车架生产工艺的优化和改进

车架生产工艺的优化和改进

1.目的和意义

从1978年起，公司车架总成生产均采用焊接传统工艺来制作。随着用户需求的变化，这种车架的市场占有率呈下降趋势。另外，每年公司花费的三包费用连年攀升，为尽快提升车架的产品形象和适应市场的需要，公司决定对车架生产工艺进行优化和改进。

2.传统工艺的特点

多数汽车采用车架作为各种零部件支承连结的基体。所以汽车车架的生产从部件的选材到各个配件的生产加工，其工艺和方法等必须是优良的。

车架零部件的选材可以依据国家标准和相关行业标准，而配件及总成的生产加工则因各个企业具体情况而有所不同。采用传统的焊接工艺生产，一般要经过原材料的采购，零配件的下料和制作，然后进入车架总成的关键工序进行组合，再经过车架钻孔和铆接，流入车架的焊接工序，最后喷漆经总检后入库等。基本上有如下特点：

2.1.车架组合工序采用局部点焊接配作工艺制作；

2.2.车架铆接工序前都需在流水线完成车架配钻铆钉孔；

2.3.车架都有一个焊接工序来完成后期制作。

3.新工艺的提出和优化改进

3.1.车架总成全铆接工艺的提出

在进行工艺优化和改进之前，应当分析并掌握车架发生断裂的原因及影响因素，新方案有良好可行性，新工艺要能尽快为公司的生产和经营服务，并能快速适应市场的变化。

公司成立了项目小组，对断裂车架进行详实调查。断裂部位集中表现在：

3.1.1.前端散热器横梁及发动机前悬置附近的上下翼缘，前悬置后支承附近下翼缘附近。

3.1.2.驾驶室后置横梁前后的上下翼缘和传动轴中悬置梁与纵梁连结的上下翼缘附近。

3.1.3.中部断裂部位区域内有螺栓、铆钉孔。

3.1.

4.后部纵梁、横梁铆接处以及绞链座与纵梁连接区域。

认真分析后找到了车架断裂的原因有下面两种：

3.1.5.焊接缺陷会导致车架断裂。咬边、弧坑、偏焊、夹渣、气泡等制造缺陷诱发产生裂纹。

3.1.6.内部应力集中引起车架断裂。汽车在凹凸不平路面上行驶时，承受很大的冲击和扭转载荷。这些负荷作用下车架可能出现多种变形，变形产生高应力区。如果在这些高应力集中区，纵梁翼缘上的孔离边缘太近，特别分布有铆钉孔和大孔，或断面转折处在成形时出现过大的波纹区或变薄，或纵梁加强盒端形状出现突变，或纵梁翼缘边上有焊缝和“缺肉”状况等，翼缘都会产生裂纹。为了避免上述质量缺陷，小组提出车架总成全铆接生产工艺。

3.2.全铆接工艺的设计实施

3.2.1.编制工艺流程

小组进行具体分工，制定相应的目标：

3.2.1.（1）工艺路线最短，减少工序和工序累积误差；

3.2.1.（2）能充分利用流水线铆接工序及设备来保证劳动生产率。

3.2.1.（3）取消点焊组装台、铆钉孔配钻工序、车架焊接工序。

3.2.2.全铆接车架的试制和规模运行

试制过程中，本着先易后难、先个别再全面铺开的原则。

第一、样件试制阶段。选择成都大运公司DY2800000PF4系列中的一个品种，完成时间2011年4月—5月。试制数量2台。技术部从4月进行车架总成全铆接工艺和生产流程的编制。在完成所需零部件铆钉孔加工图册的同时，完成车架左右纵梁铆接用孔图，绘制所需15套新压制模具的设计和调试工作。生产部于5月初开始试制样件所需工装的设计和制作。工装制作过程中力求准确、可靠和实用，同时进一步完善了车架零部件加工工艺。

第二、少批量试制阶段。又增加绵阳华瑞公司SY1027两大系列4种车架的生产和改进。技术部和生产部由试制初期1个品种扩大为三大系列15个品种，同时将华瑞SY1027系列纳入计划。这期间完善了第一阶段中存在的设计缺陷。2011年6月完成小批量生产。

第三阶段为规模批量生产阶段。在克服了前期设计和使用中的问题后，这一

新的工艺被生产部及时推广到其它90%的产品中区。完成时间2011年9月。

3.3.新工艺难点及解决办法

第一，不同型号的零部件差异较大，匹配的钻孔工装种类也多，给工装的管理、识别与使用带来很多麻烦。

为了解决这个难点，首先从车架零部件的制作入手。相同断面车架同一功用的零部件尽量采用同一尺寸分布铆钉孔；同一断面功用相同的零部件与纵梁连接铆钉孔一样；同时为适应不同高度，工装制作采用可调式定位夹紧装置。这样大大减少配件钻孔工装种类和数量，使工装系列化、标准化。其次，钻纵梁铆钉孔用工装采用不等边角钢制作，不同车架同一位置功用相同铆钉分布一致，为适应不同断面需要采用可调定位方式，同样减少工装数量。

第二、对于全铆车架装配精度有所下降。采取的办法是，首先，纵梁、横梁等压制成型、冲孔校正工序必须严格按照相关技术资料和操作规程制作。其次，纵梁钻孔采用不等边角钢制作成可调钻模工装，同时，上下翼面孔工装采用腹面同一孔定位完成钻孔。又由于零部件装配铆接的先后顺序不同，会得出不同的铆接效果。研究人员最后确定先铆前后横梁，然后是驾驶室后横梁和传动轴横梁，再铆后吊前、后横梁，最后铆发动机前托架、后横梁及加强筋等附件。这种铆接工序可以大大提高铆接后车架的装配精度。

4.两种工艺比较

采用传统工艺有设备种类齐全、人员和工艺熟悉优势。但其生产工艺流程长，焊接后车架局部变形大，易产生焊接咬边等质量缺陷，车架存在潜在质量隐患。

而新的工艺需要对操作员工进行再培训，短时间内对提高劳动生产率有影响。但其加工工艺流程缩短，无需焊接，车架制造过程中变形较小，铆钉分布均匀外观质量好，受力较好，能有效防止车架翼缘产生裂纹并发生车架断裂，为公司减少的售后服务费用，顾客的满意度逐年提高，其潜在优势明显。

在这次全铆车架工艺技改过程中，我们充分利用现有的设备，投入必要的工装模具，保证了产品质量和供货周期。，我们在设计车架整体结构和零部件结构时，尽量系列化、标准化，在制作工装时，做到了工装通用化、系列化，完全能适应我厂车架品种多，变化快的现状，满足市场的需求。

在工艺改进工作中，得到了公司各部门同事们的大力支持。在此谨表感谢！

参考文献：

[1]《汽车设计标准资料手册》刘力主编中国汽车技术研究中心出版

[2]《机械制造工艺禁忌手册》沈其文、徐鸿主编机械工业出版社