Automobile Technology & Material
基于车身防腐工艺而开发的空腔灌蜡设备
胡炜佳1 倪志渊2 李宝利2 1. - , 130011；2. 130011） （ 一汽 大众汽车有限公司长春 长春一汽蓝迪自动化工程有限公司，长春 摘要：主要介绍了一套基于车身防腐工艺而开发的空腔灌蜡自动化设备，从空腔防腐工艺、灌蜡设备及其主要参数等多个角度解析了空腔灌蜡工艺的关键构成和控制，完成了对空腔灌蜡设备的预热、灌蜡、沥蜡、清理等核心工作流程的介绍。通过对该设备的应用，能够有效提升车身内腔防腐能力，从而达到大幅提高整车车身使用寿命的目的。关键词：空腔灌蜡 预热 沥蜡 车身 防腐TG174 B中
1 前言
2008自 年起，中国已连续八年蝉联全球第一大汽车产销市场。在这一过程中，随着我国汽车生产工艺水平的不断发展和提高，车身的使用寿命已经成为衡量汽车质量的一个关键指标，备受人们关注。为了提高车身的防腐性能，空腔防腐工艺在汽车制造业中被广泛采用。汽车车身的防腐工艺是决定汽车寿命的重要保证，但电泳漆在车身底部空腔的钢板缝隙处漆膜厚度较薄且不稳定。在缝隙、夹层和空腔部件等处，空气不流通，长期处于潮湿状态，这些部位极容易发生腐蚀，甚至出现早期腐蚀穿透现象[1]。在现代汽车制造工艺中，为了实现车身的防腐要求，在技术上提出了空腔防腐工艺。
2 空腔防腐工艺
即使用渗透性好的防腐蜡，对车身底部空腔进 行灌蜡或喷蜡。灌蜡和喷蜡分别对应两种截然不同的工艺过程，分别采用两种不同类型的防腐蜡。115～空腔灌蜡技术就是用灌蜡泵把温度高达120 °C的液态蜡通过灌蜡管路灌注到经过预热的车身空腔中，多余的蜡再通过沥蜡过程流出来，回收到蜡的存储供给系统中，再次利用。当车身冷却下来后，在车身内空腔表面上形成一层薄薄的均匀、连续、致密的固态蜡膜。每个灌蜡过程车身注蜡量300～400 L， 1.1～为 平均每台车身蜡消耗量约为1.4 kg 1；。车身底部灌蜡位置分布见图 灌蜡防腐面2积要求见图 。
空腔喷蜡技术是将喷枪喷嘴伸到喷蜡工艺孔中，采用无气喷涂或压缩空气混合方式进行雾化喷蜡，在空腔表面形成一层蜡膜。
1981—），作者简介：胡炜佳（ 男，助理工程师，硕士学位，研究方向为汽车涂装。
对比两种工艺过程，采用空腔灌蜡技术可以使得蜡液充满整个空腔从而令蜡膜能够覆盖空腔内的缝隙及所有边角部位，其成膜均匀性、连续性等都能达到更高要求，所以它的防腐效果更好。经德国大众集团内部防腐实验证明，采用空腔灌蜡技术12的车身质量能达到 年不锈穿的防腐等级。
3 空腔灌蜡设备
空腔灌蜡设备主要分为灌蜡工艺设备、机械化输送设备、配套电控设备。着重对灌蜡工艺设备进行介绍。
灌蜡工艺设备主要由预热系统、灌蜡系统及沥蜡系统组成。工艺设备安装在保温室体内，出入口设置对开门，在车身进入和驶出灌蜡室体时3自动打开。空腔灌蜡工艺流程如图 所示。
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工艺布置主要由 个预热工位、 个灌蜡工1 2位、个沥蜡工位构成，个灌蜡工位是为了满足多车型或不同平台车型的混线生产的需要。
3.1 预热系统
预热系统是使用天然气直燃加热循环风至90～110 ℃，利用循环风机及送风喷嘴有针对性的60～对车身底部空腔灌蜡位置进行加热至约70 ℃，以便使车身在进行灌蜡时，蜡液不会凝结， 具有较好的流动性，蜡膜更加均匀。利用过滤技术把循环风中的蜡雾有效分离出来，利用温度传感器精确控制循环风温度，通过保温壁板尽可能少地散失热量。根据生产节拍的要求，确定预热工位的数
31量。以每小时 台车节拍要求，预热系统共建造2 4个预热工位。预热系统的详细结构如图 所示。
3.2 灌蜡系统
车身经过预热工位后，自动驶入灌蜡工位。灌蜡系统是空腔灌蜡设备的核心系统。该系统主要由升降机构、循环风管、灌蜡槽、灌蜡卡具、蜡槽5及输蜡泵、输蜡管路构成，详见图 。
灌蜡工位设置有车型识别系统，灌蜡卡具根据车型信息进行原位配置。而后，车身在升降机构的带动下下降并在灌蜡卡具上准确定位。在灌蜡卡具的灌蜡及密封机构准确地与车身底部上百个灌蜡工艺孔匹配完成后，输蜡泵启动将蜡槽内的高温液蜡经输蜡管路灌注到车身的每一个灌蜡1～2空腔内。每台输蜡泵根据空腔的结构，负责
个空腔的灌蜡，一般配置60台泵；输蜡泵选择定量控制的螺杆泵，采用泵变频控制及运转时间双重控制，可精确控制每一个空腔的灌蜡量，具体结构如图5所示。
在具个空腔的上百个灌蜡工艺孔进行一一匹配。车灌蜡卡具是灌蜡工位的核心设备（图有热水伴热系统的灌蜡槽，对车身底6），部大安装约30身身常支规点的、门灌槛蜡、轴空腔支有架前、副纵车梁架、上连纵接梁件、中、减通震道器、车支架、后轮罩、备胎横梁、后纵梁、排气管支架等空腔。灌蜡卡具用于车体定位、空腔灌蜡、工艺孔封堵的一套机械设备。车身底部一部分孔是用于空腔灌蜡的孔，一部分孔是用于装配。空腔灌蜡孔需要注蜡防腐，装配工艺孔要防止蜡进入需要灌蜡时封堵。灌蜡卡具主要由活动的灌蜡口（图7）、活动的封堵组件（图 和固定的灌蜡口和封堵组件（图9）组成。 8） 考虑到车型更新及不同车型混线生产，灌蜡卡具的设计以车型平台为出发点，充分考虑卡具
对轴距及底盘高度变化的适应性，通过使用气缸移动来实现灌蜡密封机构的位置切换，最大可能的增大灌蜡卡具的柔性程度，降低因车型扩展带来的追加投资。
灌蜡完成后，灌蜡卡具自动退回原始位置，车身在升降机构的带动下从灌蜡卡具上抬起。在灌蜡及车身抬起过程中，车身空腔内的蜡液经工艺孔流出，并在灌蜡槽中收集后经回蜡管路流回至工作槽中。
工作槽、灌蜡槽及灌蜡卡具都有伴热装置，保证蜡液在灌蜡及回流的过程中，可以充分流淌，不会凝结。
在灌蜡工位循环风从室体顶部和侧面的风口中送入，从灌蜡槽侧面排风口排出。通过循环风流向、风量、空气温度，将灌蜡时产生的蜡雾降到可操作的最小程度，以防止出现车身蜡雾污染。空气中的蜡雾通过金属前置过滤器和过滤袋等过滤技术，把蜡雾从循环风和排风中过滤出来。
3.3 沥蜡及清理
沥蜡工位在保温室体内，位于灌蜡工位后侧。主要有加热的沥蜡盘、倾斜机及风幕组成。10沥蜡系统详细布置如图 所示。 出口风幕用来屏蔽灌蜡工位的循环热风，防止室体内热气外溢，形成向室体内吹风的风幕，风幕与伴热沥蜡盘组合控制沥蜡区域的空气温度在50～60 ℃，以便在倾斜时支持沥蜡工作。为了使车身上流出多余的蜡，倾斜机将车身向下倾斜至15°， 60 s少 并在倾斜状态下保持约 。沥出的蜡会
车身驶出灌蜡线 车身驶入灌蜡线 70 ℃， 65 ℃ 车体预热至外表面空腔表面 沥蜡 车身前行至灌蜡槽上方，并且停止位置的开关发号 升降机到位后关闭保险放行吊具车身同时气缸归位 通过对对射光栅信号的处理，判断出吊具位置及车型 灌蜡升降机带着车身吊具升起 注蜡结果后，气缸回到初始位置并发出信号（车身下降前预先移动的
气缸除外 根据车型不同移动应该预先移动的气缸，并得到这些气缸到位信号。 灌蜡升降机打开保险并带着车身吊具下落到指定位置。 输蜡示开始工作，按照指定参数向各个空腔注蜡 需要移动的气缸开始动作，并在一定时间内得到这些气缸的到位信号 当四个车身就位开关都有信号时，说明车身位置正确，可以开始灌蜡