關(guān)于整體式油箱蓋涂裝限位輔具的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

張皖陽(yáng)　鄧青青　張輝　張鵬

摘 要：對(duì)于整體式式油箱蓋結(jié)構(gòu)，油箱蓋處于常開(kāi)狀態(tài)。白車(chē)身入涂經(jīng)過(guò)自動(dòng)機(jī)噴涂段，機(jī)器人旋杯會(huì)與油箱蓋外板發(fā)生碰撞，導(dǎo)致車(chē)輛無(wú)法正常通過(guò)。文章以奇瑞某款SUV車(chē)型為基礎(chǔ)，介紹一款新開(kāi)發(fā)的整體式油箱蓋限位輔具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用便捷，并滿(mǎn)足車(chē)間批量使用。

關(guān)鍵詞：涂裝;整體式油箱蓋;限位輔具

中圖分類(lèi)號(hào)：U462 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）03-162-03

前言

新車(chē)型涂裝輔具開(kāi)發(fā)是涂裝新車(chē)型調(diào)試過(guò)程中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。輔具開(kāi)發(fā)需要考慮車(chē)身尺寸與機(jī)械結(jié)構(gòu)的匹配性，車(chē)間機(jī)械化的通過(guò)性以及混線生產(chǎn)的通用性等因素。若其中一項(xiàng)未考慮到，輕則會(huì)影響車(chē)身的質(zhì)量與性能，重則會(huì)導(dǎo)致車(chē)身報(bào)廢，無(wú)法正常生產(chǎn)。

本文基于某款車(chē)型，重點(diǎn)介紹了整體式式油箱蓋的限位輔具的開(kāi)發(fā)原理及應(yīng)用，并運(yùn)用catia軟件進(jìn)行模擬仿真，使輔具設(shè)計(jì)更加合理。

1 油箱蓋開(kāi)發(fā)背景

1.1 油箱蓋類(lèi)別

汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，車(chē)身加油口蓋在涂裝車(chē)間的生產(chǎn)一般有兩種方式：一種是整體式油箱蓋，加油口蓋外板在焊裝車(chē)間就完成安裝及間隙調(diào)整，與白車(chē)身一同進(jìn)入涂裝車(chē)間進(jìn)行生產(chǎn);另一種是分體式塑料加油口蓋，廠家以單件的形式發(fā)貨涂裝車(chē)間，利用輔具固定至后門(mén)隨車(chē)噴涂。當(dāng)噴涂作業(yè)完成后，加油口蓋再以單件形式進(jìn)入總裝車(chē)間，在總裝車(chē)間進(jìn)行安裝及間隙調(diào)整。

1.2 整體式油箱蓋過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)

對(duì)于整體式油箱蓋開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，油箱蓋鉸鏈安裝板上設(shè)置了扭轉(zhuǎn)彈簧，扭轉(zhuǎn)彈簧的一端抵住油箱蓋鉸鏈安裝板，另一端抵住油箱蓋外板，使得外板處于常開(kāi)狀態(tài)。此狀態(tài)下會(huì)呈現(xiàn)出加油口蓋外表面與車(chē)身側(cè)面形成一定的傾斜夾角，車(chē)身最大寬度也會(huì)增加300mm左右，會(huì)引發(fā)一系列的問(wèn)題，如： （1）車(chē)身寬度超出涂裝車(chē)間設(shè)計(jì)尺寸，小于安全距離，部分非標(biāo)工位室體無(wú)法正常通過(guò);（2）車(chē)身進(jìn)入自動(dòng)噴涂段，機(jī)器人旋杯與油箱蓋板發(fā)生碰撞，造成異常停線。因此為確保車(chē)身油漆外觀質(zhì)量和車(chē)身運(yùn)行安全，開(kāi)發(fā)整體式限位輔具顯得尤為重要。

鑒于目前整體式加油口蓋在涂裝的噴涂作業(yè)，通常采用工裝進(jìn)行固定限制加油口蓋的活動(dòng)約束，這種工裝約束往往造成工裝與加油口蓋的接觸點(diǎn)或面存在碰傷、劃痕及外圈流掛等工藝問(wèn)題。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)研究分析，我們提出采用涂裝車(chē)身加油口蓋單絲工裝輔具，以此來(lái)解決傳統(tǒng)加油口蓋工裝，因約束造成的漆面碰傷、擦傷及外圈流掛等現(xiàn)象。

2 整體式油箱蓋限位輔具的開(kāi)發(fā)

此油箱蓋限位輔具由彈簧鋼絲經(jīng)冷軋而成。選用彈簧鋼絲為制作材質(zhì)，是因其具有較高的彈性極限，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。所述輔具由7個(gè)部分組成，圖1所示為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖，圖中標(biāo)記：圓頭①，限位鉤②，連接桿③，飛渡④，彎頭⑤，仿形桿⑥，防滑頭⑦。

2.1 操作原理

具體操作過(guò)程為：

（1）首先將圓頭①、限位鉤②和連接桿③從油箱口盒圓孔穿入;

（2）彎頭⑤從油箱蓋板鎖扣孔中穿過(guò)，彎頭⑤和防滑頭⑦勾住其鎖扣，達(dá)到控制油箱蓋板開(kāi)閉的效果;

（3）用手拉動(dòng)仿形桿⑥，將圓頭①?gòu)能?chē)身后保支架空中穿入，利用限位鉤②勾住，使油箱蓋呈閉合狀態(tài)。這樣就將油箱蓋板與車(chē)身進(jìn)行了定位，滿(mǎn)足工藝及生產(chǎn)要求;

（4）拆卸步驟與安裝步驟相反。

2.2 開(kāi)發(fā)優(yōu)點(diǎn)

2.2.1 成本降低

一般對(duì)于塑料件油箱蓋外板，涂裝采用分體式噴涂，工藝員單獨(dú)設(shè)計(jì)輔具，將油箱蓋外板夾在后門(mén)內(nèi)板上側(cè)隨車(chē)噴涂。由于此款車(chē)型油箱蓋外板為鈑金件，若采用分體式噴涂，需要焊裝用鐵絲掛件隨車(chē)電泳，噴涂后需要裝配，匹配間隙，無(wú)形中增加了人力物力的投入。因此綜合對(duì)比，開(kāi)發(fā)油箱蓋限位工裝，可以減少成本的投入。

2.2.2 質(zhì)量改善

此整體式油箱蓋限位輔具巧妙的利用車(chē)身結(jié)構(gòu)，將限位點(diǎn)設(shè)計(jì)在側(cè)圍下端的非外觀面上，避開(kāi)油箱口盒，保證了整個(gè)油箱口盒內(nèi)表面漆膜無(wú)損傷。

2.2.3 輕巧，操作便捷

員工裝配后，通過(guò)拉動(dòng)連接桿③來(lái)控制油箱蓋的開(kāi)關(guān)，操作便捷，避免了因操作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響生產(chǎn)節(jié)拍。

3 輔具設(shè)計(jì)仿真與模擬

油箱蓋限位輔具的設(shè)計(jì)主要是限位鉤，仿形桿及彎頭的設(shè)計(jì)。由于受整體式油箱蓋結(jié)構(gòu)限制，限位裝置的設(shè)計(jì)變得尤為重要。

當(dāng)油箱蓋外板關(guān)閉時(shí)，為了使限位輔具不與內(nèi)鈑金件干涉，同時(shí)又能使油箱蓋外板開(kāi)閉順暢，我們需要對(duì)油箱蓋外板開(kāi)閉運(yùn)動(dòng)及其狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬。再根據(jù)油箱蓋的模擬狀態(tài)，開(kāi)始制圖設(shè)計(jì)。

在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要考慮以下幾個(gè)因素：

（1）連接桿③用于輔具兩端銜接，其尺寸長(zhǎng)度需要根據(jù)車(chē)身機(jī)加油口與后保支架固定間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證了結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化。

（2）根據(jù)油箱蓋外板開(kāi)啟的最大角度設(shè)計(jì)仿形桿⑥的長(zhǎng)度和角度，一是便于員工將連接桿從油箱口穿入，二是保證連接桿不與輪罩鈑金干涉。圖3為油箱蓋最大開(kāi)啟角度時(shí)，限位輔具的安裝模擬的狀態(tài)。

（3）限位鉤到飛渡的尺寸設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足自動(dòng)噴涂的工藝技術(shù)要求。設(shè)計(jì)過(guò)短會(huì)造成內(nèi)外板油漆碰傷，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)導(dǎo)致流掛等質(zhì)量問(wèn)題。圖3為油箱蓋閉合時(shí)狀態(tài)（作圖過(guò)程這里不在詳細(xì)闡述）。

4 輔具設(shè)計(jì)仿真與模擬

4.1 實(shí)車(chē)驗(yàn)證

輔具開(kāi)發(fā)完成后，將樣件圖紙交至廠家。并要求廠家按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行25套樣件制作。待廠家的樣件制作完成后，工藝部門(mén)組織生產(chǎn)車(chē)間、質(zhì)保等部門(mén)進(jìn)行實(shí)車(chē)驗(yàn)證。驗(yàn)證數(shù)量可按1+4+20臺(tái)份進(jìn)行，并記錄車(chē)身號(hào)或VIN。

4.2 過(guò)程質(zhì)量

在實(shí)車(chē)樣件驗(yàn)證過(guò)程中，我們也發(fā)現(xiàn)了如下幾處問(wèn)題需要規(guī)避及整改：

4.3 驗(yàn)證結(jié)論會(huì)簽

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)小批量驗(yàn)證合格后，參與驗(yàn)證部門(mén)需要對(duì)工藝可行性及質(zhì)量可行性結(jié)論進(jìn)行會(huì)簽，形成驗(yàn)證報(bào)告。隨即提交采購(gòu)申請(qǐng)單，開(kāi)展采購(gòu)流程，將輔具搭載某車(chē)型項(xiàng)目進(jìn)行首批次100件的采購(gòu)申請(qǐng)計(jì)劃，用于后期的批量生產(chǎn)使用。

5 結(jié)論

此整體式油箱蓋輔具可根據(jù)具體加油口蓋結(jié)構(gòu)，可以對(duì)此輔具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)加油口蓋的滿(mǎn)足噴涂工藝要求的目的。在保證安裝可靠性的前提下，此輔具可根據(jù)加油口蓋具體結(jié)構(gòu)、車(chē)身結(jié)構(gòu)以及相關(guān)尺寸等因素的不同，靈活多變的解決生產(chǎn)過(guò)程中加油口蓋出現(xiàn)的工藝質(zhì)量（碰傷、劃痕、少漆及流掛）的問(wèn)題，大大提高了油箱蓋限位輔具在面對(duì)多車(chē)型不同加油口蓋的適用性。

綜上所述，本文重點(diǎn)介紹了整體式式油箱蓋限位輔具的開(kāi)發(fā)原理，優(yōu)點(diǎn)，仿真模擬及應(yīng)用。此次開(kāi)發(fā)過(guò)程對(duì)于后期的輔具開(kāi)發(fā)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

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