機(jī)械工業(yè)第九設(shè)計(jì)研究院有限公司方 赫　杜慶輝　李延春

卡車縱梁自動(dòng)化生產(chǎn)工藝分析

機(jī)械工業(yè)第九設(shè)計(jì)研究院有限公司方 赫杜慶輝李延春

縱梁生產(chǎn)工藝水平是影響卡車產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。對(duì)國(guó)內(nèi)某卡車縱梁滾壓車間自動(dòng)化生產(chǎn)情況進(jìn)行了詳細(xì)介紹，闡述了卡車縱梁自動(dòng)化生產(chǎn)工藝及滾壓、沖孔、等離子切割、拋丸、折彎、壓合等工序成形方法與精度控制，對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)提高縱梁生產(chǎn)效率，提升縱梁產(chǎn)品質(zhì)量水平起到了一定的指導(dǎo)作用。

1.引言

卡車車架作為卡車組成的關(guān)鍵部件，在卡車運(yùn)行過程中承載著復(fù)雜的力與力矩，因此卡車車架在卡車生產(chǎn)過程中占據(jù)著舉足輕重的地位?？v梁是組成卡車車架的重要構(gòu)件，其生產(chǎn)工藝制約著卡車的整體生產(chǎn)制造水平。近年來，由于國(guó)家建設(shè)發(fā)展的需要，中重型卡車需求量明顯增長(zhǎng)，汽車工廠逐漸向自動(dòng)化、柔性化生產(chǎn)過度，因此，將自動(dòng)化、柔性化生產(chǎn)工藝應(yīng)用于卡車縱梁是現(xiàn)今卡車制造工藝的發(fā)展方向。

現(xiàn)國(guó)內(nèi)某卡車縱梁滾壓車間引進(jìn)具有世界先進(jìn)水平意大利STAM的滾壓生產(chǎn)線，三面數(shù)控沖孔機(jī)，與國(guó)產(chǎn)打標(biāo)機(jī)、等離子切割機(jī)，拋丸機(jī)，折彎?rùn)C(jī)等組成自動(dòng)化柔性縱梁生產(chǎn)線，滿足產(chǎn)品多品種小批量生產(chǎn)需求，其生產(chǎn)工藝水平已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)地位。

2.生產(chǎn)工藝分析

該縱梁滾壓車間年生產(chǎn)綱領(lǐng)79 000輛份，采用三班制生產(chǎn)?？v梁生產(chǎn)原材料采用厚為5mm與8mm鋼板，其中5mm鋼板為加強(qiáng)板，8mm鋼板為縱梁。鋼板以卷料形式運(yùn)入車間，經(jīng)起重機(jī)吊運(yùn)至卷料存放區(qū)。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃吊運(yùn)不同厚度卷料至滾壓機(jī)送料頭，滾壓成形后利用打標(biāo)機(jī)進(jìn)行打標(biāo)，根據(jù)不同型號(hào)分別運(yùn)至三面沖或腹面沖設(shè)備進(jìn)行沖孔，沖孔工序后利用等離子切割機(jī)對(duì)不同型號(hào)縱梁與加強(qiáng)板進(jìn)行切割，將切割后的板材利用拋丸機(jī)拋丸，去除表面氧化皮，最后進(jìn)行折彎與壓合工序，其中少數(shù)型號(hào)的縱梁不需要加強(qiáng)板，因此經(jīng)折彎后直接運(yùn)至存儲(chǔ)區(qū)。

在整套生產(chǎn)流程中各工序之間均設(shè)有板材緩存區(qū)，自動(dòng)化運(yùn)輸采用起重機(jī)與地面機(jī)械化運(yùn)輸系統(tǒng)，操作人員只需操作相關(guān)設(shè)備，進(jìn)行指令控制發(fā)送，便可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程的自動(dòng)化。

（1）滾壓成形與打標(biāo)

滾壓是縱梁生產(chǎn)的首道工序，其生產(chǎn)質(zhì)量直接影響后續(xù)工序?qū)Π宀牡募庸ぞ取Ｔ摴ば蛞M(jìn)意大利STAM公司制造的滾壓生產(chǎn)線，負(fù)責(zé)完成卷料開卷、校平、切端頭與滾壓成形。滾壓生產(chǎn)線如圖1所示。

圖1　意大利STAM滾壓機(jī)

滾壓成形后對(duì)縱梁進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)滾壓工序卡對(duì)不同型號(hào)縱梁主要進(jìn)行長(zhǎng)度、翼面高度、翼面角度的檢測(cè)，每批卷料只需檢測(cè)前四件后兩件，中間部分抽檢1/10即可。檢測(cè)合格的縱梁，利用地面機(jī)械化傳輸系統(tǒng)運(yùn)送至通過式打標(biāo)機(jī)進(jìn)行打標(biāo)，形成永久性標(biāo)識(shí)。打標(biāo)后縱梁經(jīng)起重機(jī)運(yùn)至板材緩存區(qū)，等待后續(xù)工序加工。

（2）沖孔與切割

沖孔采用比利時(shí)SOENEN公司制造的三面沖孔機(jī)（見圖2）與國(guó)產(chǎn)腹面沖孔機(jī)組成的生產(chǎn)線進(jìn)行加工制造，沖孔主要由三面沖設(shè)備完成。縱梁經(jīng)起重機(jī)吊運(yùn)至沖孔機(jī)上料線，經(jīng)紅外識(shí)別縱梁標(biāo)號(hào)后反饋至主控制系統(tǒng)，由主控制系統(tǒng)給出沖孔機(jī)打孔位置并進(jìn)行沖孔，沖孔后由人工對(duì)卷料成形首末縱梁沖孔數(shù)量進(jìn)行檢測(cè)。

圖2　三面沖設(shè)備

等離子切割采用國(guó)產(chǎn)等離子切割機(jī)（見圖3）進(jìn)行，在切割時(shí)噴嘴與板材相距一定距離，噴嘴處產(chǎn)生負(fù)電極，板材為正電極，由此板材與噴嘴形成導(dǎo)通的回路，產(chǎn)生高能量電火花對(duì)周邊氣體進(jìn)行加熱，其溫度可達(dá)到上千度，達(dá)到板材熔點(diǎn)使板材迅速變成熔渣，后經(jīng)壓縮空氣產(chǎn)生高速氣流將熔渣吹走，由排風(fēng)系統(tǒng)吸收至廢料灌。在等離子切割時(shí)應(yīng)注意控制噴頭與板材間的距離，當(dāng)距離過小時(shí)產(chǎn)生溫度過高，會(huì)導(dǎo)致切割時(shí)切割面呈波浪形（見圖4），影響加工精度。縱梁一般在端部進(jìn)行切割，不同型號(hào)縱梁切割方式也不盡相同。

圖3　等離子切割機(jī)

圖4　切割面

（3）拋丸、折彎與壓合

利用國(guó)產(chǎn)拋丸機(jī)對(duì)沖孔后的板材進(jìn)行拋丸處理，去除表面氧化皮。拋丸處理前后板材表面情況如圖5所示。從圖5b中可看出，經(jīng)拋丸處理后板材表面光澤度明顯提高，表面呈細(xì)小顆粒狀分布。

圖5　拋丸前后板材表面情況對(duì)比

拋丸后板材經(jīng)起重機(jī)運(yùn)至折彎?rùn)C(jī)進(jìn)行折彎，折彎?rùn)C(jī)為國(guó)產(chǎn)設(shè)備，如圖6所示。根據(jù)型號(hào)將板材折彎成相應(yīng)角度與腹面落差后運(yùn)至板材緩存區(qū)，對(duì)折彎后板材進(jìn)行折彎角度與腹面落差檢測(cè)以保證折彎質(zhì)量。

某些型號(hào)縱梁內(nèi)部設(shè)有單層或雙層加強(qiáng)板，因此需要壓合工序。本車間壓合工序主要是將縱梁經(jīng)起重機(jī)吊運(yùn)至輸送帶，經(jīng)翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)使縱梁腹面內(nèi)側(cè)朝上，加強(qiáng)板由起重機(jī)吊運(yùn)至縱梁正上方，緩慢落下后經(jīng)人工壓合，螺接后運(yùn)至引孔與打磨處進(jìn)行處理。將成形后的成品梁運(yùn)至成品暫存區(qū)存放，至此縱梁生產(chǎn)結(jié)束，暫存區(qū)成品梁由卡車運(yùn)至車架車間進(jìn)行下一步裝配。

圖6　折彎?rùn)C(jī)

（4）產(chǎn)品性能介紹

經(jīng)上述工序加工后，可按生產(chǎn)計(jì)劃分別生產(chǎn)出單層結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)及三層結(jié)構(gòu)縱梁，其中翼面孔縱梁占縱梁總量50%，所有內(nèi)加強(qiáng)板翼面無孔，80%縱梁腹面有落差，需要折彎，縱梁最大屈服強(qiáng)度可達(dá)到900MPa?？v梁主要技術(shù)參數(shù)如附表所示。

多工位級(jí)進(jìn)模具、多工位傳遞模具的使用特點(diǎn)比較表

3.結(jié)語(yǔ)

該卡車縱梁滾壓車間目前已全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，車間采用一條滾壓線打頭，南北兩側(cè)打標(biāo)機(jī)與五臺(tái)沖孔線隨后，緊接四臺(tái)等離子切割機(jī)與兩臺(tái)拋丸機(jī)組成的切割拋丸線，最后是四臺(tái)折彎?rùn)C(jī)與兩臺(tái)壓合機(jī)組成的折彎壓合線共同組成卡車縱梁自動(dòng)化工藝生產(chǎn)線。各工序間均有技術(shù)人員進(jìn)行相關(guān)精度檢測(cè)，以確?？v梁生產(chǎn)質(zhì)量。該車間在縱梁自動(dòng)化柔性生產(chǎn)方面已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平?？v觀世界卡車縱梁生產(chǎn)領(lǐng)域，自動(dòng)化柔性生產(chǎn)及智能化控制已是未來卡車縱梁生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。□

［1］ 王永亮，榮勝波.卡車縱梁自動(dòng)生產(chǎn)線物料跟蹤系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)［J］. 機(jī)床與液壓，2013，41（8）：114-116.

［2］ 宋擁政.卡車縱梁新型生產(chǎn)線的種類及其應(yīng)用［J］. 鍛壓裝備與制造技術(shù)，2006，4（6）：14-19.

［3］ 梁波，張軍，崔紅淼. 提高等離子切割機(jī)切割質(zhì)量的方法［J］.電焊機(jī)，2009，39（011）：85-87.MW20150820