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        客車側(cè)圍蒙皮電熱張拉工藝技術(shù)研究

        2021-08-31 00:47:46任文超王林照安徽安凱汽車股份有限公司
        安徽科技 2021年7期
        關(guān)鍵詞:工藝

        文/任文超 陳 忠 王林照(安徽安凱汽車股份有限公司)

        側(cè)圍蒙皮是車身圖案的主要噴涂部位,其表面平整度直接決定了蒙皮的造型和裝飾效果,高質(zhì)量的側(cè)圍蒙皮可有效降低后期涂裝的刮灰量,提高整車油漆外觀質(zhì)量,因此側(cè)圍蒙皮的張拉工藝是客車生產(chǎn)企業(yè)的重點(diǎn)管控工序。隨著客車張拉工藝水平的提高,電熱張拉工藝以其簡(jiǎn)單、高效、張拉后蒙皮平整度高等優(yōu)點(diǎn),正被越來(lái)越多的客車企業(yè)選用[1]。側(cè)圍蒙皮電熱張拉后,為達(dá)到工藝要求的伸長(zhǎng)量,需要確定不同規(guī)格的蒙皮所需的加熱時(shí)間和蒙皮表面溫度,這方面行業(yè)內(nèi)一直缺少相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)支撐。

        本文是在對(duì)不同規(guī)格側(cè)圍蒙皮電熱張拉后蒙皮伸長(zhǎng)量進(jìn)行試驗(yàn)后,確定了為達(dá)到相應(yīng)工藝標(biāo)準(zhǔn),側(cè)圍蒙皮在電熱張拉時(shí)設(shè)備所應(yīng)該設(shè)定的加熱時(shí)間及蒙皮表面應(yīng)該達(dá)到的溫度。

        一、 側(cè)圍蒙皮電熱張拉工藝流程及工藝標(biāo)準(zhǔn)

        1.工藝流程

        第一步:先將前端蒙皮點(diǎn)焊固定到側(cè)圍骨架上,然后將蒙皮前后兩端裝夾到張拉夾頭內(nèi),啟動(dòng)張拉按鈕,對(duì)蒙皮拉緊張拉,直到車身穩(wěn)定、蒙皮張緊。

        第二步:?jiǎn)?dòng)加熱按鈕,電流通過蒙皮,蒙皮被加熱,蒙皮在加熱過程中受熱膨脹、伸長(zhǎng)。

        第三步:蒙皮加熱自動(dòng)停止后,使用單面點(diǎn)焊機(jī)將蒙皮點(diǎn)焊到側(cè)圍骨架上,蒙皮焊接好后,隨著時(shí)間延長(zhǎng),蒙皮表面逐漸冷卻,冷卻過程中收縮,將此前熱膨脹的蒙皮繃緊。

        通過上述過程可知,電熱張拉工藝主要是運(yùn)用了“熱脹冷縮”原理來(lái)保證蒙皮能夠繃緊[2],在此過程中,蒙皮表面的加熱溫度對(duì)蒙皮張緊度有很大影響。

        2.工藝標(biāo)準(zhǔn)

        理論標(biāo)準(zhǔn)為:蒙皮加熱張拉后,蒙皮伸長(zhǎng)率達(dá)到0.08%~0.1%[3],電加熱張拉2 000 N 的拉力,只起到將蒙皮拉緊的作用,不會(huì)使蒙皮產(chǎn)生破壞性的塑性變形。

        二、蒙皮加熱時(shí)間和表面溫度測(cè)定

        1.測(cè)定方法

        為測(cè)定不同規(guī)格側(cè)圍蒙皮在電熱張拉后,達(dá)到工藝規(guī)定的0.08%~0.1%的伸長(zhǎng)率所需的加熱功率和加熱時(shí)間,試驗(yàn)采取了如下方法:

        (1)增加標(biāo)尺:對(duì)熱張拉設(shè)備進(jìn)行改進(jìn),在設(shè)備張拉端氣缸上增加定位標(biāo)尺。

        (2)設(shè)定加熱功率、加熱時(shí)間:本次試驗(yàn)的張拉設(shè)備最大功率為200 kW,且加熱功率可在最大功率的1%~100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。試驗(yàn)時(shí)先在張拉設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定好加熱所用的功率P和加熱時(shí)間t。

        (3)蒙皮加熱伸長(zhǎng)量測(cè)量:?jiǎn)?dòng)進(jìn)氣開關(guān),張拉氣缸進(jìn)氣后,蒙皮被張緊,從定位標(biāo)尺上讀出此時(shí)標(biāo)尺數(shù)值,記錄此時(shí)數(shù)值為m1;對(duì)蒙皮通電加熱,在蒙皮加熱過程中,氣缸隨著加熱的過程推進(jìn),蒙皮受熱膨脹,氣缸的拉力依然存在,氣缸逐步產(chǎn)生位移,加熱過程完成后,從定位標(biāo)尺上讀出此時(shí)標(biāo)尺數(shù)值,記錄此數(shù)值為m2;蒙皮拉伸量為二者的差值。

        (4)表面溫度測(cè)量:蒙皮張拉前,先在距離張拉夾頭100 mm、200 mm、300 mm、400 mm、500 mm 的A、B、C、D、E五點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記,張拉結(jié)束后,立即測(cè)量上述各標(biāo)記點(diǎn)處的溫度并記錄。

        按照上述方法,反復(fù)調(diào)整張拉設(shè)備的加熱功率百分比和加熱時(shí)間,直至蒙皮達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)要求的伸長(zhǎng)率。記錄此時(shí)的加熱功率百分比、加熱時(shí)間和蒙皮表面各測(cè)量點(diǎn)溫度,此即為該種規(guī)格蒙皮適用的加熱功率百分比和加熱時(shí)間。

        2.測(cè)量數(shù)據(jù)匯總

        經(jīng)選擇厚度為1.0 mm 鍍鋅板,長(zhǎng)度為8~12 m 公路客車和長(zhǎng)度8~12 m 公交客車側(cè)圍蒙皮進(jìn)行上述試驗(yàn),現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1、表2 所示。其中,公路客車的蒙皮寬度為735 mm,蒙皮厚度為1 mm,蒙皮表面初始溫度為30 ℃,環(huán)境溫度為12 ℃;公交車的蒙皮寬度為1m,厚度為1 mm,蒙皮表面初始溫度為30 ℃,環(huán)境溫度為6 ℃。

        表1 公路客車測(cè)量數(shù)據(jù)

        表2 公交車測(cè)量數(shù)據(jù)

        三、數(shù)據(jù)結(jié)果分析及熱張拉時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)制定

        通過對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后可知,為使側(cè)圍蒙皮加熱后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的0.1%的伸長(zhǎng)量,針對(duì)蒙皮寬度為735 mm,長(zhǎng)度為8~12 m 的公路客車,在設(shè)備加熱功率百分比設(shè)定為60%(即120 kW)時(shí),蒙皮表面溫度需要在107~115 ℃;加熱時(shí)間,10.8~11.6 m 長(zhǎng)度范圍的蒙皮至少需要90 s,9.6 m 長(zhǎng)蒙皮至少需要70 s,8.6 m 長(zhǎng)蒙皮至少需要60 s。同理,針對(duì)蒙皮寬度為1 m、長(zhǎng)度為8~12 m 的公交客車,在設(shè)備加熱功率百分比設(shè)定為80%(即160 kW)時(shí),蒙皮表面溫度需要在100~119 ℃范圍內(nèi);加熱時(shí)間,10.2~11.2 m 長(zhǎng)度范圍的蒙皮至少需要90 s,9.2 m 長(zhǎng)蒙皮至少需要80 s,8.2 m 長(zhǎng)蒙皮至少需要70 s。且蒙皮長(zhǎng)度偏差在不大于1 m 時(shí),蒙皮加熱時(shí)間和表面溫度基本不變。

        根據(jù)上述分析,結(jié)合我公司各平臺(tái)車型側(cè)圍蒙皮寬幅尺寸,制定了表3 的側(cè)圍蒙皮熱張拉加熱時(shí)間工藝技術(shù)要求。

        表3 不同規(guī)格側(cè)圍蒙皮張拉加熱時(shí)間

        四、結(jié)語(yǔ)

        本文的試驗(yàn)研究,確定了在設(shè)備加熱功率一定的情況下,蒙皮加熱時(shí)間與蒙皮伸長(zhǎng)率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。依據(jù)本文的結(jié)論,后續(xù)生產(chǎn)只需在設(shè)備上設(shè)定好相應(yīng)規(guī)格蒙皮的加熱時(shí)間,即可保證側(cè)圍蒙皮的平整度,為側(cè)圍蒙皮平整度的定量測(cè)量和制作質(zhì)量提供了保證。

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