焊装SE分析与同步工程.ppt

制造技术部焊装工艺科 发布人：刘伟2011年8月,焊装SE分析与同步工程,奥铃工厂 制造技术部 2013年10月,目录,一、概述二、同步工程简介三、SE 基本知识四、SE分析原则五、SE分析总结标准六、SE分析实例七、四大工艺SE分析流程及注意事项八、焊装SE分析提交工艺技术资料九、总结,一）目前国内自主品牌设计模式：逆向为主 二）设计及生产存在问题：性能与工艺的验证不充分将导致后期制造的成本增加与时间周期的延长；不做前期制造工艺同步开发（按以往车型算）；产品设变一般在500800之间，甚至更多；而在策划良好的制造工艺同步开发后，产品设变将控制在100以内；一处设变的成本以平均5万算，制造工艺的同步开发的成本将在2000万至3500万之间；而频繁的设变使产品投产滞后，整合产品设变及调整设备将用36月，按每天十万的延滞费，其间接成本将在900万至1800万之间；不做前期的冲压、焊装的工艺精确化同步可行性论证，将不利于模具与夹具，冲压与焊装的定位不统一，将直接导致白车身的调试的周期延长；至少增加两轮试制，即一至二月的时间。三）综上，设计部门输入的数据，制造可行性如何？可能有多少产品设计变更？解答以上问题就必须进行Design Review（设计检讨）即SE分析。,一、概述,1.定义 同步工程(SE，Simultaneous Engineering)，又称工艺同步工程或并行 工程。定义如下：“对整个产品开发过程实施同步、一体化设计，促使开发 者始终考虑从概念形成直到用后处置的整个产品生命周期内的所有因素(包 括质量、成本、进度和用户要求)的一种系统方法。它把目前大多按阶段进 行的跨部门(包括供应商和协作单位)的工作尽可能进行同步作业”。2.分类 同步工程可分为：冲压SE、焊装SE、涂装SE、总装SE和尺寸工程SE。基本上分为三个阶段：概念设计阶段、工程设计阶段和工装招标准备阶段（或后工程设计阶段）。3.国内、外企业做法 由于同步工程的应用有利于缩短产品的开发周期，提高产品质量，降低生产成本以及改善制造柔性，近年来在国内外企业产品开发过程中得到了不同程度的应用。,二、同步工程简介,4、同步工程整体概括,同步工程（SE，Simultaneous Engineering），亦称工艺同步工程（PSE),是对产品开发及其相关（制造和支持等）过程进行集成、并行的系统化工作模式。它特指工艺审核与产品研发同步，协助产品设计部门优化产品制造工艺，改善并提高产品的可制造性，辅助产品更容易在制造阶段实现。由于工艺及相关过程的提前介入，将原本要留到工艺实施或者其他相应阶段时才可能会暴露的问题提前至产品研发期暴露并予以解决，以期使产品研发和后期的工艺实施等尽量实现无缝对接，通过防止产品研发和生产实际脱节来缩短车型的研发周期、降低研发的成本投入同时整合并提高整车的车身质量。,三、SE基本知识,1、定位孔,凸起,孔的凸起有利于加大硬度、强度增加2.凸起有利于防止漏水,L,a,1.孔的位置一般垂直于面。垂直线在一个面上 2.孔的直径最好的范围(最小:8,10,中等:10,15,最大:20,25,特殊:6)3.两孔之间的距离a/件的长度L 0.64.测量孔时，孔的位置必须垂直一个面5.一般在件上有2个定位孔(特殊情况:为 1个),1、定位孔,A,A,d,Sec.A-A,a,角度,万一不可能落下出销孔为定位孔。a:孔与件的距离d:孔的直径一般:a4+tan(30)0.3（角度为60度）特殊:a4+tan(45)1（角度为90度）,Y,X,y,x,1.定位块与压紧块(两定位块、压紧块之间的距离x,y/冲压件的尺寸X,Y 0.6)2.定位块、压紧块的尺寸 20(块的倒角=2mm),1、定位孔,三、SE基本知识,1、定位孔,d1,d2,d1 16 planed2 30 plane,d2,d1,d1 12 d2 24,三、SE基本知识,2、定位销,l,d,定位销于凸出件的距离最小为 5mm.例 I定位孔 10 d=16例 II定位孔 10 d=定位孔的直径+6l 5mm,三、SE基本知识,3、搭接,d,R-end,搭接边:d 2mm(特殊情况:d 1mm),焊点,d,使焊点的两个件搭接的更紧，减少件的变形d 2mm(一般)d 1.5mm(特殊)(最特殊:d 1mm)尽可能少于 3 层焊接,三、SE基本知识,4、焊点,d,u,g,定位块:u 焊枪的尺寸:gd=(u/2+g/2)+2例 I:d(19/2+35/2)+2=29 mm例 II:d(16/2+30/2)+2=25 mm一般情况,d=29mm,d1=2mm,三、SE基本知识,4、焊点,最小焊接距离,例 I:2层焊:选择薄板例 II:3 层焊:选择厚板 选择3层焊中最上面的或最下面的件,三、SE基本知识,4、焊点,t1:上面,t2:中间,t3:下面,焊点层数 3(special:4)厚度(t1+t2+t3)5,O 好 一般 不好,三、SE基本知识,4、焊点,外漏焊点,点焊和二保焊的间距,三、SE基本知识,5、二保焊,首选平焊，尽量不用立焊，避免仰焊,尽量避免的几种情形,三、SE基本知识,6、涂点胶,三、SE基本知识,7、装配,避免三面贴合,R1 6R2=(R1+4)R15R2=(R1+2),避免拐角干涉,三、SE基本知识,7、装配,In case of reducing matching layer of panels,Unacceptable area for spot mark,三、SE基本知识,7、装配,螺栓装配,三、SE基本知识,7、装配,Hinge mounting area1)Same plane for upper and lower area2)Be parallel with car line3)Give some seat for hinge mounting,Hingemountingarea,1)Same plane for upper and lower area2)Be parallel with car line3)Give some seat for hinge mounting,三、SE基本知识,1、SE分析遵循原则如下：要考虑外观的美观；考虑强度（主要为焊接质量）；考虑冲压件成型性；考虑设备的运行过程；考虑前后工序；考虑操作性（机器人或人工）；自动化程度（自动或手动）和节拍；考虑人员重复操作防错标记；安装件的安装精度和安装方式；考虑车身各部位的功能；考虑整车的密封性和轻量化。,四、SE分析原则,2、主要内容：,分析结构条件(Structure requirement check),分析焊接条件(Welding requirement check),分析车体质量条件(BIW quality requirement check),分析组装基准位置(Assembly location check),分析操作条件(Workability requirement check),分析零部件结合条件(Panel matching requirement check),分析焊接枪接近性(Welding gun access check),分析组装顺序(Assembly sequence check),四、SE分析原则,一）定位孔和定位面1、定位孔一般设计成凸台形式，有三作用：a、加强 b、防漏或漏液孔 c、改善时小面积更改。2、定位孔的要求：1）垂直于车体线；2）越大越好，最好大于10；3）定位孔的尺寸要统一；4）两定位孔间距越大越好，与整个件的尺寸比例大于等于2/3；定位孔间距过小，同样的定位销公差会导致冲压件本身旋转晃动的角度增大，不能保证焊接及装配尺寸。5）远离R角（2mm以上）；6）定位孔轴线要相同。如果不同轴线，就必须使用伸缩销，会导致成本增加，而且轻微的晃动会导致定位不准，公差控制难度增加。,五、SE分析总结标准,一）定位面和定位孔3、焊点与定位点距离要求：locator为19时，焊钳中心至locator中心距离最小为29mm（见附图一）；locator为16时，焊钳中心至locator中心距离最小为27.5mm.用特殊焊钳，该尺寸允许减小，但会增加费用。4、定位孔和公差孔（过孔）：定位销通过两层板，当两层板贴合或有一定间距时，若两孔尺寸相同，因公差问题导致孔位遮挡干涉，为避免干涉，公差孔尺寸必须比定位孔大，当两层板间距小于30mm时，公差孔直径比定位孔直径大3mm，当两层板间距大于或等于30mm时，公差孔直径比定位孔直径大5mm。5、定位面（区域）的要求：1）定位面尽可能与CARLINE平行；2）设计出控制面；3）为保证PANEL平衡，需有好的定位位置。,附图一,五、SE分析总结标准,二）冲压件的匹配、搭接 1、对于切边：由于冲压、涂装、焊装等站在不同的立场看，故看各方的需要，对于一些成型困难的冲压件，通过开豁口，来实现冲压成型，一般豁口尺寸3以下。2、避免3层板匹配，搭接的情况，遇到三面时，将其中一个搭接面留2.0mm以上的间隙，另设计出与其余两面搭接的面，从而都变成两面搭接的形式。3、尽量缩小搭接面面积：有NUT，底面必须贴合焊接时，尽量减少搭接面，使非贴合面留有2mm以上的间隙；焊接面必须贴合。4、避免R角干涉情况：如U型面搭接时，U型底面R角，内外R角有要求，当外侧R1大于等于6时，内侧R2为R1加4mm当R1小于等于5mm时，R2等于R1加2mm。5、留出间隙，避免干涉：原则，使焊接面（必须的配合面）贴合，其余方向面留出2mm以上间隙。6、多层板匹配时螺母孔尺寸：靠近螺母的一层板孔最小，尺寸为NUT尺寸加1mm（人工时）或2mm（自动时）；靠近螺母的第二层板孔尺寸为第一层板加3mm（地板区域加4mm），第三层板的尺寸为第二层板加上考虑垫圈的尺寸。,五、SE分析总结标准,二）冲压件的匹配、搭接 7、对安装件的螺栓孔需要给定公差：公差孔尺寸公差为2.5mm。一般安装件有一个定位孔和一个公差孔，为保证孔位容易控制，一般将两孔设计在一个冲压件上，减少品质管理投资。如座椅安装孔等可以设计在一个件上。三）焊接 1、给点焊钳留足够的通过空间，在焊接电极深入深度在45mm以下时，一般留大于30的空间。2、由于2层焊最优，2层优于3层，3层优于4层，故尽量减少多层焊，当有多层焊，如3层，可通过在焊点处将其中一层开口使之成为两层焊，开口尺寸在20以上。不允许4层焊，品质不好，焊接困难。3、给焊接过孔留足尺寸：一般16的电极帽，过孔应在30以上，当过孔面与焊接面间距超过80mm时，过孔应在40以上.,五、SE分析总结标准,三）焊接 4、识别适用于多点焊的焊点，焊点间距必须相同，且符合多点焊机焊接电极间距标准。5、对于人眼看不到的焊点，设计识别标记。例如：大件在上，小件在下，人眼无法看到小件上的焊点是否正确（如果自动焊没问题），需要在焊点部位：a可以设置一个唯一的三层板的焊点作为中心或明显位置，b切出豁口标记，c在操作者能看到的面设计接头或折皱。6、为避免焊点压痕明显而影响了外观品质，采用铜板，如果铜板有R角是有问题的，a焊接变形、b铜板不好贴合、定位。铜板必须是平坦的，且定位在平面上。7、使CO2焊道远离点焊焊点：原因a、距离近的话，火花会飞溅到焊点处，焊接质量不良；b、近距离为CO2焊接变形区，所以距离一般在20mm以上。四）焊接螺母1、焊接螺母的焊接空间，如方螺母，考虑实际操作时螺母旋转，且距离R角边缘2mm以上。2、焊接螺母要求：1）在一个冲压件上尽量统一成同一种类的螺母；,五、SE分析总结标准,四）焊接螺母2、焊接螺母要求：2）不允许冲压件两面都有焊接螺母的情况；3）用标准螺母，尤其是内径一样，可以使基准销的尺寸一致，降低不少费用；4）如果可能的话，用M6以上的。3、冲压件中凸焊面要满足标准焊接电极的尺寸要求，上、下电极都要考虑，需要使用特殊电极的凸焊件要反馈到设计部门，看能否更改成标准电极焊接，因特殊电极费用高。4、为防止焊错位置，在焊接螺母位置附近加标记，使之明显，任何人都知道螺母焊接位置的傻瓜式的标记。5、确认凸焊螺母或螺栓的焊接空间。6、不允许直接在大的钣金件上进行凸焊，件过大，无法实现。7、螺母焊接表面，尽量使同一钣金件上的凸焊在同一方向。倾斜方向不好，不好控制角度，且人工需要换方向焊接，浪费操作时间，角度不好控制。,五、SE分析总结标准,五）零部件要求1、件的放置方向，如果基本对称的件，比如凸焊件，就将其做成完全一致的，使之怎么装入都行，防错且标准化，减少模具数量。2、对于对称件，不通用的，为便于操作工识别，需加上识别左、右件的标记，同样适用于两驱、四驱、三门型和五门型等等。3、减少冲压件的种类：尽量使冲压件相同、避免多种厚度的件、避免多种涂层的件。4、尽量减少零部件的种类和数量：a用一个大的零部件代替好多小的零部件、b通用化（特别是左右件，能通用的尽量通用）c减少螺栓螺母的数量，减少装配的位置。5、尽量减少总成的数量：如B柱内板，我们分析，可以将B柱内板做成一个冲压件的话，就做成一个冲压件减少焊接及模具数量，减轻车体重量。6、确认件的结构当用普通的操作方式是否易变形，如B柱内板，若交给供应商，必须考虑运输过程，B柱内板特别容易变形，必须做特殊的料架或者就在本公司制作，避免运输过程中的变形。,五、SE分析总结标准,六）涂胶1、如果在平面上涂胶时，难以辨别涂胶位置的正确与否，如果涂胶位置不准确，则效果会比设计效果差很多，为保证涂胶位置的准确性，在钣金件涂胶部位设计涂胶槽，有利于涂胶质量。七）CO2焊接1、点焊优于CO2焊接，除非有特殊要求或点焊姿势、节拍、有难度问题可采用CO2焊接。2、较薄的板厚在0.8mm以上的，能够使用CO2焊接；厚度比例：0.71.34期间可以焊接；下向、横向可以焊接。3、不允许的结构：渗透焊接、对焊、T型焊接、外侧焊接、三层焊。以上五种不允许。,五、SE分析总结标准,Structure（结构）,关于Frontal Crash 性能部分,需要确认A Pillar 部分的性能.C Pillar Upper X Roof C/Member Rear 部分的焊接量不足.-该部分需要确认Joint 的强性.Back Lower X C Pillar Lower的焊接量不足-该部分需要确认Joint 的强性.,Door（门类）,虽然Weight Reduction 的情况良好,但与该部分有关的Door 的强性是否达标需要确认.因W/Strip 安装面的不足,恐怕会导致件弱技能现象.(漏水 等)因B/Line Molding Mtg Point的使用不当,恐怕会引起漂浮等品质方面的问题.,Moving（移动件）,Parts之间的基本要素的Clearance没有确认。BackDoor Seal的没有确认,(判断为只顾虑到整形方面的改善.)对应Pedestrian Protection 的Hood front部分的设计需要更改.(Reinf.概念)对BackDoor外板的侧面钢性欠缺考虑(Sealant数量绝对不足),一）宏观分析：,六、SE分析实例,对SIDE OUTER进行过多的NOTCH,恐怕会导致Sealing性能的降低.,CH031-ECR-BIW-001,CH031-ECR-BIW-002,CH031-ECR-BIW-003,CH031-ECR-BIW-004,六、SE分析实例,使用Sealer下面部分的Fuel Door适用部分的Dimension偏大,恐怕会引起Sealing不良所造成的积水现象.,Side Outer X Wheel House焊接Flange Matching 不合格.,CH031-ECR-BIW-005,CH031-ECR-BIW-006,六、SE分析实例,因A Pillar 部分的未连续加强,冲撞试验时恐怕会引起该部位的折断.,CH031-ECR-BIW-007,六、SE分析实例,C Pillar Upper X Roof C/Mbr Rear Joint部分缺少焊接点数,怕会影响Joint的钢性,CH031-ECR-BIW-008,六、SE分析实例,因只焊接Sealing Flange 部分,怕会影响C Pillar 的钢性.,Back Lower X C Pillar Joint部分的焊接部分因Sealing Flange 1 Point 及安装Bolt 2个方面的原因,怕会影响Joint的钢性.,CH031-ECR-BIW-009,CH031-ECR-BIW-010,六、SE分析实例,Sealing的过多差异,怕会引起Sealing的不良现象.,CH031-ECR-BIW-011,CH031-ECR-BIW-012,六、SE分析实例,Belt Molding Mtg和最下段线的距离太远(怕会引起Molding 品质不良.),Parting Line部分不光滑.,CH031-ECR-BIW-013,CH031-ECR-BIW-014,六、SE分析实例,Guide Rail Line不一致,需要确认Glass 的升降可能性.,CH031-ECR-BIW-015,六、SE分析实例,W/Strip Mtg Clip之间的距离太远.(需要调整),Grommet的平面不足.,CH031-ECR-BIW-016,CH031-ECR-BIW-017,六、SE分析实例,W/Strip Mtg Clip之间的距离太远.(需要调整),CH031-ECR-BIW-018,六、SE分析实例,Balcony的平面部分不足.(需要确认molding和Panel之间的关系.,CH031-ECR-BIW-019,六、SE分析实例,Fillet面和孔 之间的距离太小,怕会引起W/Strip安装不良现象.(怕在所有Hole里发生漏水的现象),CH031-ECR-BIW-020,六、SE分析实例,W/Strip路经上Panel 的断面差异及距离(怕会引起漏水现象),CH031-ECR-BIW-021,CH031-ECR-BIW-022,六、SE分析实例,Latch Reinf.的孔太大,CH031-ECR-BIW-023,六、SE分析实例,因Mtg Hole 挂在倾斜面上，因此无法安装,CH031-ECR-BIW-024,六、SE分析实例,因Fillet面无法满足W/Strip的安装面(全面现象),CH031-ECR-BIW-025,六、SE分析实例,Too small space for sealing,Need to add sealant points for stiffness,Need to add drain hole,CH031-ECR-BIW-027,CH031-ECR-BIW-028,CH031-ECR-BIW-026,六、SE分析实例,Not enough the clearance(Hinge x Inner panel),Not enough the clearance(Hinge Reinf x Outer panel),Not enough the clearance(Hinge Reinf x Inner panel),Not enough the clearance(Hem flange x Inner R end)(Hem flange x Drain hole),CH031-ECR-BIW-029,CH031-ECR-BIW-030,CH031-ECR-BIW-031,CH031-ECR-BIW-032,CH031-ECR-BIW-033,六、SE分析实例,No hole for drain,No hole for wax,Not enough the clearance(Hem flange x Inr R end),在Euro NCAP Pedestrian Protection 侧面太强调了Dent Reinforcement的形象,因此对Upper Leg form Test 带来不利.,CH031-ECR-BIW-034,CH031-ECR-BIW-035,CH031-ECR-BIW-036,CH031-ECR-BIW-037,六、SE分析实例,Not enough the clearance(Fender flange x Hood Hinge),Not enough the clearance(Fender flange x Side Outer),Need to add bead,CH031-ECR-BIW-038,CH031-ECR-BIW-039,CH031-ECR-BIW-040,六、SE分析实例,成形性研讨 需要改变形状,起皱,开裂,六、SE分析实例,成型难，材料利用率不好 Die face 设定过深导致不好,A、B部位的成型深度大,B,提高Die face,成型容易，材料利用率也好,70,20,A,六、SE分析实例,1.改善焊接作业性,Side Asm与 Dash Asm的焊点，通过更改零件形状避免对焊枪的干扰,SE前,SE后,A,SEC AA,A,干涉,六、SE分析实例,一、冲压(Press)1.产品图分析 有无开裂/起皱现象?修边(裁剪)条件是否好?有无降低模具强度的地方?是否可以4序以内?2.模具工程分割表 板料/模具的尺寸是否满足于冲压线?模具高度对废料处理上有无问题?模具材质是否适当?自动化方式是否适当?3.研究主要部件 Die Lay-out 在冲压方向有无负角?材料利用率是否最大?边角料处理是否得当?模具结构是否脆弱?二、焊装(Body)1.模型分析 分析车身外观及外板分型线 研究基本断面及结构合理性 车身外观分缝方向分析及研究 2.研究生产性及操作性 研究部件的装配形式及合理性 研究分总成构成及工艺流程 研究焊接方法及操作性 研究密封部位的断面结构,七、四大工艺SE分析流程及注意事项,3.研究品质及成本节减 研究部件间的品质及焊点质量 研究部件的刚性及装配质量 研究工序最少化及设备简单化 4.研究零件基准孔 确保品质所必需的基准孔设定 研究各零件的基准孔以及大小 5.外观分析 分析车身外观及外板分型线 研究基本断面及结构合理性 车身外观分缝方向分析及研究 6.样车制作阶段 样车制作过程中设计分析以及量产性研讨:生产性、作业性、品质改进、降低成本、MCP 样车制作(评定质量用)DMR(产品)及EMR(工装)编制 三、涂装(Paint)1.涂装作业性分析 车身外部涂装作业性分析 电泳过程中电泳孔通电性分析 前处理、电泳工位孔的排水性分析 防止气泡开孔的评价 2.车身结构和防水性影响分析,七、四大工艺SE分析流程及注意事项,注胶作业性评价 防水性评价 板件搭接部位评价3.涂装防锈品质评价 车身外部电泳品质评价分析 车身内部电泳品质评价分 a 电泳孔通电性评价 b 前处理电泳孔流溢性评价 c 防止气穴的孔位 评价四、总装(Assembly)1.总装基准分析 零件装配性研 装配方法及基准分析 2.零件公差配合分析 內,外观)装配公差及目标品质设定装配公差分析 3.组装可行性分析 常用工具使用与否及干涉研讨 装配操作难易性研讨 装配可视性研讨 4.零件装配性分析 零件装配扭力及工具研讨 零件防水、防腐蚀、防振研讨 噪音分析研讨,七、四大工艺SE分析流程及注意事项,一、冲压 1.零部件测量点指示书 2.零部件检具工艺图 3.零部件加工公差表 4.工艺图二、焊装 1.加工基准书 2.外装公差关系表 3.移动公差表 4.CL基准书 5.流程表 6.品质保证体系图 7.总成加工公差表 8.总成检查基准书 9.总成测量点指示书,八、焊装SE分析提交工艺技术资料,SE分析与同步工程是一个庞大的系统，包含的内容很多，有些我们只能定性的了解，知道大概的设计原则，在实际过程中摸索一些经验；有些能定量的，不管是理论值还是经验值，知道了这些具体的数值，我们在做SE分析时，才能有根据的准确判断设计是否合理，是否需要改进，从制造工艺的角度看，能否被制造出来，需要我们大家不断的在实际中历练、总结和经验的积累。,九、总结,谢谢大家！,