漆面完整性分析等问题。

4.2 车身通过性分析

车身通过性分析主要包括车身尺寸（工装状态）通过性及车身吊挂点一致性分析。车身尺寸通过性需满足工厂最大车型设计尺寸（工装状态）；车身吊挂点尺寸需与滑橇、吊具、移行机等的支撑点匹配。

4.3 设备能力分析

设备能力分析主要核算自动化设备能否满足车型实际生产的需求能力，如涂胶长度、涂胶面积、面涂喷涂面积、电泳面积等。如无法满足产品需求，则需要对设备能力或工艺进行改进。某新车型设计阶段的设备能力核算一览表见表1。

表1 某新车型设计阶段的设备能力核算一览表Table 1 The equipment capacity accounting list of certain new kind of car in the design stage

5 特殊工艺分析

特殊工艺是指区别于现有工厂的生产条件，需要单独增加设备投资或工艺需求的工艺，如存储需求、装配需求、板材等。以下为特殊工艺的案例。

5.1 前挡风窗卡座温度需求

贮存要求：卡座胶条需在0～5℃条件下贮存；

烘烤要求：车身需在130～150℃下烘烤20 min才能充分固化；

涂装车间设计温度为28～32℃，无法满足卡座贮存要求，需要单独增设冰柜贮存卡座。此外，安装卡座的工位需要安排在面涂烘烤前，如湿打磨工位，以满足烘烤要求。

5.2 挂泳件装配性分析

挂泳件装配性分析主要包含挂泳件与设备或人工操作的干涉性、挂泳件电泳防腐效果分析。挂泳件性能要求见表2。

5.3 油箱盖喷涂工艺

油箱盖材质如为塑料件，需要在产品设计阶段设计油箱盖工装，在打胶线体或其他喷涂中涂、面涂线体前增加油箱盖安装工位，并在车型调试阶段进行仿形调试。

5.4 板材分析

随着国内外节能减排的呼声越来越高，汽车轻量化的进程日益加快，铝材在汽车工业中的应用越来越广。在车型SE分析阶段，需要分析车身板材与现有工艺的匹配性。铝板的采用不仅影响前处理电泳涂料的选择，还会影响工艺及设备排布。如磷化药剂中需要增加氟离子含量，同时还需增加钝化工艺，工艺流程比较见图6。

表2 挂泳件性能要求一览表Table 2 A list of performance requirements for the hanging electrophoresis piece

图6 工艺流程比较Figure 6 The comparison between the two technological processes

6 结语

汽车车型设计开发与工艺设计开发并行，能在产品设计阶段预防车身结构缺陷问题，减少后期车型调试过程中的变更进而降低制造成本。通过涂装SE内容分析，建立完善合理的涂装SE分析方案，最终保证同步工程在设计开发过程中得到很好的应用。

The Application of Coating SE Analysis in the Automobile Designing

Zhou Xiaoli，Hua Yun，Wang Yunfei
（Technology Center of Great Wall Motor Company，Hebei Province Automotive Engineering Technology Research Center，Baoding Hebei，071000，China）

In automobile manufacturing process，the overall cost of a car not only includes manufacturing costs，but also includes the cost of design changes. Through SE analysis for a new car，the improved recommendation was provided for the body structure and manufacturing process which could eliminate defects and manufacturing risks in the design stage，and reduce the post-design change cost. The concrete content of coating SE analysis was expounded.

automobile coating；simultaneous engineering；design and development of vehicle type

TQ 639

A

1009-1696（2016）05-0045-04

2016-04-11

周晓丽（1987—），女，大学本科，助理工程师，现任车型涂装SE分析及新车型项目负责人，负责涂装新工厂车型调试，以及现场工艺问题的解决和工艺文件的维护工作。