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《客车制造工艺技术》陈文弟主编pdf



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  第 一 章 概 述 第 一 节 客 车 概 论 客 车 客车是指在设计和技术特性上用于载运乘客及其随身行李的商用车辆,包括驾驶员座位 在 内其座位数超过 座 。 客车是现代社会中的主要交通工具之一。以我国为例, 年公路客车的客运量、旅客 周转量分别 占全社会客运量和旅客周转量 的 和 ;与此 同时,全 国城市客车客运 量达 亿人次。因此,客车对发展国民经济和促进人民生活水平提高发挥着重要作用。 世界各主要客车生产厂无不应用最新科技成果潜心致力于客车新产品的研制和开发,不断地 向市场提供有竞争力的新型客车。 客车工业在我国还是一个年轻而充满朝气的产业,随着我国国民经济的蓬勃发展、人民生 活水平的迅速提高和高速公路的连线成网,客车工业在我国必将有新的发展空间和机遇。 客车分类 按客车 的用途可将客车分为城市客车、长途客车、旅游客车和专用客车。 城市客车是为城市内运输而设计和装备的客车。这种车辆设有座椅及乘客站立 的位置, 并有足够的空间供频繁停站时乘客上下车走动用。 长途客车是为城间运输而设计和装备的客车 。这种车辆没有专供乘客站立的位置,但在 其通道 内可载运短途站立的乘客,有存放行李物品的设施。 旅游客车是为旅游而设计和装备的客车。这种车辆的布置要确保乘客的舒适性,不载运 站立 的乘客。 专用客车在其设计和技术特性上只适用于需经特殊布置安排后才能载运人员的车辆 。如 机场客车、会议客车等专用客车,其技术特性和内部设施可根据其特定的用途而定。 客车底盘 客车底盘 的技术性能是客车动力性、经济性、平顺性、安全性、可靠性等性能的基础 ,客车 技术性能的好坏主要取决于底盘,所 以客车底盘设计和制造水平的不断提高是客车技术赖 以 发展 的基础 。 客车底盘 的性能不仅取决于组装底盘 的发动机、离合器、变速器、前桥、后桥和悬架装置等 各总成的技术性能指标,还取决于各总成之间的良好匹配。 不同用途和不同使用条件的客车对其底盘的要求也不尽相 同。随着城市建设的现代化, 城市客车也在 向大型化、低地板化、环保化、高档化、造型现代化等方面发展 ,其客车底盘装配 了大功率低排放 的发动机、低地板专用 的前桥、后桥、自动变速器、全空气囊悬架、 等装置 。 随着高速公路建设的飞速发展,高速公路客运亦在我国得到蓬勃发展,对高速公路的快速 客运车辆要求具有更高的可靠性、运行的安全性、乘座的舒适性和高速行驶等性能。客车底盘 选配大功率发动机 ,低 噪声 的后桥总成 ,全空气囊悬架、缓速器、盘式制动器、 等装置和适 应高速行驶的轮胎等。 客 车 车 身 车身是客车结构中与发动机、底盘并列的三大组成部分之一。统计资料表 明,车身是客车 自重和价格的主要组成部分,车身 占客车 自重和制造成本的 。对于大多数客车而 言,车身 自重大致与底盘(包含发动机 )的整备质量相 当,视车 内设施配置程度 的不 同(如是否 有空调和卫生 间等 ),车身大约为底盘(包含发动机 )整备重量 的 倍 。因此减轻车身 重量是改善客车许多指标(如载客量、制造成本、燃料经济性、动力性等 )的最有效 的手段之一。 客车 的轴荷分配和质心位置,取决于车身中的载荷分配情况,这对客车行驶 的稳定性和 操纵性的主要参数产生决定性的影响。 车身的密封性、隔音 隔热性能、视野、空气调节功能、座椅甚至车 内的采光等都是影 响客车 乘坐舒适性的主要因素 。一旦发生交通事故,良好的车身可 以减少乘员伤亡 的危险性。不难 看 出车身将直接影响客车 的动力性、经济性、舒适性、安全性和操纵性能,人们对客车性能的要 求,更多体现在车身上。 客车不仅是一种交通运输工具,而且是城乡流通的完美艺术形体,它必须具有时代特征, 起到美化周围环境、给人以赏心悦 目的美感。而车身的造型、色彩和装饰性是对客车的美学具 有极其重要意义。用户在心理上的舒适感、美感、豪华感的要求 日益提高,车身使其客车商品 性质的价值砝码更加突出,对客车的市场销售亦产生影响。 第 二节客车制造 工 艺 客车制造工艺的特点 通常 ,发动机、离合器、变速器、前桥、后桥、电气设备等各总成和车身 的内、外饰件等均 由相对独立 的制造厂进行专业化生产 ,客车制造厂是通过协作从这些专业厂得到所需要 的总 成和零部件,所以客车制造厂实际上是一个车身制造和客车总装配的生产厂,车身的生产是客 车制造厂的主要作业,车身制造水平是客车制造厂的标志。 客车与其它产品相 比,工件尺寸大。大型客车的长度达 ,宽度达 ,高度达 因此它要求高大的生产空间,良好的工件转运方式以及便捷的工艺路线。 客车车身是一个特殊的机械产品,它是集结构设计、工艺制造与艺术造型相结合的机 械工艺产品,由于产品的特点对车身的制造质量和制造技术水平要求高,并对其造型、内外饰 以及防腐都有特殊的要求。 客车厂与轿车厂相比,生产纲领较小,其生产规模不足以像在轿车生产中那样有效地 利用批量生产的工艺装备。客车生产具有小批量、多品种的生产特点,必须选择相适应的工艺 方法和工装装备。客车制造工艺与客车结构、工厂规模、生产条件等因素密切相关,由于客车 结构的不同和工厂生产规模的差异,造成所选择的工艺方法和工艺装备呈现多样性。 客车制造的主要工艺技术 冲压、焊装、涂装和装配是客车制造厂的主要生产工艺。 冲压工艺:车身的构件、覆盖件等零部件大部分是冲压件,冲压是车身零部件的主要生产 工艺 。车身冲压零件 的尺寸精度和表面质量是保证车身质量的基础,只有稳定的冲压件质量 才能保证生产出合格的车身总成。板材、模具和冲压设备是冲压生产的三大要素。 焊装工艺:冲压成形的构件和覆盖件通过焊装而形成车身总成(又称 白车身 ),焊装是车身 成形的关键。车身焊装工艺将车身零部件焊装为合件,再将若干合件和零部件焊装为分总成, 最后将分总成、合件、零件装焊成 白车身。车身焊装过程 中,通常使用专用的装焊夹具将其零 件进行定位、夹紧。装焊夹具和焊接设备是焊装的主要生产要素。 涂装工艺:涂装是对客车零部件和车身表面处理的工艺。客车对装饰性、耐候性、耐腐蚀 性要求很高。涂装工艺一般 由漆前表面处理、涂布涂料和干燥三个基本工序组成,对于不同的 被涂物根据其底材、产品的使用和要求等,围绕上述三个基本工序进行展开,从而形成一个程 度不同的完整 的工艺。 总装配工艺 (包括整车的检测和调整 ):总装配是客车生产中最后一道工序。将在相对独 立各专业厂生产 的发动机、变速器、离合器、前桥、后桥、车轮、悬架等(或者是 以底盘 总成 的形 式)和车身内外饰件等运至装配车间,与已涂装完工的车身进行总装。由于客车总装的零部件 和总成 的品种、数量很大,所 以客车总装配是一项相当复杂 的工艺,尤其对多品种、豪华大客车 的装配 ,其装配件 的品种、数量更为繁多,装配关系更为复杂。保证总装配正常生产 ,对物流管 理要求更加严密,要求各部 门统一协调,形成一个有机的整体才能保证总装配有序的进行。客 车总装配是客车生产最后的一道工序,它将最终影响产品的质量 。对总装配完工的客车要进 行整车检测和调整,汽车检测线是企业对出厂客车的装配质量、技术性能和安全性能进行检测 的质量保证措施和手段。 客车制造工艺流程 大部分客车制造厂已采用流水线生产方式,但各厂的产量大小和生产条件的不同,所采取 的工艺流程亦有所不同,常见的工艺流程可归纳为三类。 图 所示客车制造工艺流程 是我 国客车厂最常见的一种形式。它的最大特点是车身 和底盘分别制作,涂装完工的车身总成再与底盘总成进行扣合连接,进入 内外饰装配。该工艺 流程与客车骨架在底盘总成上进行焊装的客车制造工艺流程 相比,可节省大量的生产 占用 底盘总成;为实现车身整体的前处理和中、高温烘漆等新工艺创造了条件;同时有利于把涂料 喷涂到一些不易接近的角落处,提高了车身涂装质量。 图 所示的客车制造工艺流程 ,与客车制造工艺流程 的最大的差异是涂装完工的 车身将依次安装悬架、前桥、后桥、发动机、变速器等总成 ,并进入 内外饰装配 。该生产方式将 大大增加客车总装配 的工作量 。该工艺流程常常用于用异型钢管焊接的格栅底架和骨架 的全 承载车身的客车生产,梅赛德斯 奔驰 的曼海姆工厂、曼公司的萨尔茨吉特工厂、凯斯鲍尔公司 的乌尔姆工厂等均采用该工艺流程。 图 所示客车制造工艺流程 ,是过去最常见的一种生产形式,至今在一些规模较小的 企业 中仍得到应用。该工艺流程最大的特点是在底盘总成上进行车身总成的焊装 ,底盘将随 同车身一起进入涂装车 间进行车身涂装 ,车身涂装过程 中,不可避免对其底盘造成“污染 ”;由 图 客车制造工艺流程 图 客车制造工艺流程 于塑胶件 的存在,烘干温度不宜高于 ;不能采用整体的漆前处理工艺技术。车身涂装质 量不及上述两种工艺流程;而且在客车生产过程 中占用客车底盘数量将大大增加,增加了生产 成本 。 图 客车制造工艺流程 客 车 生 产 组 织 形 式 客车生产组织形式尽管很多,但归纳起来有 以下三种。 第一类型的客车厂:是指隶属大的汽车公司或汽车生产集团中专 门生产客车的工厂。 如梅赛德斯 奔驰公司的曼海姆客车工厂、曼公司的萨尔茨吉特客车工厂、三菱公司的大江客 车工厂……实际上,这些工厂是属于该汽车集团的一部分,该类型客车工厂所生产的客车和客 车底盘所采用总成主要来 自本集团的产品,其生产规模较大、工艺设备先进,具有较强的产品 开发能力,产品性能优 良。该类客车厂除了生产客车外,亦生产客车底盘,供其它大客车工厂 选 用 。 第二类型客车厂:它与第一类型客车厂最大的不同是客车厂 由市场选购底盘各总成进 行客车底盘的设计和生产,其客车底盘除了本厂采用外,还向其它客车厂提供 。该类型客车厂 对市场具有较大的适应性,根据不同的使用条件、不同地区的汽车维修网络,可选用相适应的 总成 。由于 国外客车总成 良好 的配套条件 ,该类型客车工厂在 国外很多,规模很大,产 品优 良。 如德 国的尼奥普兰( 、比利时的范胡尔( 、英 国的 等 ,该类企业在我 国 客车行业 中所 占的比例还不够多,规模大的该类型客车厂有亚星、常州长江、上海客车厂等。 )第三类型客车厂:该类客车厂从市场选购客车底盘组织客车生产。实际上该厂仅仅进 行车身设计、车身生产和客车的总装配。该类工厂往往规模比较小,技术力量相对薄弱、工艺 装备较落后。该类厂最大的特点是机动灵活,车型多、服务周到,能够最大限度地满足市场需 求。由于国外 良好的配套条件,可在市场上选购性能十分优 良的底盘,因此该类型客车厂虽然 生产条件较差,但依靠科学的管理、丰富的经验仍能生产出十分优秀的客车产品,以其质量和 信誉赢得用户。一些特殊要求的车辆在大型客车厂流水线上生产有困难,往往 由这类工厂组 织生产,充分发挥小厂在生产、管理上灵活的长处。因此该类客车厂虽小,但在世界客车市场 上仍 占有一席之地,也不泛有世界著名的客车厂,如意大利的德西蒙、德国的恩斯特 欧维特 )等 。 第三节我 国客车制造工艺技术的发展 我 国客车制造工艺技术的发展历程 随着外国金融资本和产业资本大量涌入中国,西方工业革命成果相继进入 中国,城市公共 交通和公路运输 的客运车辆 由此在 中国发展起来。伴随客车运输业的发展,运输业 内的客车 维护、修理厂中逐步形成客车车身的翻新和制造能力,进而在货车底盘上改装简易客车,从此 在中国大地上出现了客车制造业的萌芽。新中国成立以后,随着国民经济的发展,我国的客车 制造业进入 了创建、发展 的新时期,尤其是改革开放 以来,客车工业进入 了高速发展 的新阶段。 从客车工业的发展来看,客车工业产生的基础是汽车修理业。长期以来在 “自给 自足”、 “自产 自用 ”的计划经济模式下,采取“修造并举 ”的方针,我 国客车制造业 的工艺技术在很长时 期 内打下了很深 的“修理业 ”烙 印。 世纪 年代客车生产多沿用汽车修理的工艺方法,采取单件生产、就车作业方式。工 厂内仅有少量的焊接、钣金和喷涂设备,其生产主要依靠工人的手工作业 。金属板材和型钢下 料以手工剪切、气割或在通用剪切机上完成;车身骨架构件和外壳覆盖件利用手工敲模成形; 采用手工除锈、手工涂刷防锈涂料的方法进行防锈处理;车身骨架和底架的组合是逐根地进行 焊接或铆接,车身外壳覆盖件与骨架的连接是采取铆接、气焊或板边咬合的方法;车身外涂装 均采用手工喷涂。 世纪 年代,客车工业在调整中得到进一步发展,客车产品纳入了国家机械产品计划 和归 口管理的轨道 。在这一时期,不但客车产 品技术水平稳步提高,产品品种及产量逐步增 加,而且进一步促进 了客车制造技术水平的提高。车身骨架构件成形逐步用冲压技术代替手 工作业;车身薄板件的连接广泛采用氧 乙炔焊,中厚板采用 电弧焊工艺,在少数工厂开始应用 接触焊和 气体保护焊;为了提高车身的防锈能力,少数工厂开始应用喷砂、喷丸或化学除 锈,但车身仍然是在露天或厂房 内打磨腻子、喷漆,并进行 自然干燥。 世纪 年代,随着第二汽车制造厂和其它一些汽车厂的建立投产,客车底盘的开发也 取得瞩 目的成绩,给客车工业的发展提供了良好的底盘条件 。在该时期,客车生产逐步与汽车 修理分离,还有一些工业企业调整为生产客车的工厂,从而一些生产客车的专业厂应运而生, 客车生产规模逐步扩大 ,工厂 的冲压、焊装、涂装、总装等生产工艺 ,都有不 同程度 的发展 。车 身零部件落料、冲压设备的配套逐步趋于完善,提高了机械化生产程度; 气体保护焊技术 得到普遍的推广应用,在薄板和构件的焊接 中基本淘汰了氧 乙炔焊和 电弧焊。采用组焊胎具 进行车身骨架的焊装,有的形成初具规模的车身焊装生产线,提高了车身的焊装精度;为了改 善车身的防腐性能,开始应用构件磷化工艺技术,并出现了构件表面处理生产线 (即除油一除 锈一磷化一浸漆一烘干)和客车涂装生产线。 改革开放以来,我国国民经济快速发展,人民生活水平不断提高,尤其是高速公路建设蓬 勃发展和城市现代化建设,对客运车辆提出了更多,更高的要求,为客车工业的发展提供了良 好 的市场条件 。改革开放又为客车行业创造 了“走 出去,请进来 ”、与 国外 同行进行技术交流 的 机遇,对国外客车生产技术有了进一步了解,找到了差距,学到了先进技术。在 国家统一领导 规划下,通过引进国外先进技术或与发达国家客车厂合资的方式对重点企业进行技术改造,使 我国客车工业有了飞速的发展,客车制造工艺技术亦取得了长足的进步,一些重点企业的生产 工艺技术达到了国外客车企业八十年代的水平,个别技术达到了国外的先进水平。 我 国客车制造工艺技术现状和发展 引进、消化、吸收 国外 的客车制造工艺技术,并通过工厂的技术改造,将这些 国外先进工艺 技术应用到我国的客车生产 中。 客车制造采用了流水线的生产方式,一般 由车身焊装线、车身涂装线、客车总装线和客车 检测线等四个主要生产流水线组成,有的企业还设有底盘装配生产线 。以车身制造工艺为中 心进行客车生产流水线的工序安排,将涂装完工的车身总成与底盘总成扣合连接 。不难看出, 这种工艺方案,使车身涂装质量得到保证,提高了客车车身的质量。 车身的顶盖、左右侧壁、前后围和底架分总成的组焊以及车身骨架的合装实现了胎具化, 它不但提高了焊装生产效率和车身焊装质量,而且对车身尺寸的变化具有一定的适应性;顶盖 分总成 的骨架、蒙皮 的焊装实现 了低位作业;现 已普遍应用 了 气体保护焊 ,单面双 点焊机 在蒙皮一骨架的连接中也得到了应用。根据生产规模不同,采用了电热、液压或机械式的张拉 蒙皮装置。由于焊装胎具和其它新装备、新工艺的应用,提高了车身焊装的生产效率,减轻工 人的劳动强度,并大大提高了焊装 白车身的质量。 根据我国客车打磨腻子工作量大、工位多、生产周期长的特点,涂装工位采用并列式的布 置,将产生粉尘的打磨腻子工位集中布置在厂房的一侧,与清洁度要求高的中涂、面涂及其烘 干工位保持一定的距离,而 中涂(或面涂 )的喷漆室与烘干室常常采用贯通式布置,进一步保证 了喷涂对清洁环境的要求。在一些客车厂采用了客车车身整体浸渍式漆前预处理或整体喷淋 式磷化处理工艺,两种工艺方法都取得了良好的效果。在车身涂装生产线上还采用了水旋式 喷漆室,对流式烘干室,移动龙 门式 自动喷涂机,防震 隔热胶喷涂装置等先进设备。 客车总装线首先用专用车身吊装装置将涂装完工的车身总成与底盘总成扣合、连接,在客 车的内外饰安装中,广泛采用高效的电动、气动工具和升降工作台,便于工人操作和适应多品 种客车 的生产。 为了保证客车出厂的质量,客车厂一般都建立汽车 自动检测线,对总装完工的客车速度 表、侧滑 以及前轮定位角、轴重、嗽叭声级、制动力等项 目进行 的检测,检测结果通过显 示器显示,并将检测结果储存和直接打印出检测报告。在厂区通常还建有进行车身淋雨密封 性检测的淋雨试验台;有的企业为了加强对产品出厂装配质量的检验,在厂区内建有专用的封 闭式汽车试车跑道 ,该试车跑道 由扭 曲路、搓板路、弯路、振动路等路段组成。 车身或客车在生产流水线上 的移动有地面牵 引链、板式输送机、滚床 滑橇输送装置等 ,而 车身、客车 的横移常常是采用光 电对轨的平板转移车或板式输送机 。在流水生产线上配备了 相应 的起重运输设备,如小型平衡 吊、单轨 电动葫芦、天车等。 车身组合的整体质量取决于焊装,而合格的冲压件是焊装的基础 。为此,一些客车厂在冲 压工艺上投入大量资金,配置 了大型冲压设备和数控冲压设备,以保证客车的质量和对产品多 样性的适应 。板材下料 由常规的剪板机,快速 曲线剪切机到应用等离子切割机、数控激光切割 机、数控冲切机、开卷校平剪切机组等完成,采用矩形管切割机、数控弯管机进行矩形冷弯型钢 的切割成形。一些客车厂装备的下料机械 已达到国外客车厂的先进水平 。 车身构件和覆盖件的冲压成形,除了采用钢制模具外,大型覆盖件一般采用低熔点合金模 具或中熔点合金模具,进行整体或分段冲压成形。冲压车间除了配置 了 的大型压力 机外,有的还装备了大台面的双动薄板拉伸压力机,以提高冲压质量。 自“七五 ”技改 以来 ,客车企业在工厂建设 中既注意到新技术、新工艺、新装备、新材料 的应 用 ,又十分重视消防、职业安全卫生、环境保护等方面 的要求 。尽量采用少毒和无毒 的工艺,对 那些不可避免产生 的废气、废水、废渣、噪声等污染均采取 了治理措施,从而使现在 的客车工厂 的公害治理工作,达到了 目前国家和地方的环保要求。 采用联合厂房,将车身焊装、车身涂装及客车总装布置在一个整体式厂房内,使其客车制 造过程的工艺路线便捷,有利组织客车生产 。在其厂房建筑结构上采用全钢结构,不但通风采 光好 ,造型美观 ,而且实现 了大跨度,满足 了大客车生产 的需要。 客车工业的迅速发展,也带动了焊装、涂装等工艺装备技术的发展,促进了工艺装备的专 业化生产。工艺装备的专业生产厂的建立和发展,提高了客车工厂工艺装备的国内配套能力, 亦有利于专用工艺设备技术水平的提高,为我国客车工业的未来发展打下 良好的基础。 为 了生产用户满 意 的产 品,客车生产企业越来越重视质量管理工作 ,全面贯彻执行 系列标准,结合本企业的实际情况,设计和建立适合本企业的质量管理体系。在贯彻 执行“ 汽车整车产品质量检验评定方法”标准的基础上,个别企业还引用了国 际上通用一种评价产品质量方法,即奥迪特( )评分法。产品奥迪特评分法 旨在核查和改 善产品质量,使用户对产品满意。 面对 国外客车制造工艺技术不断发展和我国客车制造工艺技术 的现状 ,我们必须 以技术 进步为核心,以推进企业技术创新能力为动力,努力把我国客车制造工艺技术达到国外的先进 水平,以满足我国客运市场和客车工业迅速发展的需求,进而参与加入 后 日益加剧 的市 场竞争。 为此,采取主要措施如下: 应用计算机集成制造系统( 改造传统的客车工业。 为了提高企业的市场竞争能力,必须采用先进的管理方式和科学技术 。计算机集成制造 系统( 就是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术等有机结合,借助 于计算机系统,对产 品经营、生产管理、制造研究开发等企业活动进行有机集成 ,并优化运行, 建立一个提高制造企业对市场竞争具有快速应变能力的综合性 自动系统。 建立计算机集成制造系统 ,必须有计算机(软、硬件 )资源 的支撑 。为 了保证 的实施 和正常运行,还必须进行企业管理的组织机构建设、管理程序的完善和提高企业人员素质的工 作 。 提高冲压件的表面质量和尺寸精度,确保稳定的冲压零部件质量。 虽然很多厂家 已装备了大台面的双动压力机,但覆盖件 的拉伸成形冲模的技术水平还不 高,直接影响了覆盖件 的冲压质量,致使焊装 的白车身普遍存在棱条、筋条不清晰,曲面过渡不 平顺和质量不稳定的问题 。为此,必须加快提高客车行业 的模具设计、制造和调试的技术水 平。矩形钢管材料普遍存在扭曲、表面不平整的问题,致使焊装的车身骨架总成的平整度还不 够高,影响了白车身的外观质量,因此对提高矩形钢管的质量必须给予足够的重视,必要时对 异形钢管材料进行校正。 进一步提高车身焊装线的技术水平。 低位作业在顶盖总成焊装中应用 的基础上 ,将该技术进一步应用前围、后 围总成的焊装 上,在低位的专用胎具上实现蒙皮与前 (后)围骨架的焊接。低位作业工艺性好,焊装质量高, 可减少焊装流水线的工作量,并保证其流水线的稳定生产 。进一步推广应用 电阻点焊,减少焊 接变形,加强对焊缝、焊点的修磨,以确保 白车身的外观质量,减少腻子的用量和打磨工作量。 为了提高客车产品的市场应变能力,要进一步提高车身焊装线的柔性,使更多品种的车身能在 同一条生产线上进行焊装。 改善和提高车身涂装工艺技术水平,进而提高车身的防腐能力和装饰水平。 进一步总结经验,改善和提高车身的漆前处理工艺技术,在有条件的企业推广应用 白车身 的整体喷淋磷化工艺或全浸式车身磷化工艺和车身总成的电泳底漆;加强涂装工艺管理,严格 实施工艺规范,确保涂装质量的稳定。 进一步提高总装配的技术水平和客车装配质量。 在总装配线附近设置相应的预装工位 ( ,就是将很多部件在总装配线 之外先进行预装配 ,使之成为整体(如仪表板、乘客 门等 ),作为总装配线上装配操作 的准备,操 作人员可以在预装工位用机械化或 自动化机械进行装配,既可改善工人的劳动条件,又可 以提 高劳动生产效率。通过在预装过程中的检查,消除了在总装配线上可能出现故障的隐患,运用 计算机技术,对装配生产调度过程和存、取零部件信息进行处理,对众多的材料流进行精确的 组织,以保证装配流水线的正常生产,有助于把总装配流水线建成一个能进行多品种生产的柔 性系统。 )积极开发和应用非金属材料 。 为 了减轻客车 自重,提高乘坐安全性、舒适性和客车 的装饰水平 ,应积极采用塑料件 ,增加 其数量和品种。塑料除了应用在仪表板、内饰板上作为内装饰软化件外,亦可用于制造水箱面 罩、前后保 险杠、发动机罩、侧仓 门等零部件 。特别是将玻璃钢应用在客车车身上 ,不但 能够减 轻车身重量,还可 以减少工装模具费用,缩短生产准备周期,适用于客车多品种、少批量 的生产 特 点。 在提高塑料及其制件质量的同时,应制定相应的制件标准和检测规范,以正确进行塑料制 件性能检测和质量评定 第二章冲压与车身零部件制造技术 第一节冲压工艺概述 概 述 冲压工艺的特点 冲压工艺是一种先进的金属加工方法,它是建立在金属塑性变形基础上,在常温条件下利 用模具和冲压设备对板料施加压力,使板料产生塑性变形或分离,从而获得具有一定形状、尺 寸和性能的零件。冲压工艺在工业各个领域中得到广泛的应用。客车车身是由覆盖件、结构 件等组焊而成的全金属薄壳结构,车身本体的零件基本是冲压工艺生产出来的,客车车身对其 冲压件的尺寸精度和表面质量的要求高,只有合格的冲压件才能焊装出合格的白车身,因此冲 压件的质量是客车车身制造质量的基础,冲压技术是客车车身制造中的关键技术之一。总之, 冲压技术对客车的产品质量、生产效率和生产成本都有着重要的影响。 客车的冲压件具有尺寸大、形状复杂、配合精度要求高和外观质量要求高的特点,对其生 产所用 的材料、模具和设备都有较高的要求,对于不 同的零件、不 同的工艺特点,所用 的材料、 模具和设备都有所不同。 冲压与其它金属加工方法相比,具有下述的特点: 生产率高,而且操作简便,易实现机械化与 自动化。 车身零件的尺寸精度是由模具保证的,所以质量稳定,一般不需要切削加工便可用于 装配。 利用冲压工艺方法可以获得其他金属加工方法所不能或难以加工的、形状复杂的零件。 冲压加工一般不需加热毛坯,也不像切削加工那样切除大量金属,所 以它不但节能,而 且材料利用率高。冲压工艺能获得刚度大、强度高而重量轻的零件,适合于进行客车车身零件 的加工。 冲压所用原材料为轧制板料或带料,在冲压过程中材料表面一般不受破坏,所以冲压 零件的表面质量较好,为后续表面处理工序(如涂装 )提供了方便条件。 冲压工序的分类 由于冲压加工零件 的形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等 的不 同,其冲压方法 多种多样,但冲压工序按加工性质的不同,可以分为两大类型:分离工序和成形工序。分离工 序是将冲压件或毛坯在冲压过程中沿一定的轮廓相互分离,其冲压零件的分离断面要满足一 定的断面质量要求;板料在不破坏的情况下产生塑性变形,获得所需求的形状及尺寸的工序叫 做成形工序。 车身制造中常用分离工序见表 ,常见的成形工序见表 冲压最常用 的四个基本工序为:冲裁、弯 曲、拉深、成形。 车身制造工艺 中常用 的分离工序 表 车身制造工艺 中常用 的成形工序 表 客车覆盖件 的冲压 工 艺 客车覆盖件的特点 客车车身覆盖件是指覆盖发动机、底盘等 ,构成车身(包括驾驶员 门、乘客 门、行李仓 门等 ) 的表面零件 。它包括外覆盖件和 内覆盖件。 客车覆盖件通常采用冷轧钢板冲压而成。但它与一般冲压件相 比,具有形状复杂 (多为空 间曲面 )、轮廓尺寸大、材料薄、表面质量要求高等特 点。因此 ,客车覆盖件 的冲压工艺,是板料 冲压技术难度大的工艺。 客车覆盖件的技术要求 ( 表面质量好 覆盖件表面不许有裂纹、皱纹、划伤、压痕、凸凹不平及其它破坏表面质量 的缺 陷。覆盖件 表面上的筋线要求清晰、平直,曲面应圆滑、过渡均匀。覆盖件表面上的一些微小的缺陷就会 在涂漆之后引起的光的漫反射,从而影响外观质量。 尺寸和形状应符合覆盖件零件 图和车身总图的要求 客车覆盖件 由于形状复杂,用一般的平面图无法准确表达,因此客车覆盖件的尺寸和形状 标注是由主模型、零件 图纸、工艺模型来互相补充、互相注明来完成。客车覆盖件的图纸是在 客车坐标系 中表示其投影 的形状和主要尺寸,而不表示出零件的主要尺寸 。客车覆盖件 的外 形尺寸及孔、窗洞、局部鼓包(小前顶 )和其它类似部分的形状、尺寸则必须依赖主模型确定,主 模型是汽车覆盖件成形模具、焊装夹具和检验夹具的制造标准,它是确定各个零件的成形工 艺,设计和制造成形模具、检验成形模具是否合格的依据。所以,覆盖件的尺寸和形状应与模 具和经过焊装合件匹配过的样件相吻合。覆盖件形状复杂而尺寸大,其形状和尺寸的精确性, 直接影响车身的装配精度和造型美观 。 良好的刚性 覆盖件应具有 良好的刚性,以防止客车行驶过程中产生振响和早期损坏 。因此,在覆盖件 成形过程中应有足够的变形。在拉深过程 中,往往 由于材料的塑性不好,造成覆盖件的局部缺 陷,如变薄、起皱等现象。导致客车覆盖件 的早期损坏 ,这些情况多出现在拉深度 比较大、圆角 比较小的部位上。 良好的工艺性 覆盖件的设计结构应具有 良好的冲压工艺性能,能最经济、最安全、最稳定地获得高质量 产品的可能性。覆盖件还应有 良好的焊接工艺性能。 客车覆盖件的分类 根据形状复杂程度、变形大小和特点,覆盖件可分为三类:浅拉深件、一般拉深件和复杂拉 深件 。各类客车覆盖件 的变形特点见表 覆盖件的分类 表 续上表 分类 零 件 外 形 特 征 拉 深 变 形 特 点 拉深深度较深( 拉深表面主要靠压料面下的毛坯 向内补充而拉深成形 外形较复杂 变形、应力 比较均匀 ,成形表面塑性变形程度较大 ,但应力 尚 平 的或基本平 的底或是大 曲率半径 的 小于 外凸形底 只要材料合格或模具技术状态 良好,一般不会破裂 拉深表面既靠压面料下的材料补充,又靠 内部表面材料延伸 拉深深度较深 而拉深成形 外形较复杂又不对称 )制件各处应力、变形很不均匀 ,大部分 区域 已充分塑性变形 , 有外凸或 内凹的底 ,或是大台阶形底 且应力已临近 ,个别区域 尚有变形不足 的状态 若材料不合格或压料力调整不当,容易出废品 客车覆盖件的冲压工艺 客车覆盖件 的冲压工序 客车覆盖件 的冲压工艺,通常都是 由拉深、修边、翻边三个基本工序组成 ,有 的还需要落料 或冲孔。有时根据需要和可能可以将一些工序合并,如修边冲孔、修边翻边等。 落料工序是为了获得拉深工序所需的毛坯。 拉深工艺是覆盖件冲压的关键工序,覆盖件的形状大部分是 由拉深工序形成的。 修边工序是为了切除拉深件的工艺补充部分 。这工艺补充部分只是拉深工序的需要,因 此完成拉深后将其切掉。 翻边工序是在修边工序之后,使覆盖件边缘的竖边成形。 冲孔工序是加工覆盖件的孔洞。冲孔工序一般在拉深工序之后 ,以免孔洞破坏拉深时的 均匀应力状态,避免孔洞在拉深时变形。 对于一个具体的客车覆盖件来说,要确定其冲压工艺,必须具体分析该覆盖件的形状、尺 寸、结构、材料和技术要求 ,并结合生产纲领和生产条件进行确定。 客车覆盖件的拉深成形工艺的设计原则 拉深工序是制造覆盖件 的关键,它直接影响产 品质量、材料利用率、生产效率和制造成本。 因此,覆盖件的拉深工艺设计是覆盖件生产过程中十分重要的阶段,其拉深成形工艺必须遵循 以下原则: 尽可能用一道工序成形出覆盖件形状,因为二次成形会造成定位困难,发生成形不完 整 的情况,影响表面质量 。 覆盖件的成形深度应尽可能均匀平缓,使各处的变形程度趋于一致。 拉深表面较为平坦 的覆盖件,应适当设置拉延筋和拉深槛,和设计合适 的压料面,以调 整各个部位材料 的变形流动情况。 覆盖件主要结构面上往往有急剧变化 的凸凹曲面和较深 的鼓包等局部形状 。在形状 设计时应尽可能满足合理成形的条件要求。在确定成形工艺时,可以通过加大过渡区、过渡圆 角、切 口等方法改善材料的流动和补充条件。 覆盖件上的焊接面不允许有皱折等质量 问题,对于不规则的形状只能考虑用拉深成形 出焊接面。 覆盖件成形压料面的设计形状应使材料不发生皱折、翘 曲等质量 问题,保证压料面材 料变形流动顺利,同时,压料面的形状还应保证坯料定位的稳定性、可靠性、 安全性和可操作 性,并且力求压料废边最小。 覆盖件在成形后,一般还进行翻边、修边等工序, 在进行主成形工序时的坯料形状和尺 寸应充分考虑,为其后翻边、 修边等工序提供 良好的工艺条件,包括材料变形条件,模具结构、 零件定位、送料、取件等 。 坯料 的送进和取 出应确保安全、方便,当成形模具的内表面与坯料发生干涉时,应尽可 能在模具 内设置导向装置 。 覆盖件坯料的定位装置要简便易行,在成形工序设计时必须为后道工序创造 良好的定 位形式。确保 已成形的表面不被损伤,并使成形零件得到令人满意的效果。 表 、表 列 出客车覆盖件 的冲压工艺实例 。 前挡风蒙皮的冲压工艺 表 驾驶 门内蒙皮 的冲压工艺 表 车架 纵梁 与横梁 的冲压 工艺 车架纵梁冲压工艺 纵梁是构成车架总成 的主要零件 ,也是客车 的最大冲压件 。纵梁冲压通常包括落料、冲孔 和成形工序。由于纵梁属于尺寸长、材料又较厚、强度又高的冲压件,需要大的金属模具和大 型压力机,因此在大批量生产中,车架纵梁采用中厚钢板,利用金属模具,在大型压力机上依 次完成落料、冲孔、成形的生产方法。该生产方式质量比较稳定、生产效率高,易于实现机械 化 。 客车生产规模一般较小,其纵梁冲压工艺通常采用一些较简单的方法。 纵梁的下料 下料是冲压件加工 的第一道工序 ,它是根据要求将 原材料加工成毛坯 。纵梁 下料可 采用剪板机 的剪切 、丙烷切割机 、等离子切割机和激光切割机 的切割等方法 。其 中剪板 机是通用 的下料设备,它使用方便 、送料简单 、剪切速度快、精度高,它能剪切较 宽的板 料 。 丙烷切割、等离子切割亦在客车生产中得到应用 ,尤其是数控的等离子切割机,可 以极 大的提高切割质量和生产效率 。但丙烷、等离子切割的缺陷是切 口质量有时不能令人满意, 都使切 口区域产生热影响区,使强度和延伸率都产生变化,使成形工序纵向翘 曲回弹变大, 使下道工序无法钻孔装配,所 以必须消除热影响区域。而激光切割机可 以弥补上述不足,但 由于设备成本等方面 的原 因, 目前激光切割机主要应用在大批量 的小厚度钢板 的加工方 面 。 )纵梁的冲孔 为了在纵梁上连接各种支架,在纵梁腹板上有很多 的孔 。冲孔工序经常 是采用液压机和冲模完成。在小批量生产中常采用钻模在钻床上进行加工;有 的应用数控冲 床进行冲孔 ,该方法不但生产效率高、冲孔质量好,而且能适应多品种生产 。 纵梁的成形 成形工序是车架纵梁冲压生产 中的关键工艺 。小批量生产的纵梁成形,一般用 压力机进行分段压弯成形,通常分三段或四段成形,这种成形方法生产效率低、劳动 强度大、质量也不能令人满意,在分段处的翼面上有波纹、腹板平度和圆角都不太理想。第二 种方法是采用多个 或 单缸 液压机 ,通过 多组框架结构构成一个整体 的 或 压力机 ,通过整体 的大滑块 向下运动 ,从而生产 出质量很好 的纵梁 ,其生 产效率较高,能达到中批量生产的需要。第三种方法对于等截面纵梁,可用折边机进行折弯成 形,尤其是三段式车架 的前、后部分长度较短的纵梁成形,但该方法不能保证折边 的圆角大小。 此外,在过去在一些企业还 曾应用滚压冷弯成形法生产纵梁,但质量不太好,该成形方法现已 很少应用。 车架横梁冲压工艺 车架横梁虽然尺寸较纵梁小得多,但横梁的形状、结构多种多样,且比较复杂。根据生产 规模、结构形状来确定横梁 的冲压工艺。 对一般“ ”形直横梁 ,可 由剪板机剪切下料 ,以保证 宽度尺寸,然后用模具修两端边并冲 孔,再成形。也可在折板机上折弯成形。较复杂拱形横梁,一般都是先落料、冲工艺孔,再成 形 ,最后用楔模冲孔 。压力机 多选用 冲压模具在客车生产中的应用 冲压模具生产周期长、设计与制造难度大、成本高,对于生产批量相对较小、品种多的客车 生产而言,给钢制的冲压模具在客车生产中的应用带来一定困难 。客车市场竞争的加剧,产品 要求改型快,对冲压模具提 出了制造周期短、结构简单、易于制造、生产成本低 的要求 。锌合金 模和低熔点合金模技术满足 了这一需求。 锌合金模 锌基合金是 以锌为基体 ,加入少量铜、铝和微量 的镁 。 锌基合金的物理性能见表 ,机械性能见表 锌 基 合 金 物 理 性 能 表 锌基合金机械性能 表 锌基合金具有 良好的工艺性能: 铸造性 能:熔点低、流动性好 。 切 削加工性 能:具有 良好 的切 削加工性 能,车、铣、刨、钻、铲刮、锉及磨 皆可 。 可焊性:用锌基合金做焊条 ,气焊和氩弧焊均可,均呈 良好 的焊接性能。 锌基合金拉深模 的制造方法分石 膏模 型浇注 、样件制模 、砂型制模及金属制模等各 种形式,对于尺寸较小的零件通常采用石膏模型浇注 ,对尺寸较大的零件通常采用样件浇 注 。 由于锌合金有冷缩性,要采取一些技术措施控制冷却速度的一致性,防止模具的变形甚至 开裂 。 铸模精度和光洁度一般都较高,形(腔 )面不再需要机械加工,只需打光 即可;稍有变形可 采取粗铲修整和精修打光的方法修整;对局部缩孔的缺陷,可采用锌基合金焊条焊接,并进行 打磨修整。 由于锌合金铸造的方法制造拉深模十分简便,易加工,故适应客车的生产。 低熔点合金模 低熔点合金模是用熔点低的金属合金 ,采用铸造的方法制造冲模 。常用的低熔点合金有 铋基合金和锡基合金。铋基合金的熔点一般只有 ,熔化后流动性好 ,具有 良好 的 铸造性能,冷凝时体积膨胀 。 低熔点合金模 的最大特点是 凸、凹模可 以通过铸模 同时形成,铸模后,凸、凹模之间的间隙 均匀,使用时不需调整。 世纪 年代,国外出现了低熔点压力机,把低熔点合金模的铸模 成形与压力机组合起来,成为一种专用设备,该设备不仅具有压力机相同的机械部分和液压传 递部分,而且还有合金熔池及其加热、冷却系统,低熔点压力机 自身可完成合金的迅速熔化和 冷却,形成凸凹模以及冲压件的生产。 低熔点合金模具有制造工艺简单、周期短、成本低、铸模材料可反复使用的特点。但 由于 该模具使用寿命短,低熔点合金模适用于小批量、多品种生产 。 低熔点合金模具铸造工艺有 自铸模和浇铸模两种。 在熔箱内把合金熔化,浸放样件及凸模连接板,待合金冷却后分模,样件将合金隔成凸凹 模,该铸模工艺称为 自铸模,如 图 所示 。 浇铸模工艺如图 所示 。首先把样件和其它零件预先安装并调整好位置 ,将熔化合 金浇入形腔 内,合金冷却后分模 ,样件将合金分 隔成 凸、凹模 ,这种铸模工艺称为浇铸 模 。 自铸模和浇铸模均可在压力机上或其它地方完成铸造。 由于低熔点合金强度比较低,采用调质钢制的凸模板、凹模板、压料板可提高模板的使用 寿命 。因此 ,在铸模前必须准备好 凸模板、凹模板、压料板和 凸模连接 的螺栓 ,并将它们和合格 的样件 并放入熔箱 内,如 图 所示。为了合金的流通,样件上要适量钻出 的工艺孔。 图 自铸模工艺示意图 图 浇铸模工艺示意 图 图 调质钢件在低熔点合金模具中的应用 第二节客车车身检验样板的制作 在客车制造过程 中,我们经常使用各种各样的样板,其中用于检验车身及其零部件尺寸和 形状的一类样板,称为车身检验样板。 检验样板 的作用和要求 客车车身的外形及其零部件大都是空间曲线、曲面,形状也很复杂 ,在制造过程 中,为 了控 制和检测车身的外形和零部件与 图纸吻合情况 ,需要一些相应的检验样板来检验 。例如侧 围 立柱弧度样板用于检测制造好的立柱外形弧度是否符合图纸设计要求;对于一些具有装配关 系的零部件,需要一些相应的样板对这些部件在制造过程中进行必要的尺寸和形状的控制,以 保证能够顺利地装配,例如要保证按设计要求制造前风窗玻璃并能顺利地装配,需要前风窗玻 璃检验样板、前风窗止 口轮廓度和贴合度的检验样板等。 总之,在客车制造过程中,检验样板起着重要的作用,它是联系设计 图样与车身实体之间 的桥梁,是验证车身尺寸及形状准确性的一种工具。 检验样板是一种 自制的专用检具,对检验样板一般有如下几点要求: 具有正确性。检验样板是用来检验产品尺寸和形状的正确性的,首先要做到的就是正 确性,否则就失去了存在的价值。 )具有较高的精度。样板的线轮廓公差一般控制在工件线轮廓公差的 具有较好的刚性。刚性不好的样板在检验时发生变形,将直接影响检测精度。 )具有较好的耐磨性。样板需要多次反复使用,如果很容易磨损,将造成样板过早地报废。 具有较小的重量,以减轻工人的劳动强度。 结构合理,方便使用。 检验样板 的设计和制作方法 车身检验样板按结构形式可分为二类:平面样板和立体样板。一些简单的构件,一般使用 平面样板就能满足要求,客车车身制造所需的平面样板一般有:车身纵向弧度检验样板,车身 前、后、侧 围外形弧度样板 ,侧 围立柱外形弧度样板 ,前、后风窗下横梁外形弧度样板、顶盖横梁 外形弧度样板,驾驶员门框样板,侧窗框样板等。一些具有空间曲线形状复杂的构件和一些具 有装配关系的部件,就必须使用立体样板(实际生产 中我们也称立体样板为模 ),客车车身制造 所 需立体样板一般有:前、后风窗玻璃 的检验模 ,前、后风窗玻璃止 口贴合 的检验模 ,风窗立柱 形状的检验模等。下面以实例说明平面样板及立体样板的设计和制作。 平面样板的设计和制作 平面样板设计时,结构应尽可能简单,保证使用即可。平面样板的结构通常有如下几种: 样板仅一侧有特征 曲线且长度适中,则直接用带有特征 曲线的板折边,如侧 围立柱外 形弧度样板。 样板两侧和四周有特征 曲线且体积较大,则用加强筋与带有特征 曲线的板连成一个整 体 ,如驾驶员 门框样板。 平面样板 的特征 曲线一般可通过几何作图法和解析计算法得 出,有了特征 曲线就可 以制 作样板 ,制作时一般先制作校对样板(也称 凸样板 ),然后再制作检验样板(也称 凹样板 ),校对 样板用于检验所制作的检验样板的正确性。 平面样板制作分手工划线剪切和激光切割两种。手工划线剪切制作样板操作简便,不需计算 切点位置,计算工作量少,但制作样板精度不高,可用于试制或小批量客车生产。激光切割机制作 样板,样板切缝细,制作精度高,且切割速度快,效率高,被广泛应用于客车样板的制作。 手工划线剪切与激光切割这两种方法对样板 曲线放样要求不一样 ,对于大圆弧与小圆弧 过渡手工切割可直接在钢板上划线,画弧作出曲线形状。而用激光切割,就必须给出大圆弧与 小圆弧的切点,即各个 曲线之间分界点。下面分别举例说明。 手工划线剪切法制作样板 如图 所示是客车后围横向截面曲线图 (左右对称) 段是半径为 的大圆弧, 是 一段斜线,两 曲线之间用半径 的小圆弧过渡 。已知半径 点坐标( )及 点坐标 ,作出曲线 过 点作平行于 轴的基线 ,并截取 )则 将 代入式 可分别求出 ,有 了 及 值就可 以作出曲线 。根 据 点坐标,可作 出直线 ;由圆规可作出小圆弧 分别与 大圆弧 相切及与直线 相切 。假设切点为 ,这样 曲线 就可 以作 出。用划针在 钢板上划出这段曲线,再用手剪沿线下料,这段曲线样板即制作好。 用激光切割机制作样板 图 所示是客车后 围横 向截面 曲线 图。 段可能有三种情况 ,第一种是与 轴平行 的一条直线;第二种与 轴成 角斜线;第三种是一段圆弧。现 以 段为 圆弧,用形体 曲线 计算放样法来计算 曲线 上特性点。 图 后 围横 向截面 曲线 图 图 后围横向截面 曲线图 已知: 及端点 求解 线上 的特性点,切 点 ,切点 解:根 据题 意 ,必须求 出 ,才能求得 线上所 需特性点。 )求 。设 ,则 解方程组得 所以 只取正值 ,符合题意。 在三角形 中, )求切 点 , )求切 点 , 知道 点、 点坐标就可以用激光切割机切割出这段曲线样板。 圆弧 由 点( 圆弧 由 , 点( 圆弧 由 ) 点( 所 以将三段 圆弧半径 ,以及各段 圆弧起始点输人程序 中,就可 以制作 曲线样板。 立体样板的设计和制作 立体样板的设计结构比较复杂,且根据其作用而不同,立体样板的制作前一般需要先制作 一些相关的平面样板和复合样板,下面以实例说明。 风窗玻璃检验模 的设计与制作 风窗玻璃是客车生产中的关键零件之一,玻璃曲面的构造往往比较复杂,为了保证玻璃的 装配精度,必须对玻璃 的边界尺寸及形状加 以严格控制。对玻璃的检验一般采用立检的形式 (玻璃 的工作状态 ),将玻璃 的内表面确定为检验表面 。因此 ,玻璃检验模为 凸模 ,其基本结构 如图 所示,图中阴影部分为玻璃检验模的工作部分。 玻璃检验模与玻璃的检验关系如图 所示 。 图 玻璃检验关系 玻璃 内表面; 玻璃检验 模; 玻璃外表面; 风窗 图 玻璃检验模 玻璃 玻璃检验模 的制作过程如下: 边界曲线样板制作→样板在平台上组合 模体分段构件制作→框架配料组焊 模体定位 组焊 划线 打磨→检验、修整。 边界曲线样板 的制作 边界曲线样板是样板体成形的基准,是联系设计图纸与实物模型的途径。因此,边界曲线 样板的制作精度要求很高,其 曲线部分应最大限度地与图样设计吻合。 边界曲线样板的尺寸来源是风窗玻璃的图纸,由于检验模是检验玻璃的内表面,而风窗玻 璃图纸一般只给出外表面的边界尺寸,因此在样板制作之前要换算出风窗玻璃 内表面边界,换 算过程一般将风窗玻璃做等厚处理,风窗玻璃边界沿外 曲线法 向切 口。 一般情况下,检验模 的制作 需要六套辅助样板,对照图 它们分别是: 曲线样板。 曲线样板。 曲线样板(与 曲线左右对称 )。 曲线样板。 ⑤ 断面 曲线样板(反 映风窗玻璃 内表面该位置处断面 曲线 )。 横 向断面 曲线样板(反映玻璃 内表面横 向断面 曲线 )。 其 中, 均为空间曲线的复合样板。 下面 以 曲线样板为例介绍一下复合样板的制作,如图 所示 。 首先, 空间曲线分解成 面和 面两平面 曲线,根据组合需要,选择 面 内的曲线 为外形控制线, 沿 线展开 。图 外形控制平面样板。将其分割成 段 ,每 段距离 (可将 统一取值,一般 或 ,根据 图纸尺寸量取相应点的 值得一系列 点,用 曲线尺将每点连接获得一光滑 曲线,即 线,沿此线剪开即可获外形控制样板(平面 样 板 )。接 下 来 计 算 线上各段弧长 。将 引发到展开样板基准线上 ,划 出相应坐标 线 ,图 )所 示 。在 相应坐标 线上量 取 值获得一系列点,再将这些点光滑连接即得 线,沿此线剪开可得沿 线展开 的样板(平面样板 最后,将两块平面样板按坐标线一一 对应组合,最终制成 线的复合样板,如 图 )所示 。 样板制作完成后,要求所有坐标刻度线在样板上保留,左右对称的样板制作应以其中一块 为基准,另一块与其复制,以防止对称性误差。 样板在平 台上组合 图 空间曲线复合样板 边界曲线样板制作完成后,按相应的位置在工作平台上组合,围成检验模模体的边界,图 所示 。 在组合过程 中要保证周边 四块样板 的顶点 两两之 间的高度一致(即 ,并左右对称,使其围成封闭曲线。另外,应确保每块样板与平台表面垂直,这一点是 保证 曲线不走形的必要条件。 )框架组焊 框架一般是空间梯形的格栅结构,采用矩形钢管组焊而成 (见图 。为 便 于 制 作 ,框 架 四角不应超出样板组合的范围,另外框架应制成左右对称的形状,组焊后应进行一段时间的时 效处理,以尽可能释放出焊接引起的残余 内应力。 )模体 的制作 首先按照各段 曲线样板分段制作模体构件 。构件的成形一般采用冷作方法 ,在冷作过程 中要使构件 曲线流畅,不得有尖点出现 。另外工作表面应减少锤击,以防止影响工作表面质 量 。构件制作成形后 ,截去两端多余部分,按相应位置放于样板组合框 内,与样板 曲线啮合 ,然 后将其用短支撑固定在框架上,由于模体部分一般采用角钢制作,因此在模体固定时,一方面 要保证边沿 曲线与样板吻合,另一方面要控制角钢型材断面 的走 向,如 图 所示 。 图 样板在平台上组合 图 检验模的焊接结构 边界 曲线样板; 工作平台 边 界样 板; 模体; 支撑 施焊位置 框架 一般情况下,组焊时焊接位置的选取应尽可能减少焊接变形。如图 所示焊接位置较 为理想,焊接件之间也应尽量贴合,减小间隙。组焊后整个样板体要经过一段时间的时效处 理 ,方可进行修磨、整形。 )划线整形 由于边界 曲线样板的变形以及模体制作误差的存在,经组焊后的检验样板与理论状态还 存在一定的偏差,因此要对组焊后的样板边界按理论尺寸进行规范,使之最大限度地接近理想 状态。常用的方法是划线一修磨一检验。 ①划线 首先要确定划线基准。根据基准确定的原则,一般选取平面曲线作为基准。在检验模上, 最理想的基准线是 线(图 。基准线 的形状 及尺寸精度要求较高,因此应先检查 线 的平面 度、所在平面与平台的垂直度以及与样板 曲线的贴 合度 。达到精度要求后将 曲线样板与模体 边沿贴合,并适当夹紧,将边界样板上的坐标刻度 线引发到 模体面上 ,找 出对称 中心点,即图 中 点,根据垂直平分的道理找到 线的中心对 称 点,即图 中 点,连接 便是模体对称 中 心线。将 曲线样板 中心线与模体 的 线 对 准,使边界样板与模体 边沿贴合,把样板上的 坐标刻度线引到 模体面上,这样便确定了模体 上下沿坐标刻度 的对应关系 。采用 同样方法将两 侧样板与相应的模体边沿贴合,划出相应的坐标刻 度线 。此时模体周边基本处于 网络坐标 中,如 图 图 划线 所 示 。 按理论几何关系尺寸计算出 的值及 值 ,便可在 横面 上的刻度线上重新找到一系列新点,如图 所示 。将这些点光滑连接起来成为一条新 曲 线。同理在横 向断面 曲线样本上分别量取 …数值制成刻度,将样板中心 与检验模 线重合,相应地在模面 边沿确定新的点,并连接新的曲线。 ②修磨 上述方法新划 出的线条是符合理论尺寸的,因而新线条代表精确的模体边界。将多余的 边料(图 )阴影部分 )用砂轮磨去。 ③检验 新的检验模体轮廓打磨出来后,还需对照样板检验模体是否准确,对不准确部分进行适当 修正,保证样体与边界曲线样板之间的间隙应小于 ,这样风窗玻璃检验模便可交付使 用 了。 风窗玻璃检验模制作过程 中应注意事项: ①边界 曲线样板要求精确 ,并有一定的刚性(特别是复合样板 )。 ②减少焊接变形可大大提高劳动效率。 ③模体组焊时,为考虑下面的修磨,周边应适当放 出 的修磨余量。 ④理论尺寸量取时应左右对称量取。 风窗止 口检验模的设计与制作 为保证风窗玻璃的装配,除了对风窗玻璃边界进行控制外,还应对风窗止 口给予控制,风 窗止 口检验模是风窗框架止 口组焊时必不可少的模具,为了风窗框架止 口与风窗玻璃配合的 统一性,风窗框架止 口检验模要 以玻璃检验模为基准进行制作。 设计风窗止 口检验样板时,首先要根据风窗玻璃与蒙皮的连接方式来确定止 口检验模的 检查方法。下面就前风窗框架止 口检验模为例说明两种风窗止 口结构的止 口。 图 所示是一种前风窗的连接结构 。该结构的止 口与玻璃靠橡胶条连接 ,止 口的 角度与止 口的高度决定了玻璃 的装配质量 。因此设计止 口检验模时,应考虑这两个尺寸的控 制,所以这种结构的风窗止 口检验模可设计成图 所示结构。 图 前风窗框止 图 前风窗止 口检验模( 口结构图 由于这种止 口结构的玻璃与止 口在 同一曲面内,且玻璃与止 口之间周边间隙为一定值,故 这种止 口检验模可在玻璃检验模 (凸模 )的基础上制作 。风窗框架止 口检验模一般采用凹模 式 ,其结构如图 所示 。前风窗止 口检验模与风窗玻璃检验模贴合 ,止 口检验周边均匀地 比风窗玻璃检验模大一定值(玻璃密封胶条厚度 间隙),如 图 所示 。 前风窗止 口检验模通常用 的角铁 ,沿玻璃检验样板 的曲面弯形,拼焊 成形,然后再焊到加强支承上。 图 所示是该风窗止 口检验模检查风窗止 口,设计止 口检验模时考虑到配合间隙,风 窗止口 检验模设计 比风窗止 口周边小 止 口检验模检验风窗时,要求间隙 止 口 检验模与止 口在 同一弧面 。 图 前风窗止 口检验模( 风窗止 口检验模; 玻璃检验模 图 前风窗止 口检验模检查止 口示意图 图 所示 的是第二种前风窗的连接结构 。该结构的止 口与玻璃通过胶条连接 , 玻璃与止 口不在 同一 曲面上 。这种止 口的深度、高度和止 口角度 ,决定了玻璃 的装配质量 。 这种结构的风窗止 口检验模 的制作有两种方法,第一种方法,以玻璃检验模的凸模为基准, 制作风窗止 口检验模 的框架,然后再增加定位块 。该种方法的风窗止 口检验模可设计成图 所示结构 。止 口样板周边是用来检查风窗止 口同外边 的周边尺寸的,止 口限位块 用 来 控制止 口模 的进 出位置和检查止 口的深度 ;止 口限位块 用来检查止 口的高度和止 口的角 度 。该种方法制作 比较方便 。检验止 口的示意图见图 图 前风窗止 口检验模 图 前风窗 止 口限位块 止 口结构 风窗止 口检验模制作过程 中注意事项: ①分段的模体构件要在玻璃检验模上定位、拼焊,以保证二者间的统 一 ②组焊框架时,应先将模体部分与玻璃检验模夹紧,焊后要保持一段 时间方可拆去夹具,这样 以尽量减少模面 的反弹变形,获得较好 的贴合 度 。 ③找出止 口检验模的对称 中心,在玻璃检验模上定位后划线。为了便 于划线,止 口检验模的实际周边应比理论周边大 ④划线工具可特制划规,如 图 所示。 ⑤止 口检验模外形修磨后,要重新校核与玻璃的贴合度。 止 口检验模 的定位块结构如 图 所示 。定位块 的分布一般为 上、下沿各三块对称 ,左右各两块对称 。 整个制作过程 中禁止对玻璃检验模进行加垫、敲打,确保玻璃校验 图 前风 窗止 口 模不变形。 检验 模检验止 口示意 图 检验样板 的用材 止 口限位 块; 风 窗 检验样板常用 的材料有:普通碳素结构钢板、镀锌钢板、铝板、铝合金 止 口检验模 型材、小规格 的角钢、小直径 的钢管、小规格 的矩形管等 。 使用时根据不同情况选用不同的材料,选用时一般要考虑如下因素: 优先选用 比重小(即重量轻 )的材料 ,使样板 的重量尽可能小。 图 划规 图 定位块 优先选用具有较好耐磨性的材料,保证样板多次使用后的精确性。 优先选用易于手工成形的型材,使样板的工作表面易于保证。 )优先选用受环境变化影响变形小的材料。 保证刚度的前提下,尽可能使用小规格的型材。 检验样板 的管理 在客车制造企业 内,使用着各种各样的样板,虽然在产品的成本中所 占比例较小,但对产 品质量和劳动生产率所起的作用是很大的,所以样板的管理是一项很重要的工作,是企业管理 中的一个重要环节。 检验样板的管理主要包括如下一些 内容: 样板 的分类、编号:每个客车制造企业 内都有许多不 同品种 的产 品,且每一种车型都有 许多样板,为 了避免混淆和乱用,就必须对样板进行分类和编号。样板编号中应包含 以下内 容:样板种类 的专业代号、客车车型代 号、样板名称、样板用途、制造 时间等 。 样板室的管理:为了使样板的保管、校对方便,每个客车制造企业基本上都建有样板 室,保证样板有一个统一的管理体系,做到专人管理专人负责。样板室一般分厂级样板室和车 间级样板室,厂级样板室由工厂技术部门直接领导,主要负责样板制定的提出,标准样板的管 理,全厂各种样板的检测和鉴定,给检定合格 的样板填发合格证 (合格证上注 明下次检定时 间)。检定不合格样板,通知有关部门进行修理并将检定结果通知使用部门。车间级样板室由 车间直接领导,主要负责本车间所便用样板的管理,为生产提供服务。 存放管理:样板必须有专 门的存放场地 ,样板存放时严禁乱堆乱放 ,严禁有磕、碰、划伤 现象,应分隔存放 ,水平存放 的样板应确保水平 ,必要时应铺上衬垫物 ,防止变形,垂直存放 的 样板应悬挂牢靠,防止掉落。 )定期检定制:样板需要定期检定,根据样板 的用途和使用情况,对各种样板制定不 同的 检定周期。使用部 门应根据检定周期定期送检 。 第三节车身零部件的制作 车 身 结 构 件 的分 类 车身结构件是能形成结构及支承覆盖件等的全部零件之总称 ,简称为车身构件。这些构 件与板件共同组成刚性的空间结构,是一切车身部件和零件安装的基础。 从结构形状来看多为轮廓形状不同的零件 。车身构件可从不同的角度进行分类 。