我国高档客车制造技术是在引进国外知名客车制造企业先进技术的基础上发展起来的。目前,我国客车制造工艺技术的发展趋势包含以下五方面:
1.零部件制造从外包到自制
我国主流客车企业的零部件制造可分为两种:整体外包和自主加工模式。早期由于缺乏零部件制造经验与设备投入,客车企业便将零部件甚至大总成(诸如前、后围总成,侧围总成,顶盖总成等)外包给其他配套厂生产。2009年金融危机到来后,这些企业发现,若将零部件改为内部制造,不仅可提供整车外的生产任务,而且对于控制零部件质量、降低成本也能起到促进作用。于是,一些企业开始重拾零部件生产工作,恢复零部件制造工艺体系。
2.整车制造工装设备普及与装配精细化
(1)焊装方面。传统的带底盘合拢方式已被“车身骨架合拢+吊装”方式取代。利用大型气动或液压式合拢工装,不仅可对整车尺寸进行精确控制(国内一些先进的合拢工装可将长度在18m以内的尺寸误差控制在±2mm),而且保证了批量产品的一致性。大型顶、侧蒙皮液压涨拉机的应用确保了顶、侧蒙皮的平整度。滚式缝焊以及自动点焊设备开始取代传统的CO2焊接,这既减小了焊接变形,美化了车辆外观,又减少了焊接缺陷,从而提高了蒙皮的密封效果。
(2)涂装方面。阴极电泳、管腔注蜡、底盘装甲、达克罗等方法开始成为客车涂装防腐的基本工艺,相应的涂装生产线及专用设备逐渐普及。真空静电涂装工艺在客车制造企业中也有实用化趋势。
(3)总装方面。通过科学地设计工艺流程,对内饰件装配顺序进行合理安排,并辅以先进的装配工具,同时加强工艺管理与指导,可获得高质量的整车装配效果,这一点在国内的客运旅游车辆上已得到了明显的体现。
(4)底盘装配方面。用于钢板弹簧或空气悬架与车桥组装的专用工装开始大量使用。数显扭矩扳手、多头电动轮胎螺栓拧紧机等数字化专业设备的使用,提高了车辆的可靠性。
3.焊装制造工艺方法的提高
2011年12月31日,工业和信息化部、公安部联合发布[2011]632号文件,要求车长大于11m的公路客车、旅游客车车身应为全承载整体式框架结构。此项规定,进一步推动了客车全承载制造工艺的进程。全承载制造工艺包括以下工艺要点:
(1)先进的焊接工艺。全承载结构要求焊缝具有足够的强度。全承载制造工艺需采用熔深更大、缺陷更少、焊缝力学性能更好的焊接方法。
目前,我国客车企业主要采用的CO2焊,有飞溅大、成型差、焊接缺陷多发等诸多不足之处。参照国外成熟经验,可采用MAG焊接方法替代CO2焊。MAG焊意为活性气体保护焊,属于混合气体保护焊的一种,通常将Ar与CO2或O2按照一定比例进行配比,另外配合IGBT逆变式焊机及高性能焊丝,该方法可满足全承载结构的要求。
(2)先进的骨架合拢工装。高强度连接焊缝的获得,要求各骨架总成在合拢时,严格保证相互之间的预留间隙。因此,客车企业需要先进的骨架合拢工装来保证合拢尺寸的精度。(www.daowen.com)
(3)先进的蒙皮固定工艺。在以骨架承载受力的全承载结构中,车身蒙皮对于增加整车扭转强度具有重要意义。因此,只有先进的蒙皮固定工艺才能满足全承载结构的要求。
4.后装底盘工艺技术的推广
随着全承载技术的应用,以及车身合拢工艺的转变,客车底盘装配工艺也发生了较大改变。目前,国内的客车生产中,无论是车笼吊装还是带底盘立车方式,都会采用提前装配好的三类底盘,而这两种车身合装方式对于底盘装配均有不良影响。前者在进行车笼与底盘车架的连接时,底盘上的管路、线束电控件都容易被焊接时飞溅的火星烫漏或烧损;后者除了存在上述问题外,在进行涂装作业时,空气弹簧和发动机支承等橡胶件、线束电控件以及各种管路等非金属件都会受到高温烘烤,从而影响它们的使用寿命。
为了解决上述车身合装方法对底盘的不良影响,我国通过自主研发和国外工艺引进,在一些客车企业中已经开始普及后装底盘工艺。后装底盘工艺的实施必须以高效的结构设计以及高质量的工艺装备为保障,这种方法利用举升设备将完成合装的车笼举起,利用车下宽松的作业空间和相应工装来完成底盘附件的装配工作。
5.工艺的前期导入
随着3D技术的不断发展,虚拟生产装配越来越被客车企业所重视。通过虚拟生产装配,不仅能较早发现结构设计的不合理性,还能发现工艺设计的缺陷,并通过进一步的优化设计,达成提高投产一次成功率和生产效率的目的。
虚拟制造技术是很多先进学科领域知识的集成化应用。通过数字化建模和计算机仿真,在产品设计阶段或产品制造之前,模拟产品的制造全过程及相应过程对产品设计的影响,推测产品的性能、成本和可制造性,以达到缩短开发周期,减少成本投入,提高生产效率的目的。近年来,世界各国都对虚拟装配技术给予了高度的重视,投入了大量的人力物力进行研究。我国从20世纪90年代末期开始进行虚拟装配方面的研究工作,目前已取得了可喜的进展,并在一些生产领域应用。
思考题
1.我国客车是如何分类的?
2.客车生产工艺的特点是什么?
3.我国客车制造工艺技术的发展趋势如何?
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