淺析重卡車架縱梁長(zhǎng)圓孔加工工藝

李帥帥 黃曉亮

摘 要：隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，整車線束集成度增加，同時(shí)為了解決線束管路虧折問(wèn)題，重卡車架縱梁前端采用長(zhǎng)圓孔代替工藝圓孔設(shè)計(jì)。文章簡(jiǎn)單介紹兩類工藝加工長(zhǎng)圓孔及其優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：重卡車架;長(zhǎng)圓孔;復(fù)合工藝

中圖分類號(hào)：U466 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）16-222-02

Abstract： With the development of the automobile industry， the integration degree of the whole vehicle harness increases. At the same time， in order to solve the problem of the harness pipeline deficit， the front end of the heavy truck frame longitudinal beam adopts the long round hole instead of the process round hole design. In this paper， the advantages and disadvantages of two kinds of processing for long round holes are briefly introduced.

Keywords： Heavy truck frame; Long round hole; Composite process

CLC NO.： U466 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）16-222-02

引言

車架被稱為重卡的“脊梁”，是傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)的載荷基體?？v梁總成作為車架的重要組成部件，重卡縱梁結(jié)構(gòu)主要分為兩類：?jiǎn)螌恿?、雙層梁。其腹面及上下翼面通常分布著300-500個(gè)不同直徑的孔，用于駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)、板簧支架、油箱支架、電瓶箱支架等的裝配。根據(jù)孔的受力狀態(tài)以及作用，不同孔徑也做了不同的設(shè)計(jì)，孔徑規(guī)格分布區(qū)間φ10.5--φ80。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，整車線束集成度增加，為了解決整車線束管路虧折問(wèn)題，縱梁前端線束孔普遍采用長(zhǎng)圓孔代替工藝圓孔設(shè)計(jì)。根據(jù)長(zhǎng)圓孔位置不同，雙層梁又分為兩類，具體見(jiàn)下圖。本文就長(zhǎng)圓孔加工工藝作簡(jiǎn)要介紹。

1.2 沖壓工藝介紹

1.2.1 單步?jīng)_

單步?jīng)_是通過(guò)異形模具實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)圓孔加工，其主要特點(diǎn)是效率高、尺寸和形狀精度高。常規(guī)數(shù)控沖設(shè)備沖裁力一般集中在1200KN—1800KN，根據(jù)沖裁力計(jì)算結(jié)果，常規(guī)數(shù)控沖設(shè)備無(wú)法滿足60*120等大尺寸長(zhǎng)圓孔加工，只能滿足小尺寸長(zhǎng)圓孔加工。隨著線束集成化增加，長(zhǎng)圓孔尺寸變化導(dǎo)致模具互換性差，模具采購(gòu)周期及改造成本較大。同時(shí)整車輕量化對(duì)于車架縱梁材料屈服強(qiáng)度的要求越來(lái)越高，沖裁力也會(huì)越來(lái)越大，異形模具互換性低。

1.2.2 分步?jīng)_

對(duì)于現(xiàn)有生產(chǎn)線體加工長(zhǎng)圓孔可以采取分步?jīng)_工藝加工，即將長(zhǎng)圓孔分割成多個(gè)圓孔連續(xù)沖孔間接完成長(zhǎng)圓孔加工。如下圖所示，將60*120長(zhǎng)圓孔分割成3-φ60和4-φ9圓孔沖孔。其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備線體進(jìn)行改造，僅需對(duì)程序簡(jiǎn)單變化即可實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是圓孔接茬處會(huì)有尖角，大概2mm左右（陰影部分），需下道工序打磨處理或者辦理讓步接收。

另外，對(duì)于雙層長(zhǎng)圓孔，工藝方案理論上可行的是內(nèi)、外梁沖孔后合梁。考慮縱梁外形尺寸公差以及合梁間隙，點(diǎn)焊合梁后內(nèi)、外（長(zhǎng)）圓孔重合度會(huì)有1-2mm差值，需要后道工序打磨或者沖孔時(shí)對(duì)內(nèi)梁孔徑尺寸調(diào)整+0.5-1mm抵消誤差。

2 切割工藝

2.1 單層梁長(zhǎng)圓孔切割

單層梁上的長(zhǎng)圓孔一般連同縱梁外形尺寸一并切割，通過(guò)手工畫線、示教完成切割程序編制。畫線切割是按照棱邊定位所以較沖壓長(zhǎng)圓孔與周邊圓孔位置精度較差，但是長(zhǎng)圓孔功能為線束孔，所以裝配過(guò)程對(duì)其位置精度要求較小。常見(jiàn)的等離子機(jī)器人最大切割距離2200mm左右，切割公差±3mm。可以滿足98%以上產(chǎn)品長(zhǎng)圓孔加工。同時(shí)等離子切割速度快、切割質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種長(zhǎng)圓孔尺寸，被絕大多數(shù)重卡車企采用。

2.2 雙層梁長(zhǎng)圓孔切割

考慮縱梁外形公差、切割公差以及定位公差累積，內(nèi)、外梁分別切割長(zhǎng)圓孔后合梁，雙層長(zhǎng)圓孔重合度很差，孔臺(tái)階明顯，影響美觀度，一般不采取此類工藝。目前應(yīng)用最多的是通過(guò)在點(diǎn)焊線下料輥道附加數(shù)控等離子切割系統(tǒng)以及增加氣動(dòng)頂桿定位實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊合梁、切割長(zhǎng)圓孔復(fù)合性加工，工藝流程如下：

點(diǎn)焊合梁后，縱梁總成沿輸送輥道移動(dòng)至切割區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)圓孔切割作業(yè)。切割過(guò)程以外梁孔為基準(zhǔn)孔，根據(jù)長(zhǎng)圓孔坐標(biāo)編制數(shù)控程序切割。針對(duì)內(nèi)、外梁前端平齊且內(nèi)梁孔根據(jù)外梁孔透孔此類縱梁總成，由于點(diǎn)焊合梁時(shí)槽口向上外梁基準(zhǔn)孔被內(nèi)梁遮擋，利用鏡像原理制作簡(jiǎn)易工裝將外梁基準(zhǔn)孔轉(zhuǎn)移至視線可見(jiàn)后切割。然后由磁力吸盤將縱梁總成吊運(yùn)至下料臺(tái)車堆垛整齊。若該批次縱梁無(wú)需切割長(zhǎng)圓孔作業(yè)，則縱梁總成點(diǎn)焊合梁結(jié)束后可直接從下料側(cè)堆垛至下料臺(tái)車。

2.2.1 工藝特點(diǎn)

長(zhǎng)圓孔質(zhì)量提高：數(shù)控等離子切割機(jī)采用孔定位方式切割長(zhǎng)圓孔，通過(guò)數(shù)控化程序編制代替手工劃線編程，切割準(zhǔn)確度大大提高，另外內(nèi)壁光滑無(wú)臺(tái)階現(xiàn)象。

2.2.2 局限性

加工車型單一：僅能加工等寬直大梁類的車架縱梁合梁、切割長(zhǎng)圓孔，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)折彎縱梁合梁以及切割長(zhǎng)圓孔加工，此類車型需要手工切割長(zhǎng)圓孔。

煙塵、激光污染：等離子切割機(jī)切割長(zhǎng)圓孔的過(guò)程不封閉，切割產(chǎn)生大量煙塵以及激光污染，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視以及分廠“6S”標(biāo)準(zhǔn)提倡與普及，焊接類作業(yè)不適宜室內(nèi)作業(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

縱梁總成是車架的重要組成零件，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及技術(shù)水平的不斷提高，將會(huì)涌現(xiàn)出更多高精度、高效率、自動(dòng)化、復(fù)合化的縱梁生產(chǎn)線，從而促進(jìn)汽車工業(yè)迅速發(fā)展。