全斌義 雷振華 蔡鋼

摘 要：目前大多數(shù)主機廠的發(fā)動機罩（后面簡稱發(fā)罩）外板和內(nèi)板之間的連接工藝一般以機器人滾邊為主，當造型設(shè)計要求發(fā)罩側(cè)邊傾斜度比較大時，因為機器人滾邊對外板翻邊角度有一定要求，導致外板和內(nèi)板之間的裝配變得比較困難。本文詳細描述了各種解決方案及對應(yīng)的應(yīng)用場景、優(yōu)勢及缺點。經(jīng)過數(shù)個發(fā)罩大角度車型滾邊裝配工藝的設(shè)計、開發(fā)及制造驗證，證實了本文所論述的各項方案及各項技術(shù)參數(shù)的嚴謹、可靠性。

關(guān)鍵詞：汽車;發(fā)動機罩;滾邊;工藝約束;技術(shù)指標

1 概述

開閉件滾邊工藝目前已經(jīng)是一項比較常見的鈑金連接技術(shù)，但是發(fā)罩側(cè)邊傾斜角度一般較?。èQ30°），發(fā)罩側(cè)邊傾斜度很大的情況并不常見（見圖1），因為其工藝實現(xiàn)的難度相對較高，主要難點在于當側(cè)邊傾斜度較大時，會存在外板和內(nèi)板裝配困難的情況。

傳統(tǒng)發(fā)罩造型設(shè)計時，往往為了滿足工藝約束而不得不把兩側(cè)的傾斜角盡量做得平緩，這就使得造型設(shè)計自由度在一定程度上受到了較大的束縛。隨著市場競爭的加劇，各大汽車公司新出的產(chǎn)品造型都在想方設(shè)法突破常規(guī)，發(fā)罩造型也不例外，發(fā)罩側(cè)邊傾斜度較大的造型風格逐漸成為了一種時尚。為解決新的造型需求和常規(guī)工藝約束存在的矛盾，本人及所在團隊經(jīng)過長期潛心研究，開發(fā)了一系列可針對不同前提條件而選擇性使用的工藝技術(shù)方案。這些工藝方案可在一定程度上滿足造型的發(fā)罩側(cè)邊傾斜度增大的需求。

2 發(fā)罩大角度滾邊裝配技術(shù)的分類及應(yīng)用場景

按裝配方式分類，主要有手工單獨裝配、吸盤夾具裝配、預包邊工裝裝配三種。各自特點如下。

2.1 手工斜插裝配

手工斜插裝配一般應(yīng)用于自動化程度不高的車間，是一種最簡便易行的裝配方式，它的特點是不需要任何器具，通過先斜插，后逐步壓入的方式，把內(nèi)板強行裝入外板之中。

主要原理：

2.1.1 先斜插后壓入，可以避免前、左、右三面干涉，并且可以實現(xiàn)內(nèi)板和外板一直是點接觸而不是面接觸，從而干涉阻力比較小，使裝配比較容易實現(xiàn);

2.2.2 當發(fā)罩外板斜度大時，內(nèi)板斜度也會一樣很大，而外板因為型面單薄平滑單面很大所以會比較軟，相對較硬而且比較重的內(nèi)板壓在上面之后，本身已經(jīng)有一個重力的作用，而且與外板形成了大的卡扣關(guān)系，輕輕一拍，就會卡進去。

手工裝配雖然比較簡便，但是它也有一定的局限性，一是手工包邊時外板和內(nèi)板相對位置精度以及外板鈑金變形量難以確定和控制，二是當開閉件所有工位要實現(xiàn)全自動化時，這種手工包邊方式便不再適用。因此在一些自動化程度較高的生產(chǎn)車間，必須開發(fā)可以自動化的機械裝配方式去對應(yīng)。目前已知的機械裝配方式就是接下來將要介紹的機器人夾具裝配、預包邊工位裝配兩種。

2.2 吸盤夾具裝配

吸盤夾具裝配一般應(yīng)用于高度自動化的車間，主要特點是在裝配夾具上增加了吸盤，通過吸盤掰開外板的方式來實現(xiàn)內(nèi)板裝入。主要原理是在內(nèi)板和外板裝配之前，通過夾具上的吸盤使外板呈張開狀態(tài)，從而讓內(nèi)板輕而易舉的放入，然后松開吸盤，外板就會自動恢復本來形狀從而把內(nèi)板扣合好。

2.3 預包邊工裝裝配

預包邊工裝裝配在全自動化和半自動化的發(fā)罩滾邊工位中都能適用，主要特點夾具上自帶一個精確可控的簡易預包邊模具，通過模具側(cè)沖實現(xiàn)預包邊，起到增加包邊工序的效果。主要原理是把外板設(shè)置的初始翻邊角度設(shè)置得很大，以便內(nèi)板可以輕松裝入外板，然后通過預包邊裝置的擠壓，使外板的翻邊角度達到現(xiàn)場機器人三序滾邊要求的角度范圍。

那么，為什么一定要先預包到一定角度范圍呢，因為很多機器人滾邊受節(jié)拍（60JPH以內(nèi)）的限制，一般只能包三序，為確保包邊品質(zhì)，每序?qū)Χ嗫砂?0°左右，三序總共最多可包105°左右。

3 三種滾邊裝配技術(shù)的分類對比

3.1 三種滾邊裝配技術(shù)各有特色，詳細情況對比見表1。

3.2 三種滾邊裝配技術(shù)分別對應(yīng)的工藝約束

發(fā)罩傾斜角雖然可以放大，但是也需要滿足一定的參數(shù)約束方可實現(xiàn)生產(chǎn)，經(jīng)過反復的模擬分析及試驗驗證，我們總結(jié)了一套經(jīng)驗的參數(shù)值，按照這一套參數(shù)值去設(shè)計發(fā)罩傾斜角度，能夠比較好的實現(xiàn)預期的包邊品質(zhì)及外觀效果，具體的參數(shù)值見表2。

4 發(fā)罩大角度滾邊裝配技術(shù)的現(xiàn)場驗證和調(diào)試

發(fā)罩大角度包邊裝配的實施需要以品質(zhì)和節(jié)拍達標為前提，量產(chǎn)之前必須對工藝參數(shù)和工裝設(shè)計做詳細的驗證。在發(fā)罩大角度滾邊裝配現(xiàn)場驗證和調(diào)試過程中需要重點關(guān)注以下三項，以保證包邊順利：

4.1 手工斜插裝配驗證只能在墊有軟腳墊的桌面上驗證，不能直接在胎膜上驗證，否則容易驗證失敗，因為胎膜的形態(tài)一般和外板密切貼合，導致外板無法自然彈開。

4.2 吸盤夾具裝配時不能把吸附張開角度設(shè)定的過大，容易變形。

4.3 當場地大小和節(jié)拍允許時，預包邊工裝裝配也可以和普通裝配夾具合二為一。

4.4 一些極端情況需要把外板翻邊長度設(shè)置的比較短（短于6mm），這時需要在發(fā)罩翻邊上加7個MIG補強，確保內(nèi)板不會隨意滑動導致內(nèi)板錯位或包邊外露。

4.5 本文描述的情況主要適用于節(jié)拍為60JPH左右的普通鋼制發(fā)罩包邊，當節(jié)拍和發(fā)罩板材發(fā)生變化時，設(shè)計及工藝參數(shù)需要做對應(yīng)的適應(yīng)性調(diào)整。

5 結(jié)語

發(fā)罩大角度包邊裝配工藝是一個相對比較新的工藝技術(shù)，符合汽車發(fā)罩造型流行趨勢，將會在國內(nèi)各大主機廠逐步普及。該工藝對工程師的設(shè)計水平，現(xiàn)場經(jīng)驗、調(diào)試能力、規(guī)劃及工裝設(shè)計等方面都提出了很高的要求。在實際開發(fā)過程中，車身和工藝設(shè)計人員需要對發(fā)罩大角度包邊裝配工藝的各項參數(shù)進行反復的評審，現(xiàn)場工程師需要對吸盤、胎膜等工裝進行反復調(diào)試和優(yōu)化，使產(chǎn)品達到品質(zhì)要求。目前發(fā)罩大角度包邊裝配工藝技術(shù)在國內(nèi)還存在較大的完善空間，需要不斷地進行經(jīng)驗總結(jié)，知識積累，為該項技術(shù)水平的提升持續(xù)努力。

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