新昌技師學(xué)院 浙江新昌 312500

1 干燥儲(chǔ)液器概述

干燥儲(chǔ)液器是汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中的重要組件［1］，主要包括筒體、干燥袋和密封過(guò)濾器組件。筒體采用細(xì)長(zhǎng)形鋁管件一端密封制成，干燥袋放置于筒體內(nèi)，由密封過(guò)濾器組件密閉。密封過(guò)濾器組件一端的筒體側(cè)面設(shè)有進(jìn)口和出口，與冷凝器集液管相連通。因此，筒體是干燥儲(chǔ)液器質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。筒體包括筒管和下壓蓋，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝中，筒管經(jīng)自動(dòng)下料機(jī)下料后由車(chē)床車(chē)削成型，并在筒管的后端采用下壓蓋固定焊接密封。這一生產(chǎn)工藝中存在車(chē)削后內(nèi)外表面容易氧化的現(xiàn)象，后續(xù)焊接前需要化學(xué)清洗，清洗不凈時(shí)容易使下壓蓋焊接產(chǎn)生虛焊，導(dǎo)致質(zhì)量事故。并且化學(xué)清洗對(duì)環(huán)境的影響較大，容易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，增加企業(yè)生產(chǎn)成本。為此，此項(xiàng)工藝改革已經(jīng)勢(shì)在必行。

筆者結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，介紹一種自動(dòng)化程度高、無(wú)污染的低成本汽車(chē)干燥儲(chǔ)液器筒體生產(chǎn)工藝，旨在為解決當(dāng)前汽車(chē)干燥儲(chǔ)液器筒體生產(chǎn)工藝中存在的問(wèn)題提供一定的參考和思路。

2 傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝

筆者對(duì)汽車(chē)干燥儲(chǔ)液器筒體傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝調(diào)研發(fā)現(xiàn)，筒管經(jīng)下料后，由數(shù)控車(chē)床對(duì)筒管兩端的連接部進(jìn)行車(chē)削加工。車(chē)削時(shí)由于工序自身冷卻的需要，會(huì)采用大量皂化液冷卻。皂化液殘留在筒管表面的水分導(dǎo)致表面氧化發(fā)黑，此氧化表面對(duì)后續(xù)的下壓蓋焊接影響較大，容易產(chǎn)生虛焊，導(dǎo)致水壓氣漏測(cè)試時(shí)產(chǎn)品報(bào)廢率高達(dá)1.68%。為此，企業(yè)為提高產(chǎn)品的焊接合格率，在焊接前對(duì)管子進(jìn)行鹽酸化學(xué)清洗，而此清洗工藝對(duì)環(huán)境和操作人員健康影響較大，特別是在環(huán)保要求不斷提高的情況下，企業(yè)不得不停產(chǎn)整改，嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率。此外，下壓蓋的焊接工序勞動(dòng)強(qiáng)度大、技術(shù)要求高，焊接時(shí)需要焊接工人長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度專(zhuān)注生產(chǎn)，對(duì)身體傷害較大。

3 新生產(chǎn)工藝

針對(duì)上述問(wèn)題，筆者對(duì)汽車(chē)干燥儲(chǔ)液器筒體展開(kāi)新生產(chǎn)工藝的研究。新生產(chǎn)工藝主要由下料、車(chē)削、點(diǎn)焊整形和清洗四道工序構(gòu)成［2］。在車(chē)削工序中，通過(guò)新研發(fā)的低溫油霧冷卻系統(tǒng)替代皂化液冷卻，用油霧覆膜技術(shù)杜絕筒管表面氧化發(fā)黑現(xiàn)象的發(fā)生。通過(guò)研發(fā)的滾壓縮口增厚裝置，對(duì)筒管的尾端進(jìn)行機(jī)械式擠壓增厚縮口密封，免去了焊接工序，在減少焊接質(zhì)量問(wèn)題的同時(shí)減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。新研發(fā)的點(diǎn)焊沖壓整形裝置提高了產(chǎn)品的外觀(guān)質(zhì)量，提升了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。新生產(chǎn)工藝在最后的清洗工序中，采用碳?xì)涑暻逑?，解決了環(huán)保問(wèn)題。新生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)干燥儲(chǔ)液器筒體的自動(dòng)化、高效率、綠色化生產(chǎn)，減少了對(duì)環(huán)境的污染。

3.1 低溫油霧冷卻系統(tǒng)

低溫油霧冷卻系統(tǒng)如圖1所示，主要包括虹吸起霧裝置和渦旋管冷卻槍?zhuān)?］。虹吸起霧裝置通過(guò)高壓氣體的相互運(yùn)動(dòng)，形成壓力差，將油箱中的儲(chǔ)油吸出，形成油霧經(jīng)輸出口輸出。渦旋管冷卻槍利用渦旋管將普通壓縮空氣變成冷熱兩股低壓氣流，熱氣流經(jīng)抑制器反射，一部分從熱氣出口排出，另一部分經(jīng)腔體自身發(fā)散。冷氣流從萬(wàn)向軟管排出，這一軟管直接指向需冷卻的部位，可以立即冷卻發(fā)熱部件。

▲圖1 低溫油霧冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

使用時(shí)，虹吸起霧裝置通過(guò)管道與渦旋管冷卻槍相連，高壓氣體經(jīng)過(guò)虹吸起霧裝置將油吸出，帶有油霧的高壓氣體經(jīng)渦旋管冷卻槍降溫后，形成冷油霧氣體噴射到工件，在工件高速旋轉(zhuǎn)的作用下，使工件的表面形成一層油膜，隔絕了筒管表面和空氣的接觸，防止工件表面氧化發(fā)黑現(xiàn)象的發(fā)生。此外，輸出的冷油霧氣體對(duì)刀具表面進(jìn)行冷卻，提高了切削加工性能。低溫油霧冷卻系統(tǒng)由數(shù)控機(jī)床指令控制輸出，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制。

3.2 滾壓縮口增厚裝置

滾壓縮口增厚裝置如圖2所示，包括壓輪、傳動(dòng)軸和安裝座等［4］。傳動(dòng)軸一端通過(guò)軸承固定安裝于安裝座上，另一端懸伸出安裝座的端面。傳動(dòng)軸的懸伸端套裝有壓輪，壓輪與安裝座之間間隔一定距離。安裝座固定安裝于車(chē)床刀架上。傳動(dòng)軸內(nèi)設(shè)有兩條間隔一定距離、呈軸向布置的冷卻通道，一條冷卻通道作為進(jìn)氣通道，另一條冷卻通道作為出氣通道。壓輪內(nèi)設(shè)有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽用作冷媒氣體的容置腔。傳動(dòng)軸懸伸端對(duì)應(yīng)于環(huán)形凹槽的外圓面上設(shè)有多個(gè)均貫通于兩條冷卻通道出口的冷媒氣體輸出孔，使刀具在使用時(shí)自動(dòng)冷卻，減少黏刀現(xiàn)象的發(fā)生，改善切削效率。在安裝座上設(shè)有螺釘調(diào)節(jié)孔，用于調(diào)節(jié)刀具的相對(duì)位置。

▲圖2 液壓縮口增厚裝置結(jié)構(gòu)

使用時(shí)將滾壓縮口增厚裝置安裝于機(jī)床刀架上，筒管安裝于數(shù)控車(chē)床主軸，主軸帶動(dòng)工件高速旋轉(zhuǎn)，壓輪通過(guò)數(shù)控程序?qū)ぜM(jìn)行背吃刀量遞減式擠壓，使筒管后端端部旋壓縮口，直接成型為與本體連為一體的端蓋。此過(guò)程中，通過(guò)滾壓設(shè)計(jì)的三段圓弧形相切滾壓面，與筒管接觸表面部位產(chǎn)生軸向移動(dòng)，使端部在封閉的同時(shí)受力擠壓增厚，確保筒管封口端的壁厚增加0.2～0.4 mm的要求，防止使用時(shí)管體在壓力作用下爆裂［5］。

3.3 點(diǎn)焊沖壓整形裝置

點(diǎn)焊沖壓整形裝置包括工作臺(tái)、定位導(dǎo)柱、夾緊機(jī)械手、左右橫移裝置、點(diǎn)焊機(jī)械手和整形熱壓模等［6-7］。定位導(dǎo)柱和夾緊機(jī)械手設(shè)置于工作臺(tái)上，定位導(dǎo)柱頂端的內(nèi)部設(shè)置有加熱裝置。左右橫移裝置設(shè)置于工作臺(tái)的下方，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)左右橫向移動(dòng)。點(diǎn)焊機(jī)械手和整形熱壓模分別安裝于工作臺(tái)左右兩側(cè)。點(diǎn)焊沖壓整形裝置由可編程序控制器控制，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化操作。

使用時(shí)，將滾壓縮口的筒管套裝于定位導(dǎo)柱中，由夾緊機(jī)械手對(duì)其夾緊，可編程序控制器驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)向左方點(diǎn)焊機(jī)械手下方運(yùn)動(dòng)。到達(dá)點(diǎn)焊機(jī)械手正下方后，對(duì)接觸的筒管端部接觸點(diǎn)進(jìn)行焊接，使接觸的筒管端部熔合封閉，增強(qiáng)端蓋的強(qiáng)度和密封性。在完成對(duì)前述接觸點(diǎn)進(jìn)行焊接后，工作臺(tái)向右方整形熱壓模下方運(yùn)動(dòng)。定位導(dǎo)柱頂端內(nèi)部的加熱裝置對(duì)定位導(dǎo)柱頂端加熱。對(duì)端蓋進(jìn)行加熱，使其軟化。在整形熱壓模中設(shè)計(jì)的具有與端蓋一致外形的光滑模腔壓模對(duì)端蓋進(jìn)行壓靠，使端蓋壁厚均勻，并且外表面光滑，完成端蓋光整處理。

3.4 擺動(dòng)式碳?xì)涑暻逑礄C(jī)

新生產(chǎn)工藝在原有碳?xì)涑暻逑礄C(jī)的基礎(chǔ)上［8-9］，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，針對(duì)筒管長(zhǎng)度較長(zhǎng)的特點(diǎn)，在清洗工藝中增加了擺動(dòng)和傾倒工序。使用時(shí)將工件放入進(jìn)料框中，工件進(jìn)入進(jìn)料框后由橫梁上自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的掛鉤運(yùn)輸上升到清洗槽的上方，下降放入初洗槽初洗。初洗槽下安裝有凸輪機(jī)構(gòu)［10］和超聲裝置［11］，工件放入后，凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)配合超聲波對(duì)工件筒壁油膜進(jìn)行清洗。清洗完成后，料框拉起并傾斜60°，將筒管內(nèi)液體倒出，防止筒內(nèi)積液氧化。同樣步驟完成半精洗和精洗加工，然后輸出至干燥倉(cāng)，由內(nèi)設(shè)風(fēng)干裝置風(fēng)干，并經(jīng)出料口輸出，進(jìn)入裝配車(chē)間實(shí)施下一道工序。

經(jīng)過(guò)一年多批次的試生產(chǎn)后，汽車(chē)干燥儲(chǔ)液器筒體相關(guān)參數(shù)經(jīng)檢驗(yàn)全部滿(mǎn)足圖紙的要求。通過(guò)筆者對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝成本和改進(jìn)后新生產(chǎn)工藝成本的數(shù)據(jù)比較，顯示新生產(chǎn)工藝通過(guò)優(yōu)化車(chē)削冷卻系統(tǒng)和以壓代焊工序，減少了清洗和焊接兩道工序，使生產(chǎn)成本降低25%以上，產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題比例下降1.4個(gè)百分點(diǎn)，有效提升了企業(yè)生產(chǎn)效率。通過(guò)使用新研發(fā)的點(diǎn)焊沖壓整形裝置，產(chǎn)品的外觀(guān)質(zhì)量提升明顯，表面整體一致性好，提升了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。筆者通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的破壞性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品的耐壓防爆性比傳統(tǒng)的焊接密封有所提升。新改進(jìn)設(shè)計(jì)的擺動(dòng)式碳?xì)涑暻逑礄C(jī)，清洗性能好，無(wú)環(huán)境污染。新生產(chǎn)工藝減少了15%左右的員工數(shù)量，降低了勞動(dòng)者的操作強(qiáng)度，提高了操作者的安全性，使企業(yè)產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益，并已申請(qǐng)了發(fā)明專(zhuān)利和多項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利。

4 總結(jié)

筆者通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐研究，詳細(xì)介紹了汽車(chē)干燥儲(chǔ)液器筒體新生產(chǎn)工藝和工裝結(jié)構(gòu)。這一生產(chǎn)工藝能有效保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高加工效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了無(wú)污染的自動(dòng)化生產(chǎn)，為產(chǎn)品的綠色化、自動(dòng)化流水線(xiàn)生產(chǎn)打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

實(shí)踐證明，筆者設(shè)計(jì)的汽車(chē)干燥儲(chǔ)液器筒體新生產(chǎn)工藝新穎、實(shí)用、環(huán)保、成本低廉，可以用于其它類(lèi)似管類(lèi)零件的生產(chǎn)加工，具有一定的實(shí)用價(jià)值。