藍強

【摘 要】現(xiàn)階段我國所使用的轎車縱梁隔熱板襯鋁箔通常為手工折疊或切割，因而無法達到相關的歐盟工業(yè)衛(wèi)生標準。為了進一步提高我國的汽車配件生產(chǎn)能力，本文對轎車縱梁隔熱板襯鋁箔自動滾切機機械系統(tǒng)設計情況進行了分析。該系統(tǒng)的主要設計目的在于加工和切割轎車縱梁隔熱板襯鋁箔，自其投入使用以來，在自動化生產(chǎn)和操作簡單等有利因素的影響，自動滾切機機械系統(tǒng)的生產(chǎn)效率實現(xiàn)了極大的提高。本文就對轎車縱梁隔熱板襯鋁箔自動滾切機機械系統(tǒng)的設計方法及其實現(xiàn)過程進行了探討分析。

【關鍵詞】轎車縱梁；隔熱板襯鋁箔自動滾切機；機械系統(tǒng)

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，以及人民生活水平的逐步提高，人們的汽車持有量也實現(xiàn)了快速的增加。隔熱板襯鋁箔是轎車制造過程中一項十分常見的技術，通常也可稱為熱屏蔽板，指的是將金屬薄板置于相鄰的表面之間，以最大限度減小熱輻射的一種技術，傳熱工程是其主要設計原理，其主要作用在于駕駛艙與汽車發(fā)動機之間熱量的隔離，有助于進一步提高轎車乘坐者與駕駛者的舒適度?，F(xiàn)階段，轎車縱梁隔熱板襯鋁箔的生產(chǎn)方式仍以手工為主，因而生產(chǎn)過程耗時費力，且通常無法滿足歐盟制定的相關工業(yè)衛(wèi)生標準[1]。

1.自動滾切機機械系統(tǒng)生產(chǎn)流程

第一，疊料。和加工傳動的過程相比，疊料的加工屬于一項自動化的生產(chǎn)活動。因為壓痕會切斷90%以上的鋁箔材料，因而在一段鋁箔的下降過程中，在重力因素的影響下，下段鋁箔能夠主動向前段鋁箔上疊落，這也是自動滾切機機械系統(tǒng)的主要優(yōu)勢。然而，相關的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗結(jié)果表明，若盤底面疊料是平面，則疊料失敗的現(xiàn)象也會時有發(fā)生，所以，按照力學結(jié)構理論，通常把底面疊料盤設計為突出形狀，從而為鋁箔的自動跌落過程提供保證[2]。

第二，切斷。在滿足特定的轎車縱梁隔熱板襯鋁箔部件設計長度后，通常要將鋁箔切斷，控制壓痕時間點的方法與控制切斷時間節(jié)點的方法相近，都是以旋轉(zhuǎn)編碼器所產(chǎn)生的信號為標準，在設定程序的控制下，使用氣動對切刀的活動過程進行系統(tǒng)控制，通過一組電磁換向閥，實現(xiàn)氣缸控制下的刀具活動。壓痕制作過程中偶爾也會發(fā)生鋁箔切斷現(xiàn)象，也就是鋁箔切斷后，剩余的鋁箔仍然會在刀具上粘附，因此，應將一落料板設置在切斷刀的側(cè)面[3]。

第三，牽引。凸包制作過程完成后，沿著送料平板，鋁箔能夠自動向前運動，而且，在材料自身張力特性的影響下，鋁箔材料會出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象，導致發(fā)生凸包的鋁箔無法進入15mm的上下刀具間最大間距，進而造成鋁箔堆積現(xiàn)象，因而再次發(fā)生凸包現(xiàn)象的鋁箔需要受到運動限制，而自動滾切機系統(tǒng)則通過一對摩擦轉(zhuǎn)動輪實現(xiàn)了鋁箔牽引的目標。與此同時需要注意到，在鋁箔牽引操作時，為了進一步提高牽引操作的均勻性，應早操作過程中避免產(chǎn)生過大的鋁箔與傳動輪間相互拉力[4]。然而，這一牽引力也不應低于特定水平，其主要原因在于，若牽引力達不到特定水平，則鋁箔和傳動輪治療會發(fā)生打滑現(xiàn)象，進而發(fā)生鋁箔向前輸送過程中的偏移現(xiàn)象，導致系統(tǒng)無法正常運轉(zhuǎn)。自動滾切機機械系統(tǒng)以一對橡膠輪為牽引輪，對滾摩擦輪，從而有效處理了上述矛盾現(xiàn)象，系統(tǒng)的電機能夠為這對橡膠輪的主動輪提供動力支持[5]。

第四，凸包。鋁箔通過導向輪后便開始了凸包制作程序，在凸包機轉(zhuǎn)動軸上進行凸包操作，并將旋轉(zhuǎn)編碼器安裝其上。這一該旋轉(zhuǎn)編碼器的基本作用在于，在軸轉(zhuǎn)動過程中會出現(xiàn)脈沖信號，凸包過程中，每轉(zhuǎn)動一周轉(zhuǎn)動軸，旋轉(zhuǎn)編碼器便會出現(xiàn)200個左右的電脈沖信號。因此，能夠依據(jù)轉(zhuǎn)動軸半徑和旋轉(zhuǎn)編碼器信息等相關指標，對鋁箔的長度進行準確計算[6]。

第五，導向送料。鋁箔原料通常需要加工為筒狀卷料，在加工開始時，在筒芯與外徑大小相同的同一根軸上裝置筒狀卷料，在V 型支架上同時放置軸的兩端，并保持導向軸的軸線與該軸軸線之間相互平行。這一制作環(huán)節(jié)能夠在單一導向輪的引導下，在凸包機內(nèi)置入材料，同時，凸包機能夠向前輸送材料。在系統(tǒng)的臺架下方放置電機，轉(zhuǎn)矩輸出后，能夠經(jīng)過鏈傳動傳遞到凸包機主動輪部位，同時，以7至10r/min的凸包機轉(zhuǎn)速提到1450r/min的電機轉(zhuǎn)速，經(jīng)過導向輪，鋁箔能夠均勻地置入凸包機內(nèi)，并通過凸包機逐步向前輸送。

第六，壓痕。與原有的鋁箔加工設備不同，壓痕是一項全新的加工工藝，其主要作用在于提高后續(xù)疊料加工的自動化水平。壓痕工藝指的是利用一把刀把90%至95%的鋁箔截斷，而且又不能完全截斷鋁箔材料，且旋轉(zhuǎn)編碼器能夠為鋁箔的截斷時點的選擇提供信息和依據(jù)，并通過編寫好的PLC程序加以控制。氣動回路是控制部分的主要構成部分，并通過上下形式的氣缸活塞運動來實現(xiàn)刀具的運動，且氣缸活塞的運動過程會受到電磁換向閥的調(diào)節(jié)和控制。刀具所產(chǎn)生的上下運動屬于一種瞬間運動形式。另一方面，因為鋁箔階段過程中，刀具所產(chǎn)生的瞬間運動會伴隨出現(xiàn)一定的熱量，進而導致鋁箔與刀具之間相互依附。為了有效處理這一問題，可將一塊落料板安裝在刀具周圍，并用兩個彈簧將其固定住。在鋁箔與刀具相互分離后，落料板會擋下處于上升過程的鋁箔。受到彈簧力作用的影響，刀具與鋁箔會相互分離，在該系統(tǒng)的設計過程中，通常選擇無縫隙切割的上、下刀具連接方式。

第七，壓平和牽引。鋁箔在完成切斷或者壓痕等相關環(huán)節(jié)處理后，鋁箔在刀具切割操作的影響下，必然會對鋁箔的正常運動過程產(chǎn)生一定程度的影響，進而導致部分鋁箔突起，因此應首先對鋁箔實施再次牽引。這一牽引操作的主要方法為鏈傳動模式，并選擇與導向牽引輪相反的方向。牽引送料與兩個傳動輪具有相同的牽引輪，都以電機為其主要動力來源。另一方面，在實施疊料加工前，為了壓平由刀具運動造成鋁箔的突出部分，加裝一壓平轉(zhuǎn)動輪。

2.總結(jié)

轎車縱梁隔熱板襯鋁箔自動滾切機機械系統(tǒng)設計的主要目標在于，提高該系統(tǒng)生產(chǎn)過程的國產(chǎn)化水平，在其系統(tǒng)設計過程中，重點處理了自動切割和折疊鋁箔的問題，同時實現(xiàn)了各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的相互協(xié)調(diào)運動。自動滾切機機械系統(tǒng)投入使用以來，因其生產(chǎn)自動化和操作簡便等特征，系統(tǒng)的生產(chǎn)效率也實現(xiàn)了明顯的提高。因為零件加工質(zhì)量滿足了歐盟相關工業(yè)衛(wèi)生標準，因而實現(xiàn)了國產(chǎn)化汽車配件生產(chǎn)的目標，達到了設計的預期目標。

【參考文獻】

[1]史國生.電氣控制與可編程控制器技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007：433-434.

[2]趙雪平.基于轎車縱梁的碰撞模擬及吸能特性的研究[J].南京理工大學碩士學位論文，2004，1（1）：10-11.

[3]尹子榮，尹興.安全瓶蓋自動滾切機[J].鍛壓機械，1999，1（6）：55-56.

[4]葛如海，劉星榮.汽車車身對壁正面碰撞安全性評價指標的研究[J].江蘇理工大學學報（自然科學版），2001，7（1）：98-100.

[5]王宏雁，高衛(wèi)民，賈宏波.應用計算機模擬技術研究汽車碰撞安全性[J].安全與環(huán)境學報，2001，10（1）：45-46.

[6]張維剛，鐘志華.計算機仿真技術在汽車正碰安全性能改進中的應用研究[J].機械工程學報，2002，3（1）：120-121.