CN110605536A - 一种铝合金车身的制造方法及具有铝合金车身的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金车身的制造方法具有铝合金车身的车辆，其特征在于，包括如下工序：S10:车身零件成型工序，其包括：S11:型材拉弯；S12:机加工；S20:车身骨架总拼焊接，其包括：S21:对下部车身、左右侧围、前后顶横梁总拼焊接；S30:外覆盖件制作工序，其包括：S31:采用注塑成型制作非金属复合材料的外覆盖件；S40:整车装配，其包括：S41:将内饰件及外覆盖件装配至车身骨架；S42:将底盘件装配至车身骨架。本发明铝合金车身的制造方法及具有铝合金车身的车辆，可大大简化生产工序，缩短制造时间，降低生产成本，具有较好的应用前景。

Description

一种铝合金车身的制造方法及具有铝合金车身的车辆
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，更具体地说，涉及一种铝合金车身的制造方法及具有铝合金车身的车辆。
背景技术
现有汽车制造方法的工艺流程复杂，传统的加工方法虽然已经比较成熟，但是车身结构复杂零件繁多、制造流程长、工艺装备复杂、生产能耗高均是行业共性问题。图1示出了现有具有钢制车身的车辆的制造方法，其包括四个工序：零件成型、车身骨架焊接、车身喷涂、整车总装装配检测及路试工序，各工序分别对应多个工序来完成。首先，对于车身零件成型工序，其采用冲压成型，如左侧围外板所采用的重型单动高速机械压力机是800吨至2400吨、模具重量是300吨至320吨、模具耗费约1350万元，因此，制作复杂且成本高昂。且需要五道工序：开卷、落料(材料利用率仅为42-45％)、拉延、翻遍整型、修边冲孔，单零件耗电量约2.4kw.h/次，而通常一个白车身由400个左右冲压零件组成，可想而知，车身零件成型的总共耗电量巨大。其次，在车身骨架焊接工序中，其包括了工序：下部车身、左右侧围与前后顶横梁的总拼焊接、顶盖焊接、前轮罩加强板焊接(电流达到8000-15000A，耗时：0.5-1秒)等，单车耗电量达到约90-97kw.h，耗电量大。接着，在钢制车身总成防腐喷涂工序中，其包括了工序：脱脂(温度：40-45℃，耗时： 30-60秒)、表调(pH值8.0～9.5；喷淋压力0.04～0.08MPa)、磷化(耗时： 30-60秒)、电泳(电泳液厚度：20-30um，温度：27-29℃，耗时：3-5min)、 UF水洗(耗时：20-30秒)、烘干(160-180℃，30-40分)、PVC密封(厚度：500-800um)、烘干(温度：155-165℃，耗时：25-32分)、中涂(厚度：30-40um)、烘干(温度：140-150℃，25-32min，强冷6-8min)、喷涂色清漆 (厚度：30-40um，流平10-15min)、烘干(温度：180-200℃，耗时：20-30min)、修饰、油漆车身总成，产线投资需达到约2亿元，单车耗电量300-367kw/台，产线建设周期需要约2年，因此，在此工序中，工序多、费用高、耗时长。最后，在整车总装装配检测及路试工序中，其包括的工艺有：内饰件装配、底盘装配、内饰件补装等。上述现有车辆制造方法的工序中，存在车辆制造所需工序长、生产过程能耗大、原材料消耗大、整车重量重等缺陷。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种可简化生产工序，缩短制造时间，降低生产成本的铝合金车身的制造方法及具有铝合金车身的车辆。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种铝合金车身的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
S10:车身零件成型工序，其包括：S11:型材拉弯；S12:机加工；
S20:车身骨架总拼焊接，其包括：S21:对下部车身、左右侧围、前后顶横梁总拼焊接；
S30:外覆盖件制作工序，其包括：S31:采用注塑成型制作非金属复合材料的外覆盖件；
S40:整车装配，其包括：S41:将内饰件及外覆盖件装配至车身骨架；S42: 将底盘件装配至车身骨架。
为使上述技术方案更加详尽和具体，本发明还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：
所述车身骨架焊接工序S20还包括：S22：焊接后流水槽；S23：四门两盖装配；S24：焊后处理；S25：白车身总成。
所述在工序S22中采用MIG焊，焊接电流为80-160A，电压为22-24V。
所述外覆盖件制作工序S30还包括：S32:对注塑件依次进行UF水洗、烘干；S33:对已烘干的注塑件依次进行喷涂底漆、喷涂色清漆、烘烤。
在S32工序中，UF水洗持续20至30秒，烘干的温度为40-45℃且持续时间为30至60秒，在S33工序中，底漆的厚度为10至15um，色清漆的厚度为48至62um，烘烤的温度为70-80℃且持续时间为25-30m分钟。
工序S31中注塑成型工序包括：S31-1：投料加热和S31-2：合模挤压。
在工序S31中，控制外覆盖件的线膨胀系数小于45ppm/c且收缩率小于 5％。
所述整车装配S40还包括：S43:内饰件补装；S44：加注电检、检测线、动态路试、合格证打印、整车合格入库。
所述车身骨架的材料采用铝镁合金制成。
一种具有铝合金车身的车辆，具有铝合金车身，所述铝合金车身采用上述铝合金车身的制造方法制作。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明铝合金车身的制造方法及具有铝合金车身的车辆，可简化生产工序，缩短制造时间，降低生产成本，具有较好的应用前景。
附图说明
下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是现有车辆的制造方法的流程示意图；
图2是本发明具有铝合金车身的车辆的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明提供了一种铝合金车身的制造方法，如图2中所示，其包括如下工序：车身零件成型工序S10、车身骨架焊接工序S20和外覆盖件制作工序 S30，其中，工序S10包括：S11:型材拉弯，S12:机加工。工序S20包括： S21:对下部车身、左右侧围、前后顶横梁总拼焊接。工序S30包括：S31:采用注塑成型制作非金属复合材料的外覆盖件。由于采用铝合金材料作为车身和非金属复合材料作为外覆盖件来生产出汽车车身总成，可简化生产工艺流程、降低生产成本和能耗、减少各种污染物排放。
对于车身零件，拉弯成型相较于现有钢板冲压成型，零件材料利用率提升45％，比如顶边梁、前顶横梁、前风挡下横梁均只需采用两道工序完成车身零件成型工序，相较于现有技术至少可以减少两道工序：开卷和落料。通过采用注塑一次成型方式制作外覆盖件，相较于现有技术，可以减少至少 70％的模具原材料的消耗。另外，由于车身骨架采用铝合金材料，耐腐蚀能力强，省去了现有技术钢制车身喷涂工序中的脱脂、表调、磷化及电泳多个工序，缩短了制造耗时。
进一步来说，上述工序S20还包括：S22:焊接后流水槽；S23:四门两盖装配；S24:焊后处理；S25:白车身总成。需要说明的是，下部车身、左右侧围、前后顶横梁在总拼焊接之前已分别单独焊接制作完成。另外，采用本发明制造方法的车辆的车身顶盖可以采用非焊接方式与车身骨架一体成型，因此，相较于图1所示的现有采用钢制车身的车辆的制造方法，可以省略顶盖焊接的工序，节省了制造耗时及费用。进一步的，非金属材料覆盖件与后流水槽采用螺接和卡接，维修更换性强，非金属表面件相较金属件工序短、增材加工、减重。另外，上述车身骨架焊接工序在恒温恒湿环境中操作，以便保证焊接稳定性。
以下对上述外覆盖件制作工序S30作进一步说明，具体的，工序S31中，注塑成型工序包括：S31-1：投料加热和S31-2：合模挤压。上述工序S30还包括：S32:对注塑件依次进行UF水洗、烘干；S33:对已烘干的注塑件依次进行喷涂底漆、喷涂色清漆、烘烤。相比于现有汽车制造方法的钢制车身总成防腐喷涂工序，可以减少三道烘干工序，因此，至少减少了天然气消耗 120-135m3/h，可以缩短制造时间约90分钟，减少了前处理两道工序：表调和磷化工序，降低了原材料消耗，缩短制造时间约3分钟，减少电泳工序所需原材料电泳液消耗，缩短制造时间约4分钟，所总共减少的六道工序，可以一起缩短制造时间约97分钟，单车耗电量可减少75％以上。
较优的，在实施上述工序S31的工艺过程中，控制外覆盖件的线膨胀系数＜45ppm/c且收缩率＜5％，这样的话，既能方便外覆盖件与车身的连接装配又能满足外覆盖件各种使用场合的要求。
进一步的改进，在上述外覆盖件制作工序S30后，制造方法还包括整车装配、检测及路试工序S40，其包括：S41:将内饰件及外覆盖件装配至车身骨架；S42:将底盘件装配至车身骨架；S43:内饰件补装；S44：加注电检、检测线、动态路试、合格证打印、整车合格入库。由于注塑一次成型的外覆盖件重量较轻，装配较为方便，省时省力。通过工序S44，保证了制造出的车辆满足各项使用要求。
具体来说，对于作为车身零件的顶边梁，在制作顶边梁的过程中，型材拉弯工序S11中持续40至60秒，机加工工序S12包括断面铣削和钻孔，如此的话，相较于采用冲压成型来制作顶边梁，实现了顶边梁的加工耗时和材料消耗量的减少。
优选的，上述工序S22中采用MIG焊，焊接电流为80-160A，电压为 22-24V，从而整个车身骨架焊接工序的单车耗电量约为47-54kw.h，相较于现有技术中身骨架焊接工序的单车耗电量达到约90-97kw.h，明显减少了耗电量，进而降低了制造成本。此外，也可以采用激光深熔焊、铆接、螺接等。
较佳的，在S32工序中，UF水洗持续20至30秒，烘干的温度为40-45℃且持续时间为30至60秒，在S33工序中，底漆的厚度为10至15um，色清漆的厚度为48至62um，烘烤的温度为70-80℃且持续时间为25-30m分钟，对于采用上述参数设置的外覆盖件制作工序，产线投资控制在约6000万元，单车耗电量约为70-77kw/台，产线建设周期约1年，对比现有技术的相应成本：产线投资需达到约2亿元，单车耗电量300-367kw/台，产线建设周期需要约2年，明显地有效控制了制造成本和耗时。
优选的，车身骨架的材料可选用采用铝镁合金，铝镁合金经试验验证防腐性能好，在省去上述前处理及电泳工序的前提下，依然保证车身优良的耐腐蚀性。
本发明还公开了一种具有铝合金车身的车辆，其采用上述任一制造方法所制造，因此，具备上述制作方法所带来的有益效果，使得车辆的制造流程大幅度缩减，同尺寸重量减轻40％，能耗减少至20％，减少原材料消耗30％以上。
本发明所提供的具有铝合金车身的短流程制造方法，一方面，通过采用由注塑成型制作的非金属复合材料作为外覆盖件组装到车身骨架上，相比现有钢制车身总成防腐喷涂工序，减少了工序，缩短了制造时间，降低了制造成本。通过车身零件成型方式所采用的拉弯成型，相较于传统钢板冲压方式来成型车身零件，减少了工序，且零件材料利用率能够提升至少45％。车身骨架焊接所针对的车身骨架是采用铝合金材料，防腐性能好，相较于现有技术，无需对车身骨架进行前处理和电泳加工，减少了工序，节约了费用。另一方面，使得车辆的制造流程大幅度缩减，同尺寸重量减轻，能耗减少，原材料消耗减少。
需要明确的是，为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的工序作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体工序，它们的顺序在不相冲突的情况下可以根据实际制造条件调换顺序或同时进行，因此，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变工序之间的顺序，也就是说，本发明不局限于上述工序的顺序，可以按照实施例中提及的顺序执行工序，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干工序同时执行。
本发明铝合金车身的制造方法及具有铝合金车身的车辆，可大大简化生产工序，缩短制造时间，降低生产成本，采用本发明制造方法的车辆的制造流程大幅度缩减，同尺寸重量减轻，能耗减少，原材料消耗减少，具有较好的应用前景。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，但是本发明并不受限于上述方式，只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种铝合金车身的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
S10:车身零件成型工序，其包括：S11:型材拉弯；S12:机加工；
S20:车身骨架总拼焊接，其包括：S21:对下部车身、左右侧围、前后顶横梁总拼焊接；
S30:外覆盖件制作工序，其包括：S31:采用注塑成型制作非金属复合材料的外覆盖件；
S40:整车装配，其包括：S41:将内饰件及外覆盖件装配至车身骨架；S42:将底盘件装配至车身骨架。
2.按照权利要求1所述的铝合金车身的制造方法，其特征在于：所述车身骨架焊接工序S20还包括：S22：焊接后流水槽；S23：四门两盖装配；S24：焊后处理；S25：白车身总成。
3.按照权利要求2所述的铝合金车身的制造方法，其特征在于：所述在工序S22中采用MIG焊，焊接电流为80-160A，电压为22-24V。
4.按照权利要求1所述的铝合金车身的制造方法，其特征在于：所述外覆盖件制作工序S30还包括：S32:对注塑件依次进行UF水洗、烘干；S33:对已烘干的注塑件依次进行喷涂底漆、喷涂色清漆、烘烤。
5.按照权利要求4所述的铝合金车身的制造方法，其特征在于：在S32工序中，UF水洗持续20至30秒，烘干的温度为40-45℃且持续时间为30至60秒，在S33工序中，底漆的厚度为10至15um，色清漆的厚度为48至62um，烘烤的温度为70-80℃且持续时间为25-30m分钟。
6.按照权利要求1所述的铝合金车身的制造方法，其特征在于：工序S31中注塑成型工序包括：S31-1：投料加热和S31-2：合模挤压。
7.按照权利要求1所述的铝合金车身的制造方法，其特征在于：在工序S31中，控制外覆盖件的线膨胀系数小于45ppm/c且收缩率小于5％。
8.按照权利要求1所述的铝合金车身的制造方法，其特征在于：所述整车装配S40还包括：S43:内饰件补装；S44：加注电检、检测线、动态路试、合格证打印、整车合格入库。
9.按照权利要求1所述的铝合金车身的制造方法，其特征在于：所述车身骨架的材料采用铝镁合金制成。
10.一种具有铝合金车身的车辆，其特征在于：具有铝合金车身，所述铝合金车身按照权利要求1至9任一项所述铝合金车身的制造方法制作。
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