楊磊， 程楠， 農(nóng)明滿

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

0 引言

包邊是汽車門蓋生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包邊質(zhì)量直接影響到車身質(zhì)量和外觀，是整車質(zhì)量和感知質(zhì)量的重要組成部分。目前，全球80%汽車廠家采用壓力機(jī)包邊和機(jī)器人滾邊，壓力機(jī)包邊存在的問(wèn)題是：占地面積大，需專用地基；不便于成線布局及工藝調(diào)整；成本高，是桌式包邊的4～5倍。機(jī)器人滾邊存在的問(wèn)題是：生產(chǎn)節(jié)拍低，一般在45JPH以下；成本高，是桌式包邊的3～4倍。與以上兩種包邊形式相比，桌式包邊具有生產(chǎn)節(jié)拍較高、便于生產(chǎn)線布置以及設(shè)備成本較低等優(yōu)點(diǎn)。

1 技術(shù)背景

包邊類型主要有三種，即桌式包邊（Table Top Hemming）、壓力機(jī)包邊（Press Hemming）和機(jī)器人滾邊（Roller Hemming）。桌式包邊分預(yù)包和主包兩個(gè)步驟，其主預(yù)包機(jī)構(gòu)均分為兩種，即杠桿機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)。杠桿機(jī)構(gòu)（圖1）的包邊壓力方向與大小會(huì)隨包邊半徑的不同而變化，只適用于平直包邊；四桿機(jī)構(gòu)（如圖2）可以實(shí)現(xiàn)一致的壓力方向和均衡的包邊力，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)平直包邊和復(fù)雜輪廓包邊。

按照主預(yù)包機(jī)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性，桌式包邊裝置可分為主預(yù)包分體式（圖1、圖2）和主預(yù)包聯(lián)動(dòng)式（圖3）兩種。分體式的不足是機(jī)構(gòu)布置緊湊，空間狹小，不便于安裝維修，且動(dòng)力部件多，設(shè)備成本及維護(hù)成本較高；現(xiàn)有聯(lián)動(dòng)式包邊裝置的預(yù)包為杠桿機(jī)構(gòu)，其缺陷是無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜輪廓包邊。

圖1

圖2

1.主包機(jī)構(gòu) 2.預(yù)包機(jī)構(gòu)

針對(duì)上述缺陷和不足，提出一種新型的桌式包邊裝置——主預(yù)包四桿聯(lián)動(dòng)包邊裝置（圖4），設(shè)計(jì)要點(diǎn)有二：一是主預(yù)包都采用四桿機(jī)構(gòu)，均可實(shí)現(xiàn)一致的壓力方向和均衡的包邊力，無(wú)論是平直還是復(fù)雜輪廓，都可達(dá)到良好的包邊效果；二是主包機(jī)構(gòu)增力聯(lián)動(dòng)，通過(guò)增力連桿的增力作用，使得預(yù)包邊過(guò)程平緩而有力。預(yù)包邊是影響包邊質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，增力連桿與四桿預(yù)包機(jī)構(gòu)相結(jié)合，對(duì)預(yù)包邊質(zhì)量控制取得了突破性的改善，從而能有效保證最終包邊質(zhì)量。

2 增力連桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)

本聯(lián)動(dòng)裝置的主預(yù)包由同一個(gè)驅(qū)動(dòng)元件推動(dòng)，在主包機(jī)構(gòu)下壓過(guò)程中，通過(guò)主預(yù)包聯(lián)動(dòng)桿推動(dòng)預(yù)包機(jī)構(gòu)完成預(yù)包并撤出，主包機(jī)構(gòu)繼續(xù)下壓完成主包動(dòng)作，在1個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)完成主預(yù)包動(dòng)作。

2.1 聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)順序

圖4

聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。其具體工作過(guò)程如圖5所示，狀態(tài)Ⅰ為主預(yù)包均打開(kāi)的初始狀態(tài)。此時(shí)，在驅(qū)動(dòng)元件推動(dòng)下，主包杠桿繞B點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)推動(dòng)主包刀和預(yù)包刀向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)主包杠桿和聯(lián)動(dòng)桿的鉸接點(diǎn)由A1點(diǎn)（狀態(tài)Ⅰ）運(yùn)動(dòng)到A2點(diǎn)（狀態(tài)Ⅱ）時(shí)，預(yù)包刀完成壓緊工作。然后在驅(qū)動(dòng)元件推動(dòng)下，主包杠桿繞B點(diǎn)繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，主包刀繼續(xù)下移，而預(yù)包刀跨過(guò)臨界點(diǎn)（A2點(diǎn)）后，則反向向上返回。當(dāng)主包杠桿和聯(lián)動(dòng)桿的鉸接點(diǎn)到達(dá)A3點(diǎn)（狀態(tài)Ⅲ）時(shí)，主包刀完成主包工作，此時(shí)，驅(qū)動(dòng)元件達(dá)到最大行程。之后，驅(qū)動(dòng)元件返程帶動(dòng)主預(yù)包機(jī)構(gòu)作逆向運(yùn)動(dòng)，主包杠桿和聯(lián)動(dòng)桿的鉸接點(diǎn)經(jīng)A4點(diǎn)（狀態(tài)Ⅳ）回到A1點(diǎn)（狀態(tài)Ⅰ），從而完成整個(gè)包邊過(guò)程。

2．2 新機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

1）主預(yù)包均采用四桿機(jī)構(gòu),即便是復(fù)雜輪廓的門蓋零件，翻邊輪廓各點(diǎn)也都能獲得一致的主預(yù)壓包邊壓入角度和均衡的壓力值，從而能夠保證良好的包邊質(zhì)量。

2）預(yù)包邊為包邊過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包邊質(zhì)量主要取決于預(yù)包邊質(zhì)量的好壞。本裝置預(yù)包驅(qū)動(dòng)連桿為增力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，預(yù)包過(guò)程平緩而有力，更利于預(yù)包質(zhì)量控制。

圖5

3）在主包機(jī)構(gòu)下壓過(guò)程中，由連桿推動(dòng)預(yù)包機(jī)構(gòu)完成預(yù)包邊，縮短包邊過(guò)程，節(jié)省包邊時(shí)間，與分體式主預(yù)包形式相比，節(jié)拍由60JPH提升至70JPH。

4）主預(yù)包共用同一驅(qū)動(dòng)元件，省去66.7%的驅(qū)動(dòng)元件，節(jié)省動(dòng)力約30%，降低能耗約30%，噪聲由68 dB降低至50 dB，更加節(jié)能環(huán)保，更有利于電氣控制以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升級(jí)改造。

5）主預(yù)包聯(lián)動(dòng)，機(jī)械系統(tǒng)同步性更好，有利于包邊質(zhì)量控制；包邊機(jī)構(gòu)緊湊，對(duì)于小段包邊，也能夠方便擺放布置；降低設(shè)備成本和維修保養(yǎng)成本約18%；包邊單元外圍空間增大約15%，更便于維修保養(yǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

此技術(shù)機(jī)構(gòu)在汽車工裝上的應(yīng)用前景廣闊，在節(jié)約包邊設(shè)備的制造和采購(gòu)成本方面效果明顯，降低維修保養(yǎng)成本約18%，提高門蓋線生產(chǎn)效率約16.7%。該技術(shù)的應(yīng)用，在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，使成本得到有效控制。

［1］ 吳戈．汽車車身包邊工藝的探討［J］．廣西機(jī)械，2000（3）:53-54.

［2］ 馬玉玲.汽車包邊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與改進(jìn)［J］．汽車工藝與材料，2000（6）:39-40.