中巴客車車身外蒙皮的開發(fā)

中巴客車車身外蒙皮的開發(fā)

來自中國的公交車，長凳寬度為37000.72m，配備前發(fā)動機(jī)的中小型客車。司機(jī)門和后人行道門通常有17.23個位置。該系列的旅游、客運(yùn)及公交用車,在整個客車領(lǐng)域占有突出的地位。據(jù)統(tǒng)計,中巴車約占客車保有量的近三成比例,其重要性可見一般。1相結(jié)合的外蒙皮復(fù)合材料中巴的車身結(jié)構(gòu),按照其內(nèi)外蒙皮的材料,大體分為全沖壓件車身和非全沖壓件車身2種。非全沖壓中巴的車身,其外蒙皮為部分或全部沖壓件,內(nèi)蒙皮為部分沖壓件,車身主要框架結(jié)構(gòu)通常為矩形管采用二氧化碳保護(hù)焊焊接而成。因為矩形管的成型及拼焊工藝相對成熟,故其開發(fā)制作工藝難點在車身外蒙皮。在車身造型一致的前提下,一般衍生出6m和7m(或7.2m)兩個長度系列的車身,其生產(chǎn)工藝相同,可焊裝共線。相對全沖壓件點焊而成的車身,非全沖壓外蒙皮中巴的沖壓模具及點焊夾具投入數(shù)量少,工藝生產(chǎn)難度小,產(chǎn)品投放市場時間快(一般開發(fā)周期不到一年)。總體上看,其投資少見效快,所以為國內(nèi)大多數(shù)客車廠開發(fā)新品時所采用。2外蒙皮的設(shè)置根據(jù)各客車廠的實際情況,在確定開發(fā)一款新型的中巴后,其車身外蒙皮制作工藝大體有以下幾種形式:⑴車身外蒙皮為全沖壓件;⑵車身外蒙皮前后圍為玻璃鋼件,其余外蒙皮為沖壓件;⑶車身外蒙皮的前后圍為玻璃鋼件,其余外蒙皮可選沖壓件、鋁合金件(門總成為主)、張拉蒙皮、滾壓件或自制件;⑷除部分外蒙皮為沖壓件(如司機(jī)門)外,其余外蒙皮為玻璃鋼件,乘客門可選鋁合金、沖壓件或玻璃鋼件;3中巴外蒙古皮是沖壓件的開發(fā)和選擇相對車身外蒙皮為滾壓件、張拉蒙皮或玻璃鋼件,外蒙皮確定為沖壓件,其制作工藝難度系數(shù)大大增加。3.1外蒙皮沖壓件例如,我公司于2005年全新開發(fā)的6606小馬可波羅車型,外形尺寸為長×寬×高=5980×2050×2740,標(biāo)配17座(圖1)。其流線型大傾角的整車造型在小型客車中別具一格,它的誕生標(biāo)志著6m前鼻車在我公司開創(chuàng)了全新開發(fā)的先河。6606外蒙皮開發(fā)的沖壓件主要有:側(cè)圍板、A柱、前頂、中頂、后圍、司機(jī)門及乘客門。因為沖壓模具費(fèi)用投入巨大,投資風(fēng)險也同時并存,一般由客車廠與模具廠協(xié)商雙方投入的比例。3.2國內(nèi)外企業(yè)沖壓件上的競爭這為許多客車廠采用的一種模式。它的優(yōu)點是客車廠無須在沖壓件模具(是一筆不菲的費(fèi)用)上進(jìn)行投入,直接選用現(xiàn)成沖壓件即可(前提是供方無相關(guān)協(xié)議約束)。而作為投資方的公司可出售(出租)模具給沖壓件廠,或者直接沖壓生產(chǎn),在模具或沖壓件上取得收益。國內(nèi)目前較有影響力的中巴車型代表,如江蘇張家港金鴻順的阿爾特(考斯特)車身全沖壓件,江蘇揚(yáng)州宏運(yùn)的6728/6608外蒙皮沖壓件。前者的沖壓件席卷了中國的主要客車廠,歷經(jīng)10余年經(jīng)久不衰,到現(xiàn)在還有知名客車廠新購并投資生產(chǎn);后者的沖壓件也批量進(jìn)入了如金龍體系的客車生產(chǎn)企業(yè),其年銷售量也令投資方“喜笑顏開”。4沖壓件的制作工藝中巴外蒙皮沖壓件確定后,客車廠工藝設(shè)計人員需圍繞其產(chǎn)品特點、車身表面焊點要求等確定沖壓件的后續(xù)制作工藝。分總成焊接工藝大體有2種:一為點焊,二為二氧化碳保護(hù)焊。4.1變壓器如表面質(zhì)量各沖壓散件點焊為分總成,是一種較為合理的焊接工藝(小車基本如此)。但為保證產(chǎn)品尺寸,需設(shè)計制作點焊夾具,配置一定數(shù)量的懸掛點焊機(jī)(為此,還必須在車間安裝點焊用珩架、循環(huán)冷卻水塔或水箱、大功率變壓器等),其投資數(shù)額較大,但焊接質(zhì)量和車身表面質(zhì)量高,對后續(xù)的涂裝生產(chǎn)有益。而且,針對某些車身分總成,除了外蒙皮為沖壓件,其內(nèi)部骨架或內(nèi)蒙皮也同為沖壓件,在夾具定位可靠和夾緊有力的前提下,雙面點焊成為不二的選擇(否則基本無法保證產(chǎn)品質(zhì)量)。例如阿爾特的前圍板分總成,司機(jī)門分總成。點焊夾具根據(jù)客車廠的實際,一般分為委托專業(yè)夾具公司設(shè)計制作,以及由客車廠自制2種。前者較正規(guī),設(shè)計規(guī)范,夾具零部件由專門機(jī)加(數(shù)控)設(shè)備完成,后者的規(guī)范性相對前者差些,自行設(shè)計夾具圖紙,除部分機(jī)加件外,其它零部件自制為主。在制件精度尺寸保證、使用壽命等方面,前者優(yōu)于后者,但投入也相對較大。4.2前圍板、前頂沖壓件的定位安裝采用二氧化碳保護(hù)焊焊接各沖壓件,針對中巴外蒙皮而言,不是一種好的工藝,但如果在沖壓件產(chǎn)品開發(fā)時已被考慮,也會是一種最經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。譬如揚(yáng)州宏運(yùn)的6728前風(fēng)擋四周的沖壓件,包括左右前立柱外板、前圍板和前頂各一片,根據(jù)產(chǎn)品特點,在其前圍矩形管骨架分總成定位準(zhǔn)確的前提下,前圍板可直接在骨架上定位:高度及前后方向上,沖壓成型的上下止口需沿形貼合前風(fēng)窗下橫梁,左右方向上,中心分兩邊即可。因前圍板高度方向尺寸跨度并不大(中心處約300mm),并不需要沖壓件骨架進(jìn)行加強(qiáng),所以,其外蒙皮直接貼骨架,其余左右前立柱外板和前頂沖壓件在基本貼合A柱和前風(fēng)窗上橫梁的前提下,按照前擋風(fēng)樣架準(zhǔn)確定位。這樣6728的前風(fēng)窗四周沖壓件就得到了可靠的定位,在4條交接縫上進(jìn)行二氧化碳保護(hù)焊或銅焊,可完成前圍上部的車身制作。這樣的焊接工藝,焊裝得到了滿足要求的車身,同時省卻了焊接夾具、點焊設(shè)備和相關(guān)設(shè)施的大投資,無疑是一種經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。5影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素相對沖壓件外蒙皮,玻璃鋼外蒙皮具有投資小、見效快的特點,但其缺點也是明顯的:⑴純手工制作,人為因素、天氣因素、材料因素等都會影響產(chǎn)品質(zhì)量;⑵配件承受外力很小,焊裝制作時要格外小心。玻璃鋼件如有問題只能干磨(外凸時)和手工修補(bǔ)(內(nèi)凹時,干后再修磨),影響整個車間環(huán)境質(zhì)量,故環(huán)保性較差;⑶玻璃鋼制件使用時間稍長即存在易變形的趨勢;⑷在車輛運(yùn)行過程中,玻璃鋼外蒙皮不能被碰撞,即使是輕微碰撞就會產(chǎn)生開裂而不得不更換(如果為沖壓件則可鈑金修復(fù))。5.1外蒙皮的范圍玻璃鋼外蒙皮一般常制作為前圍蒙皮總成和后圍蒙皮總成,個別樣車或小批量生產(chǎn)的中巴,也將側(cè)圍蒙皮確定為玻璃鋼件。5.2螺釘煤模型的制作工藝玻璃鋼外蒙皮固定在矩形管骨架上一般采用鉚釘鉚接的制作工藝,根據(jù)鉚接面是車身外表面還是內(nèi)表面,鉚接后續(xù)的制作方式和產(chǎn)生的車身表面效果均不同。5.2.1鋼板和螺釘固定側(cè)圍矩形管和后圍矩形管拼焊處設(shè)計有5mm的臺階差,用于玻璃鋼的安裝和鉚釘固定,完成后在工序二進(jìn)行玻璃鋼的修補(bǔ),后續(xù)再打磨處理。在玻璃鋼修補(bǔ)處因為鈑金和玻璃鋼的熱膨脹系數(shù)不同,在寒冷地區(qū)易存在油漆開裂的高隱患。5.2.2檢驗鋼的表面?zhèn)葒匦喂芎秃髧匦喂芷春柑幉辉俅嬖谂_階差,玻璃鋼外蒙皮在鉚接面處設(shè)計有臺階,鉚接面為車身內(nèi)表面,其表面的制作問題不再影響車身外表面,A處棱線由產(chǎn)品模具直接完成,A—B處的型面無須玻璃鋼修補(bǔ)而帶來后續(xù)問題。最后鈑金與玻璃鋼形成的8～10mm工藝縫,可由總裝打添縫膠實施填補(bǔ)。這種結(jié)構(gòu),大大減少了此處油漆的開裂現(xiàn)象。6壓壓件設(shè)計在中國目前的市場表現(xiàn)在中國廣大的道路運(yùn)輸市場,中巴車的需求是非常巨大的。一般來說,造型中庸穩(wěn)重,曲線光順流線,整車(底盤)可靠性良好,能緊跟市場變化需求的中巴車,其市場生命力將較強(qiáng)。在中巴的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計和制作上,采用全沖壓的內(nèi)外蒙皮(類似轎車工藝,需大量的點焊夾具)是最高境界,但這可能需要數(shù)年或者數(shù)十年的設(shè)計和試驗,以及非常巨大的投資。這是強(qiáng)大的汽車公司所努力的方向,其成功的車型是行業(yè)的標(biāo)桿。采用全沖壓外蒙皮+骨架為矩形管的結(jié)構(gòu),是中巴車身設(shè)計和制作的次高境界,也是目前國內(nèi)許多客車廠努力的方向。同樣,其車身沖壓件的設(shè)計與開發(fā),點焊夾具的設(shè)計與開發(fā),也將考驗客車廠(沖壓件開模廠)的水平和實力。國內(nèi)采用內(nèi)外蒙皮全沖壓制作的中巴車型,如依維柯、全順、豐田柯斯達(dá),基本都是合資引進(jìn)世界知名汽車公司產(chǎn)品。而采用全沖壓外蒙皮+矩形管骨架的車身結(jié)構(gòu),主流客車廠有自己的產(chǎn)品,但以“拿來主義”、仿制+改型為主,真正自行研發(fā)并市場認(rèn)可度高的產(chǎn)品并不多。仿制的典型例子,數(shù)豐田公司1993年推出的第三代考斯特,以及其于2007年推出的新“小改款”考斯特,目前國內(nèi)眾多客車廠依舊在生產(chǎn)(全沖壓外蒙皮+矩形管骨架),且市場持續(xù)看好。而且,最近一兩年又有一些知名的客車“新加入”。中國客車在世界的影響力在逐年增加,包括“三龍一通”在內(nèi)的國內(nèi)一流客車廠在大巴領(lǐng)域的成就舉世矚目,但在全沖壓或非全沖壓外蒙皮中巴車型車身設(shè)計和制作方面,卻無與豐田“柯斯達(dá)”相抗衡的產(chǎn)品,仍然停留在向其“無限”逼近的設(shè)計理念中。假如豐田公司哪一天推出了全