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汽车用铝合金车体工装设计方法

编辑:官网首页    时间:2020-06-17    浏览:53
    【轿车用铝合金】轿车焊接出产线是轿车制作中的要害,无论是钢车身或许是铝车身,其焊接出产线运用的各种工装夹具又是焊装线的重中之重,能够说焊接夹具的规划则是白车身到达质量要求的条件和根底。特别是铝车身工装夹具的规划时,不只需考虑出产纲要,还有必要要了解轿车用铝合金产品结构与钢车身的焊接工艺的不同,了解铝合金型材与钣金件变形特色,知晓轿车用铝合金制作工艺要求等许多内容。      轿车制作四大工艺中,焊装特别重要,而在焊装的前期规划中,了解铝合金车身焊接工艺办法与最新焊接技能,又是轿车用铝合金选用不同焊接工艺规划专用夹具的要害环节。工装夹具的规划是一门经验性很强的综合性技能,在规划时首先应考虑的是出产纲要,一同还有必要了解产品结构,了解型材与钣金件变形特色,把握零部件设备精度及容差分配,知晓工艺要求。只需做到这些,才干对焊接夹具进行全方位的规划,满意出产制作要求。下面就轿车用铝合金车身焊装夹具规划做一些讨论。      出产纲要      出产纲要即合格产品的年产量,它决议了焊接夹具的自动化水平及焊接工位的配备,是经过出产节拍表现的,是焊接夹具规划首先应考虑的问题。出产节拍由夹具动作时刻、设备时刻、焊接时刻、转移时刻等组成。夹具动作时刻首要取决于夹具的自动化程度;设备时刻首要取决于型材和冲压件精度、工序件精度、操作者的熟练程度;焊接时刻首要取决于焊接工艺水平、焊接设备的自动化程度、焊钳选型、焊接办法等合理化程度等;转移时刻首要取决于转移的自动化程度、物流的合理化程度及出产现场管理水平等。只需把握以上几点,就能合理地处理焊接夹具的自动化水平与制作本钱的对立。    轿车用铝合金
图1 轿车车身的结构特色      轿车用铝合金车身一般由外掩盖件、内掩盖件和骨架件组成,掩盖件的轿车用铝合金板厚度一般为0.8~1.2mm,有的车型外掩盖件钣金厚度仅有0.8mm、0.9mm,骨架件的钢型材厚度多为2~4mm,也便是说它们大都为薄板件(选用工程塑料的外掩盖件车型在外)。对焊接夹具规划来说,应考虑如下特色:      1. 刚性差、易变形      经过成型的轿车用铝合金薄板冲压件具有必定的刚性,但与机械加工件比较,刚性要差得多,并且单个大型冲压件简单变形,只需焊接成白车身壳体后,才具有较强的刚性。以轿车车身大侧围外板为例(现在选用钢板和工程塑料件居多),一般资料厚度为0.8~1.2mm,绝大多数是1mm,拉延构成空腔后,刚性十分差,当和内板件焊接构成侧围焊接总成后才具有较强的刚性。      2. 结构形状杂乱      轿车用铝合金白车身都是由铝型材和铝薄板冲压件装焊而成的空间壳体,为了造型漂亮,并使壳体具有必定的刚性,组成车身的零件通常是经过揉捏、曲折、拉延成型的空间结构件和曲面体,结构形状较为杂乱。特别是跟着现代轿车轻量化技能、电动车技能的开展,以及顾客对轿车质量和外观时髦的要求越来越高,白车身结构规划也越来越杂乱,混合用材已经是必然趋势。      3. 以空间三维坐标标示尺度      轿车用铝合金白车身的产品图是以空间三维坐标来标示尺度的。为了标明轿车用铝合金型材、轿车用铝合金掩盖件在轿车上的方位便于标示尺度,轿车用铝合金车身一般每隔100mm或200mm齐截坐标网线(百格线),而整车坐标系各有不同,这儿举轿车为例,一般界说整车坐标系坐标原点是:      X轴:车身的对称平面与主地板设备型材的下平面之间的交线,向车身后方为正,前方为负。      Y轴:过前轮的中心连线且笔直于车身主地板设备型材的下平面的平面与车身对称平面之间的交线,向车身右侧为正,左边为负。      Z轴:过两前轮中心且与主地板设备型材平面笔直的直线,向上为正,向下为负。      设备精度      设备精度包含两方面:外观精度与骨架精度,外观精度指门盖等开闭件设备后的空隙面差;骨架精度指三维坐标值。卡车车身的设备精度一般操控在2mm内,轿车操控在1mm内。轿车用铝合金焊接夹具的规划既要确保工序件之间的焊装要求,又要确保全体的焊接精度,不光要考虑经过调整工序件之间的匹配情况及容差分配来满意全体的设备要求,并且还要考虑反变形办法的可易性和快捷性,一同还要考虑随焊及冷设备的设备的躲藏性和修理快捷性。      全铝车身焊装夹具规划办法      6点定则+过定位原则是全铝轿车白车身焊装夹具规划的首要办法,其意义是指约束6个方向运动的自由度与其方向的重复定位性。在规划车身焊装夹具时,常有两种误解:一是以为6点定位原则对铝型材、铝合金薄板焊装夹具不适用;二是看到对铝型材及铝合金薄板焊装夹具上有过定位现象。发生这种误解的原因是,把约束6个方向运动的自由度理解为约束6个方向的自由度。焊接夹具规划的主旨是约束6个方向运动的自由度,这种约束不只依托夹具的定位夹紧设备,并且依托制件之间的彼此限制联系。只需正确认识了轿车用铝合金型材的不规则性和轿车用铝合金薄板冲压件焊装出产的特色,一同又正确理解了6点定则,才干正确运用这个原则。    轿车用铝合金
图2 GBL体系与FBL体系的差异      从定位原则看,支承对型材和薄板件来说是必不可少的,可消除因为工件受夹紧力效果而引起的变形。过定位使接触点不稳定,发生设备方位上的干与,但在调整夹具时只需仔细修磨支承面,其超定位引起的不良后果是能够操控在答应范围内的。相同以轿车车身全铝大侧围外板在夹具上的定位为例,其尾部触及行李厢盖设备、尾灯设备、后保险杠设备等多种设备联系,尺度精度要求适当高。为确保全铝侧围外板在焊接过程中的变形受控,外覆面在确保弧焊焊枪操作顺畅的条件下,考虑多一些支承面来定位和添加夹紧点来操控断差,只需支承面和压夹面能修磨到位,那便是十分必要的。      着轿车制作技能和工艺配备水平的不断进步,车身焊接夹具的办法也阅历了几个阶段性的开展。20世纪80年代,运用全体为铸件的“定位块”式夹具,不只耗能耗材,并且其规划、制作周期和本钱都比较高。第二阶段的开展:车身焊接夹具的定位转化为定位板定位,板的厚度在16、19、25几档中选用,整个夹具本体改为焊接合件,在制作、设备上都缩短了周期,相对降低了本钱,但此办法要想使车身几许精度在夹具上一次装调成功,对型材和冲压件的精度要求也较高,并且定位点的数量也比较多。第三阶段的开展:直角块可调定位办法,定位板、压头用直角块加垫片过渡,长处在于定位板、压头用损后修正、装调比较便利,也比较简单构成标准化规划、制作(除定位块、压头上压块外,其他零件均可制成标准件),此办法在现在夹具规划中运用较遍及。现在,选用三个圆柱销定位各部件的夹具型式也逐渐多起来,特别是在全铝合金型材结构的白车身夹具规划上的运用已成必然趋势,为了处理铝合金型材外形尺度精度无法满意夹具定位要求时,在型材上添加贯穿型定位套、定位板等办法,使得夹具在出产运用中加工、设备上确保了全铝白车身装焊精度,但在规划、设备中,特别要考虑定位部件的运用情况,规划用于削减硬磕碰的结构,不然精度会随磕碰等不良要素走失掉。      铝车身分块和定位基准的挑选      车身焊接总成一般由底板、前围、后围、侧围和顶盖几大部分组成,不同的车型分块办法不同,在挑选定位基按时,一般应做到:      1.确保门洞的设备尺度      门洞的设备尺度是整车外观空隙阶差的根底,当总成焊接无侧围分块时,门洞有必要作为首要的定位基准(称为外向内)。在分装夹具中,凡与前后立柱有关的分总成装焊都有必要直接用前后立柱定位,并且从分装到总装定位基准应一致;当总成焊接有侧围分块时,则门洞应在侧围焊接夹具上构成,总装焊时以门洞及工艺孔定位,且从分装到总装定位基准也应一致。      2.确保前后悬置孔的方位准确度      车身前后悬置孔的方位准确度是车身全体尺度精度的要害所在,确保和操控车身全体尺度在公役范围内有必要确保前后悬置孔的方位准确度。车身底板上的悬置孔一般冲压在底板加强梁上,装焊时要确保悬置孔的相对方位,以便使车身顺畅地下落到车架上,这也是后序涂装和总装工艺悬挂和运送的根底。      3.确保前后风窗口的设备尺度      窗口的设备尺度是车身焊接中的要害操控项,触及整车外观,前后风窗口若尺度操控欠好,会直接影响前机盖与前翼子板、后侧围与行李厢盖的设备及外观质量。前后风窗口一般由外掩盖件和内掩盖件组成,有的是在前后围总成上构成,在分装夹具上要留意处理其定位;有的在总装夹具上构成,一般在专门的窗口定位设备对窗口准确定位,以确保风窗口的设备尺度,然后确保整个车身的全体尺度受控。      轿车焊接出产线体系规划的探究      前面讨论了轿车用铝合金型材焊接夹具规划应当留意的各方面细节,下面咱们来了解一下国际轿车制作业先进的焊接出产线体系。      众所周知,丰田近年来获得的成果引起了轿车业和其他职业的重视,美国的三大轿车公司都在学习丰田,毗连的韩国更是掀起了学习丰田的热潮,全国际的制作业都在研讨探究丰田成功背面的隐秘。来自韩国交易协会交易研讨所的一份剖析丰田竞争力的研讨陈述指出,丰田竞争力的诀窍是它的“全球车身出产线体系”,简称GBL(Global Body Line)。该陈述以为GBL出产体系可使多种样式的车型在同一出产线上进行拼装,然后使其竞争力成倍地进步。它不只能够及时满意商场的差异化需求,一同还能进步出产功率,坚持产品价格的竞争力。至此,一个比柔性出产线(Flexible Body Line,简称FBL)更先进的GBL出产体系,浮现在人们的视界内。      在轿车制作企业的流水线上,最中心的出产流水线是车身出产流水线,其间要害工段是车身焊接。将各个车身部件焊接在一同,有必要有夹具固定部件方位。夹具是十分重要的辅助东西,它的合理性不光影响加工方位的准确性、焊接质量,也影响到作业功率和出产本钱。丰田的 GBL规划者就从这儿进行了改造。曾经的FBL要使用三套贵重且高精度的夹具(如图2中赤色),它们从外面固定住加工车身,从车体的左、右和上方等三个方位将车体固定住,然后由机械手臂或许人工对车身进行焊接。这些托架与车身一同移动,直到竣工停止。当一辆轿车车体上线时,传送机械从头顶上方的储放区运来三个一组的夹具,将它们运送到车身拼装线的方位。假如次序出产的下一部车是不同的车型,那么该体系将取来别的一组夹具,并将它们运送到拼装线上。      在规划新体系时,丰田公司的工程师发生了“由内往外”制作的主意,这种主意便是GBL的中心之处。GBL将三套夹具缩减为一套,它的运转办法便是在车体内部由一台夹具支撑并固定车体。夹具从打开的顶部伸入,在要焊接的当地固定住车身的旁边面。当旁边面焊接结束后,夹具从车体中抽出,车体则跟着出产线上移动到下一工位,以便进行下一步不需求特别东西支撑下操作的焊接,并安上车顶盖。这样,制作每一种车型只需求一个夹具设备,不只简化了操作,并且增强了灵活性──多种车型能够在同一出产线出产。当然,这需求适当准确的定位尺度的协作。这条出产线能够重复不断地将一架佳美或亚洲龙或其它类型轿车的车身适可而止地摆在机器人面前,机器人在不同车型上履行数以千计的点焊指令,对它们来说,仅有的改动仅仅软件。      总归,轿车焊接出产线是轿车制作中的要害,焊接出产线中的各种工装夹具又是焊装线的重中之重,焊接夹具的规划则是条件和根底。咱们在焊接夹具的规划中,要把握夹具的根本作业原理和规划原则,不断地学习和讨论先进的规划思路和办法,操纵轿车制作技能和工艺配备水平不断优化和进步的中心,适应轿车制作潮流的开展。只需这样,才干规划出满意用户需求的的夹具,才干制作出满意顾客严苛要求的产品。   标签: 轿车用铝合金 车身 焊接 工装 规划  
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