摘 要：本文以滑橇设计、制造为研究对象，论文首先分析了滑橇的设计依据，进而探讨了滑橇设计工作一般方法和要求，最后研究了滑橇制造方法及要求，全文是笔者工作实践基础上的理论升华，相信对同行能有所裨益。
关键词：滑橇 输送系统 公用性 锁具 通过性 变形量
中图分类号：TB47文献标识码：A文章编号：1674-098X(2011)12(a)-0000-00
1滑橇的设计依据
1.1 滑橇输送系统承包任务中，工期通常都比较紧张，因而从整个车间的输送系统布置总图，到每类设备总图直至所有的零部件加工图纸，基本上延续使用了以往项目成熟的设计图纸，绝大多数设备都可以借用已完成项目的图纸，相对来说滑橇必须根据生产厂家所生产的所有车型进行组合式设计，是滑橇输送系统中设计的一个难点。
1.2 滑橇根据其在不同的使用场合可划分为焊装线滑橇，涂装电泳滑橇、涂装喷漆滑橇，车身储存区（焊装、总装）滑橇，工件（车身）的完整生产工艺过程要通过上述不同橇体之间、生产线之间的交接来完成。虽然不同的滑橇设计各有其特点与侧重点，但是其基本功能性要求是一致的。
1.3 滑橇的基本结构一般为：底座由2根纵梁加若干横梁焊接而成，纵梁和横梁之间一般都通过焊接联接，也有通过螺栓连接的，其纵梁长度与间距（即滑橇长度宽度）主要根据车身长度、宽度确定，通常在工厂工艺设计阶段已经确定。前后托架（定位支撑）用型钢组焊而成，定位支撑顾名思义则是用来支撑、定位车身的，通常一个车身需要成对的4个支撑，理想的状态就是底座加4个支撑就构成了一个滑橇。然而这显然是不现实的，汽车生产厂家主要考虑经济利益，总以最小的投入换来最大的产出。因此，在投标技术要求中规定了滑橇可以适用多种车型 。国内汽车厂商生产的车型多是引进的成熟产品自主开发较少，并且在开发新车身过程中不重视车体底盘工艺定位孔的统一性设计，这就造成了多车型滑橇设计上的难度，如果仅是同系车型还好，或许4个支撑也可以做到，若是不同系的车型，甚至是不同种类的车型、外形尺寸差别很大的车型，那么4个支撑显然就不能满足。其实，滑橇设计的一个难点就是如何解决用简单、可靠的定位支撑来适用众多的车型这个矛盾。
1.4 通过我院所承包的多个汽车厂项目的实践，目前滑橇底盘的设计，基本定型。轿车、乘用车滑橇线滑橇纵梁中心宽900mm（800mm），长度4m～6m；商用车如重卡驾驶室滑橇线滑橇纵梁中心宽1000mm，长度2.5m～3m。纵梁一般用壁厚适中的矩形钢管，保证X、Y两个方向的弹性模量足够大，刚性好而质量不会很大；横梁由于较短一般用槽钢或矩形钢管。对于涂装车间的电泳橇、喷漆橇鉴于其工作场合较为恶劣（温差大、油漆），纵梁和横梁之间一般通过焊接成一框架结构。焊装橇、总装橇纵梁和横梁可设计成通过螺栓联接从而避免焊接变形后的校正难度。
2 滑橇设计工作一般方法和要求
2.1 前面提到滑橇设计的一个难点就是如何用最少的支撑来适用多种车身，也就是怎样找到多种车身的可共用支撑点。支撑点可以是孔也可以是面；对于轿车等小型乘用车通常采用前定位后支撑，就是前支撑点为孔，后支撑点为面。首先研究车型资料，同系车型由于变化不大，容易找到公用支撑点。以前汽车厂商大多是直接提供车身实物通过对实物进行现场测量来获得设计的输入信息，但是测量的数据很难保证精度，所以样件制作出来后问题很多；近年来部分汽车厂商开始提供车身的三维数模，这就给设计工作带来了很大的方便，尤其是为滑橇设计的后续工作（如验证）带来了便利。
2.2 车身的前定位后支撑方式经实践证明是首选的支撑方案，因为通常车身前底板上有尺寸、位置精度较高的工艺定位孔，车身底盘后轮毂处的左右2根纵梁有较高的尺寸、位置精度和很好的强度、刚性。此处纵梁长度在450～650 mm左右，宽度不超过100mm,底平面水平，且远离整车的重心，是理想的支撑面。同系车型一般有相同的前底板定位孔，4个支撑可以共用，不需增加新支撑。不同系车型之间如果没有共用的定位孔，问题就比较麻烦了，增加新的前定位支撑极可能会出现橇体前支撑之间在Z（高度）方向上出现相互干涉问题，需要用坐标法来选择、验证各自的前支撑定位点。
2.3 坐标法就是以滑橇底盘的前端面中心为基准，形成滑橇和车身统一体的三维X、Y、Z坐标系空间。根据不同车身底板上的孔（点）、面坐标来初选前定位孔，初步设计滑橇前支撑，然后精确验证前支撑设是否相互干涉。下一步初步设计后支撑，在验证不相互干涉的前提下，来确定后支撑是否可能合并，找到两者的交集，即两处后支撑“与”的结果。多车型滑橇支撑的最终确定需要以上反复的设计、验证过程，通过不断的优化才能得出满意的设计图纸。下面是上汽通用五菱西部二期涂装项目的电泳橇设计图，在一期只有两种车型的基础上发展到共有8种车型，Spark微型轿车、CN-100商务车、N1系列（N1、N1加长、N200等共6种）乘用车。通过支撑的合并优化设计，N1系列共用一组支撑，Spark（乐驰）、CN-100共用一组支撑。
滑橇的设计中还有另一种特例，将复杂问题简单化的做法。我们做的重汽驾驶室涂装项目，由于重汽厂家的产量一般不大，机运线节拍具有很大的弹性，因而可以设计、制造的经济成本作为出发点，将滑橇的支撑设计成可人工装拆的活支撑，即多车型滑橇始终只保留4个支撑，需要生产哪种车型更换哪种支撑即可，这样就避免了支撑在Z（高度）方向上相互干涉的难题。
2.4 前面说过不同的滑橇设计各有其特点与侧重点，在各种滑橇中，电泳橇的设计、制造难度相对较大。主要是由于电泳橇要随着车身一起浸入漆液槽内，这就使电泳橇相对其它橇除了基本功能外增加了两项要求，一是电泳橇上要有车身锁具，可以将车身与橇体绑定，并可方便的锁紧与解锁，二是电泳橇上的所有空心材料必须具有密封性。泳橇锁具目前通常采用偏心销式和重锤钩式两种结构形式，各有其优缺点。偏心销式可以将支撑与锁具合二为一是其最大的优点，缺点是结构较复杂，精度要求高，并要配备专用的锁紧、解锁设备，需要精心细致的设计、制造、装配。重锤钩式恰恰相反，结构虽简单，但需要在橇体上单独设立，而且对于不同车型较难公用，设计、试制、优化周期会更长。
2.5 滑橇与机运线各种设备的约束关系，首先是通过性，滑橇（无论是否有工件），按工艺路线要经过所有的滑橇输送系统设备。设备包括滚床，偏转滚床，旋转滚床，移行滚床，升降滚床，带式、链式移行机，积放式皮带输送机，升降机，双链输送机，摆杆输送机等输送机单元，移载机，吊具等转交接设备，以及滑橇堆、拆垛机。滑橇与设备的关系可分为两种状况，一是滑橇与设备相对移动，二是滑橇随设备运动构件一起运动。无论哪种都要验证工作滑橇与设备及周围结构发生相对运动时通过性，既滑橇可无干涉地通过这些设备。通常要选择运动方向上空间最狭小的垂直截面，精确的显示所有设备及构件，根据尺寸验证工作滑橇的通过性。
2.6 电泳滑橇、喷漆滑橇均要动过烘干房，烘房温度最高可达240摄氏度，因此其支撑的设计要充分考虑到钢件的温差变形，一是变形量在允许范围内，二是在结构上克服发生永久变形的可能。支撑的形状尽量对称，立柱最好用方钢管，并且在四周加立筋板，承重的支撑块避免过大的悬臂结构，如不得已必须加筋板。
2.7 为了更加有效的利用生产车间面积，滑橇在返回储存区往往采用堆垛存放，堆垛层数一般为2~4层，堆垛后总高不宜超过2米。通常用滑橇底盘的2根纵梁作为被撑面，为了能使滑橇垛放，一个滑橇上须具有4个位于同一平面内的支撑点来支撑上层滑橇的2根纵梁。在滑橇上车体支撑高度已定的条件下，可以利用已有的支撑作为堆垛用，不必另加专门的支撑构件，这样不但可以使滑橇的总体结构简洁，而且可以最大限度的利用空间降低滑橇垛放后总高度。
下面是某项目的总装滑橇堆垛截面视图，滑橇上仅在一组前后支撑上加了4个定位块，来支撑上层滑橇并左右定位，直接利用一对后支撑作上层滑橇的前后定位。
2.8 滑橇上根据情况可能会增加一些附属构件，比如叉车用耳环，开关感应块，TIG等。这些附属构件虽然不大，但也要认真对待，必须在图中精确的画出来。原因仍然是前面反复提到的，即滑橇适应车身的稳定性、准确性和在机运线上的通过性所决定的，滑橇的任何变动都有可能是牵一发动全身的。
3滑橇制造方法及要求
一个车间滑橇的数量通常需要数百件，具有批量制造的性质，其体积、质量较大，支撑精度较高，成本需控制，工期又往往要求的很苛刻，因而制造有相当的难度。鉴于滑橇的批量制造特点，首先要吃透设计施工图上的技术要求，包括总图、底盘(骨架)部件图、各个支撑部件图，必要时请设计人进行详细的技术交底。
3.1 底盘是滑橇的基础，制作时务必要保证设计文件的要求。底盘的制造目前采用的大都是焊接方法，必须编制工序卡、焊接工艺卡，设计制作调试专用的焊接夹具。制作时，按工序卡下料，首先要保证所用的两根矩形钢管（滑橇底盘纵梁）、横梁所用的型钢合乎使用要求，其次要保证下料的尺寸精度。在焊接夹具上制作好第一个底盘后，必须要进行严格的检验，如无问题，才能进行批量制作。根据不同的滑橇，采用不同的去应力方法。涂装用滑橇需要进入烘干房，所以必须用热处理的方法消除应力，而焊装、总装车间用滑橇可以用振动时效法去除应力。
3.2 支撑在设计上是难点，制造上同样也是难点。因为支撑结构较复杂，形状、尺寸精度要求较高，其骨架通常是焊接结构，要克服焊接变形带来的形位尺寸超差是相当困难的。对于结构尺寸较大的支撑，焊后加工成本过高难以采用，这就要求必须依据设计图纸、焊接工艺卡先行设计、制造焊接夹具。通过试件调试后，通过完善焊接工艺卡和焊接夹具的过程后，制造出合格的样件后，才能开始批量制作。
4 滑橇检具的要求及应用
前文提到滑橇本身就是汽车车身的物流、工装夹具，这个性质决定了其形位尺寸必须始终保持准确。在制造、装配过程中滑橇的支撑及整体需要进行多次的检验，滑橇在使用过程中也不可能是永不变形的，也需要进行必要的检验与控制。滑橇的关键形状、位置尺寸众多，靠普通量具测量费时、费力且难以保证测量效果，因此滑橇的专用检具是必需的。滑橇检具按结构可分为两种，一种是在线检具，即检具固定布置在滑橇输送系统中，作为一个专用设备使用，可以将滑橇一次定位后检验全部的形位尺寸；一种是可移动的轻便的检具（或称专用量具），可一次性检验滑橇的全部或大部分关键尺寸和形状误差。在线检具是在大批量滑橇投入使用后作经常性的流水检验工作，专用量具主要用在滑橇的制造过程中以及滑橇的最终装配过程中。
5滑橇设计方法的发展要求
显然，在三维设计应用日益广泛的当今，三维设计在滑橇设计上的应用也势在必行。滑橇作为汽车生产线上关键的工装夹具，其三维设计的必要性自不待言，其他领域的模具、夹具的三维设计早就进行了多年，三维设计是各种先进制造技术的基础，比如在汽车研发上采用的“虚拟制造技术”。 滑橇三维模型可以直接和汽车车身三位模型进行准确性、干涉性验证，可以直观的进行设计修改，提高了设计效率，减少了实物样件制造过程，为滑橇的焊接夹具、检具设计、制作提供了很大的便利。试想，如果能将滑橇的设计与当今主流三维设计平台进行集成，汽车企业在开发新车型的过程中考虑到车身输送的要求，将公用支撑点作为一项设计约束，那么滑橇的设计、制造工作难度将会大幅降低，效率会显著提高。
6 结束语
滑橇看似简单，实则复杂。对于多品种车型的滑橇，设计时要求设计人慎密的思考，细致入微的验证；制造时要求生产人员进行周详的生产准备工作，编制详细的工艺卡，制作合格的焊接夹具，严格按流程实施各个制造工序，检验人员必须随时抽检、控制生产过程的各个环节；最终装配、调试必须使用专用的检具，使用过程中亦要进行经常性的在线检验。只有这样，才能确保汽车车身生产过程中，滑橇输送系统的顺畅，各种转、交接工位实现真正的自动化。
参考文献
[1] 王锡春. 涂装车间设计手册. 北京：化工工业出版社 , 2003年
[2] 王文友. 过程装备与制造工艺. 北京：中国石化出版社 , 2009年
[3] 中国机械工程学会焊接学会 . 焊接手册（第三版）. 北京：机械工业出版社 , 2008年