發(fā)動(dòng)機(jī)罩大角度滾邊裝配技術(shù)研究

全斌義 雷振華 蔡鋼

摘 要：目前大多數(shù)主機(jī)廠的發(fā)動(dòng)機(jī)罩（后面簡(jiǎn)稱發(fā)罩）外板和內(nèi)板之間的連接工藝一般以機(jī)器人滾邊為主，當(dāng)造型設(shè)計(jì)要求發(fā)罩側(cè)邊傾斜度比較大時(shí)，因?yàn)闄C(jī)器人滾邊對(duì)外板翻邊角度有一定要求，導(dǎo)致外板和內(nèi)板之間的裝配變得比較困難。本文詳細(xì)描述了各種解決方案及對(duì)應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景、優(yōu)勢(shì)及缺點(diǎn)。經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)發(fā)罩大角度車型滾邊裝配工藝的設(shè)計(jì)、開發(fā)及制造驗(yàn)證，證實(shí)了本文所論述的各項(xiàng)方案及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)、可靠性。

關(guān)鍵詞：汽車;發(fā)動(dòng)機(jī)罩;滾邊;工藝約束;技術(shù)指標(biāo)

1 概述

開閉件滾邊工藝目前已經(jīng)是一項(xiàng)比較常見(jiàn)的鈑金連接技術(shù)，但是發(fā)罩側(cè)邊傾斜角度一般較?。èQ30°），發(fā)罩側(cè)邊傾斜度很大的情況并不常見(jiàn)（見(jiàn)圖1），因?yàn)槠涔に噷?shí)現(xiàn)的難度相對(duì)較高，主要難點(diǎn)在于當(dāng)側(cè)邊傾斜度較大時(shí)，會(huì)存在外板和內(nèi)板裝配困難的情況。

傳統(tǒng)發(fā)罩造型設(shè)計(jì)時(shí)，往往為了滿足工藝約束而不得不把兩側(cè)的傾斜角盡量做得平緩，這就使得造型設(shè)計(jì)自由度在一定程度上受到了較大的束縛。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，各大汽車公司新出的產(chǎn)品造型都在想方設(shè)法突破常規(guī)，發(fā)罩造型也不例外，發(fā)罩側(cè)邊傾斜度較大的造型風(fēng)格逐漸成為了一種時(shí)尚。為解決新的造型需求和常規(guī)工藝約束存在的矛盾，本人及所在團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期潛心研究，開發(fā)了一系列可針對(duì)不同前提條件而選擇性使用的工藝技術(shù)方案。這些工藝方案可在一定程度上滿足造型的發(fā)罩側(cè)邊傾斜度增大的需求。

2 發(fā)罩大角度滾邊裝配技術(shù)的分類及應(yīng)用場(chǎng)景

按裝配方式分類，主要有手工單獨(dú)裝配、吸盤夾具裝配、預(yù)包邊工裝裝配三種。各自特點(diǎn)如下。

2.1 手工斜插裝配

手工斜插裝配一般應(yīng)用于自動(dòng)化程度不高的車間，是一種最簡(jiǎn)便易行的裝配方式，它的特點(diǎn)是不需要任何器具，通過(guò)先斜插，后逐步壓入的方式，把內(nèi)板強(qiáng)行裝入外板之中。

主要原理：

2.1.1 先斜插后壓入，可以避免前、左、右三面干涉，并且可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)板和外板一直是點(diǎn)接觸而不是面接觸，從而干涉阻力比較小，使裝配比較容易實(shí)現(xiàn);

2.2.2 當(dāng)發(fā)罩外板斜度大時(shí)，內(nèi)板斜度也會(huì)一樣很大，而外板因?yàn)樾兔鎲伪∑交瑔蚊婧艽笏詴?huì)比較軟，相對(duì)較硬而且比較重的內(nèi)板壓在上面之后，本身已經(jīng)有一個(gè)重力的作用，而且與外板形成了大的卡扣關(guān)系，輕輕一拍，就會(huì)卡進(jìn)去。

手工裝配雖然比較簡(jiǎn)便，但是它也有一定的局限性，一是手工包邊時(shí)外板和內(nèi)板相對(duì)位置精度以及外板鈑金變形量難以確定和控制，二是當(dāng)開閉件所有工位要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化時(shí)，這種手工包邊方式便不再適用。因此在一些自動(dòng)化程度較高的生產(chǎn)車間，必須開發(fā)可以自動(dòng)化的機(jī)械裝配方式去對(duì)應(yīng)。目前已知的機(jī)械裝配方式就是接下來(lái)將要介紹的機(jī)器人夾具裝配、預(yù)包邊工位裝配兩種。

2.2 吸盤夾具裝配

吸盤夾具裝配一般應(yīng)用于高度自動(dòng)化的車間，主要特點(diǎn)是在裝配夾具上增加了吸盤，通過(guò)吸盤掰開外板的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)板裝入。主要原理是在內(nèi)板和外板裝配之前，通過(guò)夾具上的吸盤使外板呈張開狀態(tài)，從而讓內(nèi)板輕而易舉的放入，然后松開吸盤，外板就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)本來(lái)形狀從而把內(nèi)板扣合好。

2.3 預(yù)包邊工裝裝配

預(yù)包邊工裝裝配在全自動(dòng)化和半自動(dòng)化的發(fā)罩滾邊工位中都能適用，主要特點(diǎn)夾具上自帶一個(gè)精確可控的簡(jiǎn)易預(yù)包邊模具，通過(guò)模具側(cè)沖實(shí)現(xiàn)預(yù)包邊，起到增加包邊工序的效果。主要原理是把外板設(shè)置的初始翻邊角度設(shè)置得很大，以便內(nèi)板可以輕松裝入外板，然后通過(guò)預(yù)包邊裝置的擠壓，使外板的翻邊角度達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人三序滾邊要求的角度范圍。

那么，為什么一定要先預(yù)包到一定角度范圍呢，因?yàn)楹芏鄼C(jī)器人滾邊受節(jié)拍（60JPH以內(nèi)）的限制，一般只能包三序，為確保包邊品質(zhì)，每序?qū)Χ嗫砂?0°左右，三序總共最多可包105°左右。

3 三種滾邊裝配技術(shù)的分類對(duì)比

3.1 三種滾邊裝配技術(shù)各有特色，詳細(xì)情況對(duì)比見(jiàn)表1。

3.2 三種滾邊裝配技術(shù)分別對(duì)應(yīng)的工藝約束

發(fā)罩傾斜角雖然可以放大，但是也需要滿足一定的參數(shù)約束方可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)的模擬分析及試驗(yàn)驗(yàn)證，我們總結(jié)了一套經(jīng)驗(yàn)的參數(shù)值，按照這一套參數(shù)值去設(shè)計(jì)發(fā)罩傾斜角度，能夠比較好的實(shí)現(xiàn)預(yù)期的包邊品質(zhì)及外觀效果，具體的參數(shù)值見(jiàn)表2。

4 發(fā)罩大角度滾邊裝配技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證和調(diào)試

發(fā)罩大角度包邊裝配的實(shí)施需要以品質(zhì)和節(jié)拍達(dá)標(biāo)為前提，量產(chǎn)之前必須對(duì)工藝參數(shù)和工裝設(shè)計(jì)做詳細(xì)的驗(yàn)證。在發(fā)罩大角度滾邊裝配現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證和調(diào)試過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注以下三項(xiàng)，以保證包邊順利：

4.1 手工斜插裝配驗(yàn)證只能在墊有軟腳墊的桌面上驗(yàn)證，不能直接在胎膜上驗(yàn)證，否則容易驗(yàn)證失敗，因?yàn)樘ツさ男螒B(tài)一般和外板密切貼合，導(dǎo)致外板無(wú)法自然彈開。

4.2 吸盤夾具裝配時(shí)不能把吸附張開角度設(shè)定的過(guò)大，容易變形。

4.3 當(dāng)場(chǎng)地大小和節(jié)拍允許時(shí)，預(yù)包邊工裝裝配也可以和普通裝配夾具合二為一。

4.4 一些極端情況需要把外板翻邊長(zhǎng)度設(shè)置的比較短（短于6mm），這時(shí)需要在發(fā)罩翻邊上加7個(gè)MIG補(bǔ)強(qiáng)，確保內(nèi)板不會(huì)隨意滑動(dòng)導(dǎo)致內(nèi)板錯(cuò)位或包邊外露。

4.5 本文描述的情況主要適用于節(jié)拍為60JPH左右的普通鋼制發(fā)罩包邊，當(dāng)節(jié)拍和發(fā)罩板材發(fā)生變化時(shí)，設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)需要做對(duì)應(yīng)的適應(yīng)性調(diào)整。

5 結(jié)語(yǔ)

發(fā)罩大角度包邊裝配工藝是一個(gè)相對(duì)比較新的工藝技術(shù)，符合汽車發(fā)罩造型流行趨勢(shì)，將會(huì)在國(guó)內(nèi)各大主機(jī)廠逐步普及。該工藝對(duì)工程師的設(shè)計(jì)水平，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)、調(diào)試能力、規(guī)劃及工裝設(shè)計(jì)等方面都提出了很高的要求。在實(shí)際開發(fā)過(guò)程中，車身和工藝設(shè)計(jì)人員需要對(duì)發(fā)罩大角度包邊裝配工藝的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)的評(píng)審，現(xiàn)場(chǎng)工程師需要對(duì)吸盤、胎膜等工裝進(jìn)行反復(fù)調(diào)試和優(yōu)化，使產(chǎn)品達(dá)到品質(zhì)要求。目前發(fā)罩大角度包邊裝配工藝技術(shù)在國(guó)內(nèi)還存在較大的完善空間，需要不斷地進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，知識(shí)積累，為該項(xiàng)技術(shù)水平的提升持續(xù)努力。

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