焊接车间工艺平面布置设置

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1、焊接车间工艺平面布置设计 因汽车公司上新产品、对老产品进行改进、扩大现生产能力等，需新建或改造焊接车间，这 就需要进行焊接车间工艺平面布置设计。现介绍一些焊接车间工艺平面布置设计的经验，供 今后设计参考。1. 设计条件 在工艺平面布置设计工作开始之前，首先要明确设计边界条件，提供设计依据及设计所需资 料。1.1 边界条件1.1.1 公称年时基数公称年时基数是以中华人民共和国机械工业部1995年6月20日发布的机械工厂年时基数设 计标准（JBJ2-95）为基础确定的，但近些年有所变化，且各个汽车公司采用的年时基数也 不相同。1.1.1.1 工作制度a. 根据机械工厂年时基数设计标准，焊接车间工作

2、制度采用两班制。b. 各汽车公司焊接车间普遍采用两班制生产，当实际产量超过设计能力时，一般通过增加工 作时间来解决。1.1.1.2 每天工作时间a. 根据机械工厂年时基数设计标准，焊接车间白班工作8小时，二班工作8小时，全天工作 16 小时。b. 现有部分公司将每天工作时间减至15小时，既：白班工作7.5小时（生产前有10分钟班 前会，上午中间休息10分钟、下午中间休息10分钟，总共休息30分钟）；二班工作也为7.5 小时。c. 但大部分汽车公司仍采用全天工作16小时。1.1.1.3全年工作日a. 按全年 365 天计算，其中国家法定节日11 天，周六、周日假日104 天，则全年工作日为 25

3、0 天。b. 根据机械工厂年时基数设计标准，在南方高温地区，夏天可休高温假，休假时间为全年工 作日的5% （1213天）。有部分公司每年夏天安排几天的高温假，在高温假期间检修设备 或进行设备改造。c. 各汽车公司在全年工作日安排上不一样，一般在240天300天之间。1.1.1.4公称年时基数a. 在规定的工作制度下，工人和设备在一年内工作的小时数，称为公称年时基数。b. 由于工作制度、每天工作时间及全年工作日不同，公称年时基数也不同。c. 举例：若按每天工作16小时，全年工作250天计算：设备公称年时基数=全年工作日X每天工作时间=250天X16小时=4000 小时工人公称年时基数=全年工作日

4、X每天工作时间=250天X8小时=2000 小时1.1.2 设计年时基数1.1.2.1 设备设计年时基数a. 从设备公称年时基数中扣去公称年时基数损失，设备在一年内工作的小时数，称为设备设 计年时基数。b. 设备开动率=设备设计年时基数/设备公称年时基数。设备开动率（有的公司称为综合开动 率）一般为80%90%。数值小的常用于焊装线等复杂设备，数值大的常用于分装阵地的简 单设备。c. 举例：若焊装线综合开动率按 85%计算：设备设计年时基数=4000小时X85%=3400小时。1.1.2.2 工人设计年时基数a. 从工人公称年时基数中扣去公称年时基数损失，工人在一年内工作的小时数，称为工人设

5、计年时基数。b. 公称年时基数损失包括职工年休假、探亲假、婚假、丧假、产假、病事假等。根据机械工 厂年时基数设计标准，工人公称年时基数损失在1015%。c.举例：若工人公称年时基数 损失取 11%时：工人设计年时基数=2000小时XC1-11%） =1780小时。1.2设计依据1.2.1 车型种类和生产规模a. 若为一次开发的车型，应提供全系列车型的种类（宽、窄、长、短、高、矮）和生产规 模。b. 若为分期开发的车型，需提供后续开发车型的种类和生产规模。c.若为老车间改造，需 提供原有车型的种类和生产规模。d. 若为老车间改造，并保留部分车型，需提供保留车型的种类和生产规模。1.2.2投产时间

6、a. 明确新车型的投产时间，提供新车型的主日程计划。b. 在新车型的主日程计划中明确了产品研发、工艺设计、新车间建设、设备工装准备、现场 安装调试、车身产品PT1、PT2及S0P等阶段的进度。c. 一个全新车型的生产准备周期一般要2年左右，一个成熟车型的生产准备周期一般1年左 右。生产准备周期与产品种类、生产规模、投资额度及技术水平等有很大关系。1.2.3加工程度a. 根据焊接车间可利用生产面积，可利用面积经济性，工艺布置与物流合理性，产品收益性 等来决定车身零合件的自制程度。b. 有一定规模的汽车公司，配套环境比较好的地区，车身产品的自制程度相对较低。降低自 制程度可以有效的降低生产面积与工

7、艺投资。c. 车身的主要总成、主要的结构件，主要的外表面件一般为自制件，这样可以有效的控制产 品质量。1.3 产品设计资料a. 在规划设计阶段要提供产品构想书，产品的详细结构、主要设计尺寸及零件材料、表面状 态、料厚等资料。此项工作多半由汽车公司自己完成。 b. 在产品开发期间需组织制造部门 的技术人员对产品的工艺性进行评审，并在此基础上对产品进行工艺性优化。有些汽车公司 将这部分工作交给制造商完成。c. 在工艺设计阶段要提供全系列车型车身产品数模、产品数据树及通用件明细表等。d. 在产品数模冻结前应将工艺定位孔标注在产品图中，工艺定位孔的位置与尺寸应得到制造 部门的认可。工艺定位孔对夹具设计

8、与产品质量影响很大，我们要特别关注，并帮助汽车公 司进行优化。1.4 工艺设计资料a. 若为新建车间，需提供厂房土建资料，提供电气、压缩空气、循环水接口资料及其它相关 技术资料。b. 若为老车间改造，需提供原有车型工艺设计资料与工厂设计资料，提供保留的设备、工装 等实物资料。c. 若为老车间改造，并保留部分原有车型，需提供原有车型种类和生产规模，提供原有车型 工艺设计资料与工厂设计资料，提供保留实物的资料。1.5 明确质量目标 产量、质量、成本都是重要的设计目标，但与我们关系较大的是质量目标。随着产品质量目 标的提高，产品设计水平、工艺设计水平、夹具设计水平也需相应提高，工艺投资也会相应 增加

9、。我们应对汽车车身产品的质量目标有一定的了解。1.5.1 外观质量a. 外观质量对油漆后的质量影响较大，同时它又容易受油漆和喷涂方法的影响，因此，决定 外观质量要考虑其与喷涂方法的关系。随着金属漆比例的增加，对白车身外观质量的要求会 越来越高b. 白车身外观质量检查一般分为A、B、C三个区域。左/右侧围、前顶盖、左/右车门、前围 上盖板为A区，A区外观质量要求最高；后顶盖、侧围后部为B区，B区外观质量要求较高； 中顶盖、后围为C区，C区外观质量要求较低。1.5.2 装配质量a. 装配质量是单个零件精度的集和，跟产品装配工艺性、冲压与焊接工艺保障能力、零合件 精度、焊接夹具精度、驾驶室装配精度都

10、有密切关系。 b. 装配质量判定的主要项目有：白 车身骨骼精度、车门间隙与面差合格率、面罩间隙与面差合格率、CS-VES评价等。c. 在设计前要提出驾驶室的产品技术条件和驾驶室骨骼精度目标值，轿车及高端卡车车身的 骨骼精度可达85%以上，微型车车身的骨骼精度要求较低，在70%左右即可满足使用要求。1.5.3 焊接质量a. 焊接质量跟产品的焊接工艺性、冲压件质量、焊接方法、夹具保障能力、焊接设备等都有 密切关系。b. 焊接质量判定的主要项目是焊点合格率。c. 当对焊点焊接、表面质量及焊点间距要求较高时，考虑采用机器人焊接，或在夹具上增加 一些必要的保障措施。d. 在设计前要明确焊接质量要求，见相

11、关的焊接标准。1.6 明确质量保证措施a. 做好模具、夹具、检具定位基准统一，提高零件、总成及车身制造精度。b.选用成熟、 可靠、并具有一定先进水平的工艺与设备。c. 进一步完善零件、总成、白车身及工装检测手段、检测工具及检测阵地。 d. 物流设备、 工位器具配备齐全，保证零合件的储运质量。e. 在劳动强度大，产品质量要求高的工位采用机器人焊接。f. 点焊机配备质量好的恒流控制箱，确保焊接质量。g. 随着镀层钢板、高强度板等新材料应用，随着节能、环保水平提升，中频直流焊接、激光 焊接、点焊机群控技术等将得到推广应用。2. 产品装焊工艺性优化 汽车车身有良好的装焊工艺性，是做好汽车车身装焊工艺设

12、计工作的基础，它直接影响到车 身的工艺设计质量、产品制造质量及产品收益性等， 因此，需认真作好要装焊工艺性审查与优化工作。主要审查内容如下：2.1 产品设计优化a. 产品系列化设计 宽型、窄型、长型、短型、高顶、矮顶等所有品种的驾驶室全部设计完成后再投入生产准备， 会大大降低工艺设计难度，提高生产准备质量，缩短生产准备时间，提高产品收益性。b. 产品通用化设计 提高同系列宽、窄、长、短、高、矮驾驶室的通用化设计水平，提高新、老驾驶室之间的零 件及分总成通用性，尤其是地板定位基准的一致性，尽量减少专用零件与专用总成数量，降 低焊装线设计（或改造）难度，可以有效的减少设备与夹具投资，提高产品收益性

13、。c. 产品标准化设计 提高产品的标准化设计水平，有利于提高工艺设计与工装设计水平，有利于提高产品制造质 量。d. 产品合理分块 对产品进行合理分块，可以最大限度的减少焊装线装配总成的数量，降低装配难度，减少线 上焊接工作量，方便工人操作，提高产品质量，降低工艺投资。2.2 装配工艺性优化 装配工艺性审查包括装配方法、产品结构、装配方向及装配顺序等。 a. 装配方法 根据生产纲领与产品结构合理确定装配方法,如:夹具定位装配、样板定位装配、工件自定位 装配等。根据确定的装配方法,提出产品优化意见。 b. 装配方便性 产品结构要便于零件与 总成的装配及定位,便于总成与驾驶室的吊挂及运输,在装配时不

14、允许出现负角。c. 装配方向主要总成要沿X、Y、Z方向垂直装配，有利于夹具定位；其余总成与零件也要尽量避免斜角 度装配，以利于简化夹具，方便操作。d. 装件顺序装件顺序要综合考虑零合件装配的方便性，工件定位的合理性，焊钳操作的接近性，装焊工 作量的均衡性及生产节拍等2.3 焊接工艺性优化 焊接工艺性审查包括焊接方法、焊点接近性、焊点接头形式及焊件厚度等。a. 焊接方法 根据生产纲领与产品结构合理确定焊接方法,如：机器人焊接、自动焊机焊接、悬挂点焊机 焊接、固定点焊机焊接、二氧化碳焊机焊接等。根据确定的焊接方法,提出产品优化意见。b. 焊点接近性 根据确定的焊接方法对焊点接近性进行审查。采用机器

15、人焊接时，可以选择尺寸大一些的焊 钳；采用悬挂点焊机焊接时，需选择尺寸小一些的焊钳；采用固定点焊机焊接时，上下电极 的负角不能太大。c. 焊点接头形式 常用的焊点接头形式有搭接接头和翻边接头两种形式。搭接接头产品造型好看，焊点处贴合 较好，但焊钳接近性差。翻边接头产品造型不好看，焊点处贴合较差，但焊钳接近性好。为 了满足产品造型要求，产品外表件越来越多的采用搭接接头取代翻边接头。d. 焊件厚度单层焊件厚度不宜超过2.5mm，两层焊件总厚度不宜超过5mm,三层焊件总厚度不宜超过 4.5mm，避免四层料焊接。当焊件较厚，且层数较多时，可以采用内部加强板开孔的方式， 减少焊件总厚度。2.4 定位合理

16、性 零合件的合理定位，可以有效的提高零件与总成制造精度。a. 定位方式常用的定位方式有孔定位、形状定位、凸点定位、凸台定位、螺栓定位等。要根据生产纲领、 产品结构、精度要求等进行合理选择。 b. 定位孔根据工件的尺寸与姿态，根据夹具重复定位夹紧的次数与夹紧方式合理选择定位孔的位置与 尺寸。定位孔尺寸的确定要有利于保证装配尺寸，便于焊钳操作。c. 定位面 根据工件的尺寸、重量、姿态，根据夹具重复定位夹紧的次数，夹紧方式及重要度合理选择 定位面的位置、形状与尺寸。尽量消除零合件与夹具偏差对总成精度的影响。d. 定位基准统一 首先根据车身焊接需要提出总成工艺定位孔与工艺定位面的位置与尺寸，再经冲压、