關(guān)于轎車縱梁隔熱板襯鋁箔自動(dòng)滾切機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探究分析

藍(lán)強(qiáng)

【摘 要】現(xiàn)階段我國(guó)所使用的轎車縱梁隔熱板襯鋁箔通常為手工折疊或切割，因而無(wú)法達(dá)到相關(guān)的歐盟工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。為了進(jìn)一步提高我國(guó)的汽車配件生產(chǎn)能力，本文對(duì)轎車縱梁隔熱板襯鋁箔自動(dòng)滾切機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況進(jìn)行了分析。該系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)目的在于加工和切割轎車縱梁隔熱板襯鋁箔，自其投入使用以來(lái)，在自動(dòng)化生產(chǎn)和操作簡(jiǎn)單等有利因素的影響，自動(dòng)滾切機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的生產(chǎn)效率實(shí)現(xiàn)了極大的提高。本文就對(duì)轎車縱梁隔熱板襯鋁箔自動(dòng)滾切機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及其實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】轎車縱梁；隔熱板襯鋁箔自動(dòng)滾切機(jī)；機(jī)械系統(tǒng)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及人民生活水平的逐步提高，人們的汽車持有量也實(shí)現(xiàn)了快速的增加。隔熱板襯鋁箔是轎車制造過程中一項(xiàng)十分常見的技術(shù)，通常也可稱為熱屏蔽板，指的是將金屬薄板置于相鄰的表面之間，以最大限度減小熱輻射的一種技術(shù)，傳熱工程是其主要設(shè)計(jì)原理，其主要作用在于駕駛艙與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)之間熱量的隔離，有助于進(jìn)一步提高轎車乘坐者與駕駛者的舒適度?，F(xiàn)階段，轎車縱梁隔熱板襯鋁箔的生產(chǎn)方式仍以手工為主，因而生產(chǎn)過程耗時(shí)費(fèi)力，且通常無(wú)法滿足歐盟制定的相關(guān)工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[1]。

1.自動(dòng)滾切機(jī)機(jī)械系統(tǒng)生產(chǎn)流程

第一，疊料。和加工傳動(dòng)的過程相比，疊料的加工屬于一項(xiàng)自動(dòng)化的生產(chǎn)活動(dòng)。因?yàn)閴汉蹠?huì)切斷90%以上的鋁箔材料，因而在一段鋁箔的下降過程中，在重力因素的影響下，下段鋁箔能夠主動(dòng)向前段鋁箔上疊落，這也是自動(dòng)滾切機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)。然而，相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)果表明，若盤底面疊料是平面，則疊料失敗的現(xiàn)象也會(huì)時(shí)有發(fā)生，所以，按照力學(xué)結(jié)構(gòu)理論，通常把底面疊料盤設(shè)計(jì)為突出形狀，從而為鋁箔的自動(dòng)跌落過程提供保證[2]。

第二，切斷。在滿足特定的轎車縱梁隔熱板襯鋁箔部件設(shè)計(jì)長(zhǎng)度后，通常要將鋁箔切斷，控制壓痕時(shí)間點(diǎn)的方法與控制切斷時(shí)間節(jié)點(diǎn)的方法相近，都是以旋轉(zhuǎn)編碼器所產(chǎn)生的信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)定程序的控制下，使用氣動(dòng)對(duì)切刀的活動(dòng)過程進(jìn)行系統(tǒng)控制，通過一組電磁換向閥，實(shí)現(xiàn)氣缸控制下的刀具活動(dòng)。壓痕制作過程中偶爾也會(huì)發(fā)生鋁箔切斷現(xiàn)象，也就是鋁箔切斷后，剩余的鋁箔仍然會(huì)在刀具上粘附，因此，應(yīng)將一落料板設(shè)置在切斷刀的側(cè)面[3]。

第三，牽引。凸包制作過程完成后，沿著送料平板，鋁箔能夠自動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)，而且，在材料自身張力特性的影響下，鋁箔材料會(huì)出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)生凸包的鋁箔無(wú)法進(jìn)入15mm的上下刀具間最大間距，進(jìn)而造成鋁箔堆積現(xiàn)象，因而再次發(fā)生凸包現(xiàn)象的鋁箔需要受到運(yùn)動(dòng)限制，而自動(dòng)滾切機(jī)系統(tǒng)則通過一對(duì)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)了鋁箔牽引的目標(biāo)。與此同時(shí)需要注意到，在鋁箔牽引操作時(shí)，為了進(jìn)一步提高牽引操作的均勻性，應(yīng)早操作過程中避免產(chǎn)生過大的鋁箔與傳動(dòng)輪間相互拉力[4]。然而，這一牽引力也不應(yīng)低于特定水平，其主要原因在于，若牽引力達(dá)不到特定水平，則鋁箔和傳動(dòng)輪治療會(huì)發(fā)生打滑現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)生鋁箔向前輸送過程中的偏移現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。自動(dòng)滾切機(jī)機(jī)械系統(tǒng)以一對(duì)橡膠輪為牽引輪，對(duì)滾摩擦輪，從而有效處理了上述矛盾現(xiàn)象，系統(tǒng)的電機(jī)能夠?yàn)檫@對(duì)橡膠輪的主動(dòng)輪提供動(dòng)力支持[5]。

第四，凸包。鋁箔通過導(dǎo)向輪后便開始了凸包制作程序，在凸包機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上進(jìn)行凸包操作，并將旋轉(zhuǎn)編碼器安裝其上。這一該旋轉(zhuǎn)編碼器的基本作用在于，在軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)脈沖信號(hào)，凸包過程中，每轉(zhuǎn)動(dòng)一周轉(zhuǎn)動(dòng)軸，旋轉(zhuǎn)編碼器便會(huì)出現(xiàn)200個(gè)左右的電脈沖信號(hào)。因此，能夠依據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)軸半徑和旋轉(zhuǎn)編碼器信息等相關(guān)指標(biāo)，對(duì)鋁箔的長(zhǎng)度進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算[6]。

第五，導(dǎo)向送料。鋁箔原料通常需要加工為筒狀卷料，在加工開始時(shí)，在筒芯與外徑大小相同的同一根軸上裝置筒狀卷料，在V 型支架上同時(shí)放置軸的兩端，并保持導(dǎo)向軸的軸線與該軸軸線之間相互平行。這一制作環(huán)節(jié)能夠在單一導(dǎo)向輪的引導(dǎo)下，在凸包機(jī)內(nèi)置入材料，同時(shí)，凸包機(jī)能夠向前輸送材料。在系統(tǒng)的臺(tái)架下方放置電機(jī)，轉(zhuǎn)矩輸出后，能夠經(jīng)過鏈傳動(dòng)傳遞到凸包機(jī)主動(dòng)輪部位，同時(shí)，以7至10r/min的凸包機(jī)轉(zhuǎn)速提到1450r/min的電機(jī)轉(zhuǎn)速，經(jīng)過導(dǎo)向輪，鋁箔能夠均勻地置入凸包機(jī)內(nèi)，并通過凸包機(jī)逐步向前輸送。

第六，壓痕。與原有的鋁箔加工設(shè)備不同，壓痕是一項(xiàng)全新的加工工藝，其主要作用在于提高后續(xù)疊料加工的自動(dòng)化水平。壓痕工藝指的是利用一把刀把90%至95%的鋁箔截?cái)?，而且又不能完全截?cái)噤X箔材料，且旋轉(zhuǎn)編碼器能夠?yàn)殇X箔的截?cái)鄷r(shí)點(diǎn)的選擇提供信息和依據(jù)，并通過編寫好的PLC程序加以控制。氣動(dòng)回路是控制部分的主要構(gòu)成部分，并通過上下形式的氣缸活塞運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具的運(yùn)動(dòng)，且氣缸活塞的運(yùn)動(dòng)過程會(huì)受到電磁換向閥的調(diào)節(jié)和控制。刀具所產(chǎn)生的上下運(yùn)動(dòng)屬于一種瞬間運(yùn)動(dòng)形式。另一方面，因?yàn)殇X箔階段過程中，刀具所產(chǎn)生的瞬間運(yùn)動(dòng)會(huì)伴隨出現(xiàn)一定的熱量，進(jìn)而導(dǎo)致鋁箔與刀具之間相互依附。為了有效處理這一問題，可將一塊落料板安裝在刀具周圍，并用兩個(gè)彈簧將其固定住。在鋁箔與刀具相互分離后，落料板會(huì)擋下處于上升過程的鋁箔。受到彈簧力作用的影響，刀具與鋁箔會(huì)相互分離，在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，通常選擇無(wú)縫隙切割的上、下刀具連接方式。

第七，壓平和牽引。鋁箔在完成切斷或者壓痕等相關(guān)環(huán)節(jié)處理后，鋁箔在刀具切割操作的影響下，必然會(huì)對(duì)鋁箔的正常運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生一定程度的影響，進(jìn)而導(dǎo)致部分鋁箔突起，因此應(yīng)首先對(duì)鋁箔實(shí)施再次牽引。這一牽引操作的主要方法為鏈傳動(dòng)模式，并選擇與導(dǎo)向牽引輪相反的方向。牽引送料與兩個(gè)傳動(dòng)輪具有相同的牽引輪，都以電機(jī)為其主要?jiǎng)恿?lái)源。另一方面，在實(shí)施疊料加工前，為了壓平由刀具運(yùn)動(dòng)造成鋁箔的突出部分，加裝一壓平轉(zhuǎn)動(dòng)輪。

2.總結(jié)

轎車縱梁隔熱板襯鋁箔自動(dòng)滾切機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)在于，提高該系統(tǒng)生產(chǎn)過程的國(guó)產(chǎn)化水平，在其系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，重點(diǎn)處理了自動(dòng)切割和折疊鋁箔的問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的相互協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。自動(dòng)滾切機(jī)機(jī)械系統(tǒng)投入使用以來(lái)，因其生產(chǎn)自動(dòng)化和操作簡(jiǎn)便等特征，系統(tǒng)的生產(chǎn)效率也實(shí)現(xiàn)了明顯的提高。因?yàn)榱慵庸べ|(zhì)量滿足了歐盟相關(guān)工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，因而實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化汽車配件生產(chǎn)的目標(biāo)，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。

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