四門兩蓋包邊新工藝

1、四門兩蓋包邊新工藝    現(xiàn)車身的四門兩蓋生產(chǎn)工藝絕大多數(shù)是采用包邊工藝將內(nèi)外板結(jié)合在一起，內(nèi)外板壓合處涂有折邊膠(構(gòu)造粘著劑)，經(jīng)過高溫烘干使折邊膠固化后將內(nèi)外板粘結(jié)，從而得到理想剛性的總成件。但在折邊膠未固化前，內(nèi)外板包邊的摩擦力并不能防止內(nèi)外板之間的相對移動，從而使得在總成件工序流動過程中造成一定程度的扭曲變形。為了確保在烘干前總成件不會因?yàn)楣ば蛄鲃佣斐删茸兓?，現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)普遍采用兩種工藝：包邊同時(shí)對折邊部位局部烘干和包邊后在折邊部位增加點(diǎn)焊或CO2焊。第一種工藝投資成本較高，不利于小批量生產(chǎn)；第二種工藝增加生產(chǎn)成本且不符合節(jié)能減排要求。筆者經(jīng)過研究和實(shí)踐

2、，得出一種新的生產(chǎn)工藝：通過在折邊膠中加入玻璃珠成分，并采用合適的包邊工藝參數(shù)，使玻璃珠嵌入包邊壓合部位的鋼板，限制了內(nèi)外板之間的相對移動，使總成件在折邊膠烘干前也能獲得理想的剛性，從而保證其理想精度。 四門兩蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)     在汽車制造工藝中，車身的四門兩蓋是由外板和內(nèi)部加強(qiáng)板組成的，兩者之間的裝配采用包邊工藝。包邊一般是指對兩個(gè)鈑金件裝配時(shí)采用一個(gè)零件的折邊包裹住另一個(gè)零件周邊的方式連接(如圖1)。為了提高四門兩蓋的壓合強(qiáng)度, 車門制造中通常采用涂布折邊膠、包邊并進(jìn)行包邊后點(diǎn)焊的方式, 有效地提高車門總成的安全性和耐久性。隨著新技術(shù)及新材料的出現(xiàn)

3、, 車門加工水平也在不斷提高。      作為汽車制造中重要的輔助材料，折邊膠的運(yùn)用能夠有效地防止水分、濕氣、異物等從內(nèi)外板的板縫間進(jìn)入引起銹蝕以及防止板材之間的錯(cuò)位，提高四門兩蓋的整體剛性。四門兩蓋的剛性要求     四門兩蓋均為外觀件，因此對于其與周圍外觀件配合的間隙、段差要求較高。而根據(jù)汽車制造工藝設(shè)定，四門兩蓋從加工總成到涂裝烘干需要較長的移動距離，且在白車身狀態(tài)需對四門兩蓋與周圍配合部件的段差進(jìn)行修整。為了保證移動過程中四門兩蓋的精度不受振動或其它因素影響和保持段差修正后的形面狀態(tài)，因此需要其具備較高的剛

4、性。      既然剛性這么重要，那剛性如何判定呢？在此有必要引入“撓變量”這個(gè)名詞，撓變量是衡量剛性的一種測量方式。這里以發(fā)動機(jī)罩為例進(jìn)行說明。如圖2，在四個(gè)部位支撐固定發(fā)動機(jī)罩，點(diǎn)A、點(diǎn)B、點(diǎn)C三點(diǎn)處施加一定荷重(使用530kgf的荷重，間隔為每5kgf進(jìn)行測試)，測定三點(diǎn)處的撓變量，通過撓變量的大小判斷剛性情況。同時(shí)，經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)，將測量簡化，得出一種更為簡單的測量方法，即將發(fā)動機(jī)罩放置平臺上，通過提升一個(gè)支點(diǎn)后觀察另一支點(diǎn)離開平面時(shí)的高度來測量發(fā)動機(jī)罩總成變形情況，以此來衡量撓變量(如圖3)。     根據(jù)

5、四門兩蓋的制造工藝分析，影響四門兩蓋剛性的主要因素有以下三個(gè)方面：包邊工藝、包邊后工藝以及折邊膠性能。包邊工藝分析     包邊工藝是指使用壓塊將折邊壓緊，包裹另一零件達(dá)到裝配的目的。在目前的汽車制造企業(yè)中，常見的包邊工藝有兩種：模具包邊和滾邊。兩種工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)。     采用壓合模具包邊工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：      1.包邊尺寸容易控制，加之沖床的導(dǎo)柱、限位塊等定位，確保了上下模的相對位置及包邊精度。     2.壓合包邊效率高，壓合

6、節(jié)奏快，沖床與車門壓合模的結(jié)合應(yīng)當(dāng)為最佳工藝途徑，為車門壓合實(shí)現(xiàn)自動化走出一條新路。     3.柔性化程度高，沖床通用的情況下可供多品種壓合模使用，如果采用快速軌道式下臺面為活動臺面，會更有利于提高多品種加工。     但采用壓合模具包邊同時(shí)也存在壓邊厚度超標(biāo)的可能，壓合厚度超標(biāo)有三個(gè)方面原因：     1.壓合模下死點(diǎn)間隙調(diào)整不當(dāng)。     2.滑塊平行度不好。     3.壓合面研磨不均勻。

7、如果車門壓合不到位，就會使車門在成千上萬次的開關(guān)沖擊中造成門里板與門外板串動，從而造成車門在重力作用下失效。     滾邊工藝是采用滾輪(一邊通過機(jī)器人手臂驅(qū)動)將折邊輥壓并包裹住另一個(gè)零件，以實(shí)現(xiàn)裝配的目的。包邊后工藝分析     四門兩蓋完成包邊后，為了減少移動過程中振動等因素對精度的影響，通常會安排包邊后工藝進(jìn)行加固。目前比較常用的是增加焊點(diǎn)(點(diǎn)焊或CO2焊)和預(yù)固化。     增加焊點(diǎn)可以有效地限制在后續(xù)工藝流程中內(nèi)外板之間的錯(cuò)位，提高四門兩蓋總成剛性，但是增加焊點(diǎn)和

8、表面處理工序，需要增加一定的制造成本；預(yù)固化工序的運(yùn)用，能夠提前將折邊膠加熱固化，使其起到限制內(nèi)外板錯(cuò)位的作用，但是預(yù)固化設(shè)備的導(dǎo)入和使用也需要增加一定的制造成本。     能否取消包邊后工藝，同時(shí)又能保證后續(xù)工藝流程中精度不產(chǎn)生波動呢？新工藝研討及現(xiàn)場應(yīng)用     包邊工藝對于一個(gè)較成熟的汽車企業(yè)已經(jīng)成型，而導(dǎo)入新的包邊設(shè)備需要投資成本太高，包邊后工藝則是我們希望取消的工藝。因此，折邊膠性能的改善成為分析和試驗(yàn)的重點(diǎn)。     經(jīng)過與密封膠供應(yīng)商的技術(shù)交流，了解到有一種新的

9、折邊膠，比現(xiàn)用折邊膠增加了玻璃珠成分。玻璃珠是一種比鋼板強(qiáng)度要高的固體微粒，經(jīng)過壓邊工藝后，能夠嵌入在內(nèi)外板之間，形成均勻嵌入分布，限制內(nèi)外板之間的錯(cuò)位和移動(如圖4)。     千萬別簡單地理解成只需把折邊膠更換成含玻璃珠的就可以了，筆者初時(shí)也陷入了此誤區(qū)：更換成為含玻璃珠的折邊膠后，發(fā)現(xiàn)并沒有提高總成剛性(減少撓變量)。經(jīng)過多次試驗(yàn)分析和與折邊膠廠家共同研究后，發(fā)現(xiàn)玻璃珠沒有充分嵌入板材中，也就起不到限制板材間相對移動的作用。最終試驗(yàn)論證的結(jié)果是：要確保玻璃珠充分嵌入板材，必需考慮以下幾個(gè)因素。     1.對

10、折邊膠的要求     對于玻璃珠的規(guī)格有著嚴(yán)格的要求。經(jīng)過試驗(yàn)，玻璃珠規(guī)格在直徑250m，含量5%，受壓在300kg/cm2以上的條件下，嵌入效果較好(如圖5)。     2.對涂膠工藝的要求     包邊面中涂膠量需足夠，目的是保證玻璃珠的個(gè)數(shù)。膠量過多或過少均不宜：膠量過多則包邊時(shí)會使膠溢出，增加用膠成本和后工序品質(zhì)處理成本；膠量太少則包邊面的玻璃珠含量太少，阻力不足?？赏ㄟ^對試驗(yàn)件進(jìn)行拆解檢證，結(jié)合圖紙要求，來確定合適膠量。涂膠現(xiàn)采用的工藝一般有兩種：其一是機(jī)器人+限量

11、膠泵的自動化涂膠，此工藝在涂膠量和涂膠位置均有保證，調(diào)整參數(shù)后易于保證穩(wěn)定性；其二是手工+膠泵，此工藝因投資少，在我國使用較多，但缺點(diǎn)多，品質(zhì)安定化困難：膠量和涂膠位置靠人保證，波動較大。若用手工打膠，則需盡可能考慮能給人參照物，去更好地保證膠量和位置，采用的方法：第一通過調(diào)整膠泵壓力、更改槍嘴出膠孔徑和規(guī)范膠槍移動速度來控制膠量，不靠作業(yè)者控制膠槍閥門開度來控制出膠量；第二采用輔助定位，保證打膠位置，如用膠槍槍嘴外圓柱面靠住外板翻邊面來確定涂膠位置；第三是生產(chǎn)過程中加以監(jiān)控，可制作折邊膠直徑量規(guī)，在生產(chǎn)中按照一定頻率進(jìn)行打膠量的檢測(圖6)。    

12、3.對壓邊參數(shù)的要求     四門兩蓋的壓邊厚度對于玻璃珠的嵌入狀態(tài)影響很大，從而決定能否最大限度起作用以保證剛性。如果壓邊厚度過大，玻璃珠就無法全部均勻地嵌入內(nèi)外板之間，起不到限制內(nèi)外板移動的作用，總成剛性也就無法得到保證。而壓邊厚度主要由模具的閉合間隙、壓力以及壓邊延時(shí)決定。之前已經(jīng)試驗(yàn)過，玻璃珠直徑為0.25mm，經(jīng)過分析計(jì)算，壓邊間隙最佳值為0.050.15mm(如圖7、圖8)。     而壓邊力的大小目的是保證模具的閉合間隙，用于試驗(yàn)的是液壓式四柱壓力機(jī)，之前試驗(yàn)已經(jīng)得出，玻璃珠受壓在300kg/cm2以

13、上的條件下，嵌入效果較好，把300kg/cm2根據(jù)壓邊面積計(jì)算出壓力機(jī)輸出的壓邊力，以此為參考值進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn)，通過測量包邊后總成厚度(參照圖8)、撓變量(參照圖3)和外觀是否變形來確定合適的壓邊力。圖9是關(guān)于壓邊力與撓變量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中判斷，壓力并不是越大越好，且有一點(diǎn)不穩(wěn)定性。     壓邊延時(shí)是指當(dāng)壓力機(jī)滑塊行程在下死點(diǎn)時(shí)(模具最小閉合間隙狀態(tài))的維持施壓時(shí)間，此時(shí)間的作用在于減小包邊后回彈?？赏ㄟ^逐秒遞增的方法進(jìn)行試驗(yàn)分析，結(jié)合生產(chǎn)節(jié)拍允許的時(shí)間確定出合適的壓邊延時(shí)。試驗(yàn)的結(jié)果是：45s延時(shí)是生產(chǎn)節(jié)拍可接受，包邊穩(wěn)定性又較高的。     經(jīng)過壓邊間隙、壓邊力以及壓邊延時(shí)的調(diào)整，再進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)后測量，四門兩蓋剛性可得到很大的提高，達(dá)到了理想的剛性，包邊后不需加焊或預(yù)固化，可滿