汽車車門常用包邊工藝比較及技術(shù)難點分析

張寶紅

摘 要：文章首先綜述汽車車門包邊工藝，然后介紹和比較分析了目前汽車廠商常用的液壓機(jī)加包邊模系統(tǒng)和機(jī)器人滾邊系統(tǒng)兩種車門包邊工藝，并重點闡述了機(jī)器人滾邊成形工藝的技術(shù)難點。為適應(yīng)汽車廠商小批量多車型生產(chǎn)模式的變化，自動化、柔性化程度越來越高的組焊生產(chǎn)線會更多地采用機(jī)器人滾邊工藝進(jìn)行車門包邊成形生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：汽車;生產(chǎn)技術(shù);包邊工藝

中圖分類號：U466? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2019）12-162-03

Abstract： This paper firstly summarizes the technology of automobile door bounding， then introduces and analyzes the two kinds of technology of hydraulic machine bounding die system and robot bounding system commonly used by automobile manufacturers. In order to adapt to the changes in the production mode of small batch multi-vehicle， the highly automatic and flexible welding production line will use the robot roller technology more and more to produce the door envelope forming.

Keywords： automobile; production technology; wrapping process

前言

在汽車行業(yè)競爭日趨白熱化階段，各大汽車廠商紛紛推出新車型搶占市場份額。新車型的推出速度猶如雨后春筍般，原有生產(chǎn)線單一車型大批量生產(chǎn)方式已被淘汰，取而代之的是能適應(yīng)多車型小批量生產(chǎn)模式的生產(chǎn)線，并且這樣的生產(chǎn)線柔性化程度也越來越高。同時受國際油價上漲和國家稅收優(yōu)惠政策的影響，省油的微型轎車越來越受到市場偏好，銷量增速明顯大于其它型號的汽車。原本做大排量高檔汽車的企業(yè)也紛紛推出自己的微型轎車，使得利潤原本不高的微型轎車細(xì)分市場，競爭愈加激烈，各廠商控制成本的需求迫在眉睫。基于以上兩個方面，作為對汽車生產(chǎn)成本影響較大的組焊車間，其生產(chǎn)線的工裝設(shè)備選擇，也朝著低成本，高柔性化方面發(fā)展。

1 汽車車門包邊工藝綜述

一般汽車的車門是由內(nèi)板總成和外板兩大部分構(gòu)成，車門包邊工藝就是將內(nèi)外板進(jìn)行扣合，通過車門外板邊緣的塑性變形將內(nèi)板總成一部分邊緣包住的工藝過程（見下圖）。包邊量通常在5～15mm左右。傳統(tǒng)的車門包邊工藝有兩種，一種是采用液壓缸包邊，利用液壓缸作為動力源，直接通過壓頭傳遞壓力進(jìn)行包邊的一種方式，這種方式包邊速度較慢，包邊質(zhì)量欠佳，主要應(yīng)用于載貨汽車和農(nóng)用機(jī)車的車門包邊，轎車車門包邊一般不采用。另一種是用液壓機(jī)配一套包邊模具的包邊方式，這種方式的最大優(yōu)點就是生產(chǎn)率高、工件質(zhì)量穩(wěn)定，大多數(shù)廠家采用這種工藝。除了上述傳統(tǒng)的兩種包邊方式外，機(jī)器人滾邊技術(shù)是近年來產(chǎn)生并得到迅速發(fā)展的一項車門包邊新工藝。本文主要對后兩種包邊生產(chǎn)方式進(jìn)行對比說明。略圖：

2 液壓機(jī)加包邊模系統(tǒng)

目前，液壓機(jī)加包邊模系統(tǒng)仍然是大多數(shù)汽車生產(chǎn)廠商采用車門包邊模式。該系統(tǒng)在設(shè)備選型上主要考慮生產(chǎn)效率是否能夠得到滿足，而較少考慮柔性化生產(chǎn)的需要。液壓機(jī)包邊系統(tǒng)最大的優(yōu)點就是生產(chǎn)效率高，仍能低成本地滿足各汽車廠家對車門這種單件大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。

液壓機(jī)包邊系統(tǒng)采用液壓機(jī)進(jìn)行包邊，有上下包邊模具，根據(jù)焊接車間的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定是否配置換模裝置，如果生產(chǎn)綱領(lǐng)小，一臺液壓機(jī)可帶兩套或三套包邊模具，利用換模裝置對模具進(jìn)行定時更換。車門液壓包邊機(jī)根據(jù)包邊車門的尺寸材質(zhì)厚度等選型，一般選用200T～300T左右的液壓機(jī)，液壓機(jī)的外框尺寸由模具的外形尺寸、模高等決定，每個汽車廠商的包邊模具制造標(biāo)準(zhǔn)不同，其匹配的包邊設(shè)備也不同，所以液壓包邊機(jī)屬于非標(biāo)設(shè)備，其設(shè)計制造周期較長。液壓包邊系統(tǒng)的一次性投資較大，對土建的要求也較高，安裝液壓機(jī)時需要獨立的地下基礎(chǔ)。下圖是國內(nèi)某汽車廠商的液壓機(jī)包邊系統(tǒng)。

1.包邊上模具 2.包邊下模具 3.包邊液壓機(jī) 4.換模裝置

液壓包邊系統(tǒng)在進(jìn)行車門包邊時一般分為兩步驟完成：預(yù)彎和壓死。由下模預(yù)彎塊和上模本曲仞完成。

3 機(jī)器人滾邊系統(tǒng)

隨著汽車行業(yè)向小批量多品種的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變，機(jī)器人滾邊系統(tǒng)最近幾年越來越多的被汽車廠商接受并應(yīng)用。機(jī)器人滾邊就是通過機(jī)器人帶動滾邊頭，對外板翻邊處施加壓力使其發(fā)生塑性變形的過程。

3.1 機(jī)器人滾邊系統(tǒng)的構(gòu)成

機(jī)器人滾邊系統(tǒng)主要包括三大部分：下模具和內(nèi)板定位機(jī)構(gòu)、滾輪系統(tǒng)、機(jī)器人及其控制系統(tǒng)。下圖是國內(nèi)某汽車廠商的機(jī)器人滾邊系統(tǒng)。

（1）下模具和內(nèi)板定位機(jī)構(gòu)

此系統(tǒng)由下模具和內(nèi)板定位夾緊部分組成，下模采用整體鑄造數(shù)控加工而成，其型面與車門外板的型面相吻合，起保證車門包邊質(zhì)量的作用。與下模連接在一起的有外板定位裝置，外板定位優(yōu)先考慮孔定位，如外板上設(shè)計無孔時，則考慮以外形定位。外形定位可使用限位擋塊和彈簧擋塊，其位置和數(shù)量設(shè)計應(yīng)合理，防止外板位置產(chǎn)生位移。內(nèi)板定位采用孔定位，可采用擺臂式、下模內(nèi)置式或機(jī)器人抓持式，定位后夾緊裝置夾緊內(nèi)外板，機(jī)器人就開始進(jìn)行滾邊作業(yè)。

（2）滾輪系統(tǒng)

滾輪系統(tǒng)是由一組形狀不同的滾邊頭組成，滾邊時根據(jù)需要轉(zhuǎn)換滾邊頭來完成滾邊任務(wù)。由于滾邊技術(shù)本身的特點，滾邊過程一般分為3～4次完成，滾邊頭通常設(shè)計為45度、90度、成型輪等。