摘要:客车作为人们日常出行的主要交通工具之一,已经成为我们日常交通离不开的伙伴。本文主要对客车车身的结构特点进行相关分析和介绍,同时讲解客车车身骨架五大片焊接结构件的相关构成、结构特点以及其制作工艺,对其结构焊接工艺进行了详细分析。
关键词:客车;车身;结构特点;焊接工艺
一、客车车身结构组成
客车的车身骨架主要由五个大片的焊接结构件组成,这五个部分分别为:前围骨架、后围骨架、左、右侧围骨架以及车顶骨架总成。如今的客车车型弧线就是由这五个总成构件综合体现的。
(一)前围总成构成(不包含驾驶室)
这一部分通常由两侧门立柱、两侧二立柱、前大灯支撑梁和支架雨刮器支撑立柱、雨刮器电机支架、方向管柱、前风挡下横梁、前保险杠上横梁、前风挡上横梁、前围与顶盖连接件等部分总成共同进行组成。其中有一部分起着固定内饰作用的小件之中带有一定弧度的部件通常是双风挡横梁、两侧门立柱、保险杠上横梁以及灯支撑梁。
(二)后围总成构成
这一部分通常由后围两侧立柱、后仓门上横梁、后风挡双横梁、后保险杠上横梁、两侧仓门立柱、后大灯支撑梁与支架、尾横梁以及后围与顶盖连接件等各部分总成进行构成。
(三)侧围总成构成
侧围总成通常分成左、右两片,其中带中门两侧两片小件的侧围基本不对称,反之则反。侧围总成构成通常由司机门后立柱、乘客门后立柱、侧窗立柱、仓门立柱、侧窗双纵梁、仓门双纵梁和侧窗下纵梁与门框梁等部分进行构成。
(四)顶盖总成构成
这一部分通常有两种结构,其一是单层,另一是双层,选择什么样式一般由客户对内饰提出的要求来决定。通常内部装饰采用比较复杂的设计时应选择双层顶。城市公交类客车(大于十米)通常采用双层顶,普通城市公交以及旅游大巴则采用单层顶盖。
二、客车车身结构特点
客车车身结构的突出特征是曲面横跨幅度大、顶盖厚度小、跨距较宽、各个结构之间的过渡平滑圆润。车身镶嵌的三向玻璃的表面积总体呈增加趋势,车身喷漆的颜色通常比较鲜艳。以客车的发展历史来看,客车车身结构的造型设计特点主要体现为以下三个方面:其一是功能设计上讲求实用性,其二是制造材料讲求先进性,其三是整体车型设计上讲求造型的艺术性以及科学性。
三、焊接结构件的制作工艺分析
(一)焊接结构件不同部分相关制作工艺分析
在焊接结构件备材与焊接设备的选用上,客车车身各个部分的焊接材料会选用不同型号的矩形钢管、表面未进行镀膜封层的钢板以及不同规格的型钢来进行焊接操作。焊接方式选择弧焊法。我国的客车制造厂通常选择半自动化二氧化碳焊机进行普通客车的车身结构焊接。高档客车通常使用氩气和二氧化碳混合气体型保护焊进行车身结构焊接,这是由于这种焊接设备进行焊接作业时电弧燃烧稳定,产生的飞溅小,并且焊缝的冲击韧性较高,焊接作业完成后焊接接面平整、美观。
(二)焊接结构件不同部分的制作过程和工装选用
客车的整车焊接并不是整体流线作业,而是先按上文所分的五个总成分别预先进行各总成的焊接拼组,然后将五大分部件在总拼夹具中进行整体的焊接组合,进行整体客车拼接之时,应该在工装上进行焊接,这是为了控制整车焊接之时每个部件相互之间位置的精确性,保证焊接接口无缝对接,不出现错位现象,把握焊接收缩的程度,提高整车焊接效率。
客车两侧的骨架可以使用“人”字形的直立工装,或者是使用俯式工装。采用这两种工装各有各的好处,直立工装能够节省占地面积,但是应同步配套相应的升降台配合焊接工作的开展;而俯式工装的占地面积比较大,但是相对来说操作比较简单,省去了升降台的操作。
前围骨架的总成结构相对来说比较复杂一些,以空间结构为主,通常采用固定式夹具。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为客车车顶的骨架有比较大的间线,所以在进行车顶焊接工作时通常使用俯式工装。
工装主要由夹具本体、夹紧单元以及定位单元构成。夹具本体通常是选用铸件或者是选用型材来进行焊接。工装的一般生产过程是按照图纸中的规定尺寸进行焊接,在焊接完毕后进行检查,检验结果符合标准后,将成品放置在焊接平台上进行固定、限位总成构件的支撑梁以及支架的搭建。工装材料通常选用焊管或者冷轧板,结构主要使用模式或者块式,使用手动夹紧器进行辅助配合。对于夹具的要求是能够进行准确的定位,保证尺寸的公差,连接要求稳固,最终成品要求不能出现明显的形变等成品质量问题。工装设计要求合理,尽量匹配多种型号的客车车型,方便同系列车型都可以用活动管固定在同一个工装上完成焊接步骤,节约重新搭建工装的时间。完成一台客车的车身结构拼接需要搭建五套工装,和上文提到的五大片一一对应。
四、客车结构焊接制作工艺的差异性分析
当前,客车的主流造型结构无论是国内还是国外都与前文的介绍基本一致,然而相关的客车结构制造工艺却相差甚远。对国内的不同客车厂进行比较,由于各自的客车产量以及规模并不相同,因此客车车身的制作工艺水平相差很大。主要存在的三种差异如下:
(1)焊接结构件中不同部分的零件基本靠手工生产。
优势:相关生产设备投入资金较少;国内劳动力低廉、成本低;厂房有效占地面积较少,节省场地租金;能够适应多品种、小批量型号客车的生产。
劣势:相对劳动力数量多,但是劳动力专业素质普遍偏低甚至不足;不能承接大批量、规模化的订单进行大批次的产品制造;产品质量波动性大。
(2)焊接结构件中不同部分的零件全部由机器生产。
优势:对劳动力数量的要求较低,但对劳动力质量的要求较高;适应大规模的批量化生产;产品质量能保证稳定。
劣势:对于相关设备的资金投入比较高;固定资金数额大,厂房的使用面积大,不太适用于小规模多种类的产品生产。
(3)焊接结构件中不同部分的零件采用两种制作模式,即手工制作和机器生产同时应用,根据零件的具体需求进行相应生产方式的选择。
优势:对于劳动力的数目需求比较中等;生产的零件质量能够有一定的保证,适应于批量不太稳定的订单。
劣势:生产的机械自动化水平不高;担任不同岗位的员工之间的劳动报酬差异较大;增加了员工的管理难度。
在进行以上三种制作工艺选择时,要根据自身企业的状况进行科学合理的选择,确保所选制造模式的适用性。
对比国内而言,国外发达国家的客车车身焊接结构件的生产工艺具有技术高超;产品精细,质量过硬;相关工艺设备的自动化程度较高;产品设计不仅能够满足市场,还能对市场需求起到引导作用;可接受的生产订单比较大;厂房功能区以及生产线的布局科学合理;投入生产的设备技术先进等优势。和现阶段的国内客车车身制造工艺差距巨大。我国技术工艺落后的主要原因有研究起步晚,相关研究投入资金不足以及技术实力落后于人等。通过对相关项目科研资金的追加投入以及引进外国先进技术等措施的实施,国内客车车身结构制造工艺与先进国之间的差距将逐渐被缩小追平,甚至实现赶超。
五、结语
客车是我国居民交通出行的主要交通工具之一,有着重要的地位,从客车的诞生到发展至今,客车的整体造型并未发生大幅度的改变,但仍在进行着小幅度的调整,整体发展趋势是结构造型呈现流线化,功能追求实用化,制造材料先进化以及装饰风格醒目化。客车的焊接工艺采用分部焊接整车焊合的拼装方法,精简了客车的焊接流程,降低了焊接操作的难度。通过国内外客车焊接工艺的差异对比,进行了清楚地自身认知,这对于我国的客车焊接工艺的进步和发展将有着巨大的帮助。
参考文献:
[1]刘言言,尹慧华,刘卫华,王瑞,刘建.客车车身骨架五大片结构及制作工艺[J].机械工程师,2009,06:145-147.
[2]崔勇,陈引生,于虹.客车车身焊接工艺及焊装质量的控制措施[J].现代制造技术与装备,2017,11:96-97.
[3]刘鹏,李道斌.大型客车焊装技术装备现状及发展趋势[J].焊接技术,2014,4309:1-4.
论文作者:黄维财
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签:客车论文; 车身论文; 工装论文; 总成论文; 结构论文; 立柱论文; 骨架论文; 《基层建设》2018年第22期论文;