大眾系列門鎖自動(dòng)生產(chǎn)線工裝模塊的設(shè)計(jì)分析

河南省新鄉(xiāng)市過濾凈化設(shè)備有限公司 時(shí)光明

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車零部件的生產(chǎn)也都向著自動(dòng)化流水作業(yè)的方向轉(zhuǎn)變。門鎖是汽車上關(guān)鍵的零部件之一，由于其上零件的種類多，形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)緊湊，所以手工的，半手工半自動(dòng)的作業(yè)方式已無(wú)法滿足越來越高的生產(chǎn)和質(zhì)量要求。筆者在2011年8月應(yīng)邀參加了中外合資鎮(zhèn)江恩坦華汽車有限公司的大眾系列門鎖自動(dòng)生產(chǎn)線的機(jī)械方面的設(shè)計(jì)攻關(guān)工作。對(duì)于改造生產(chǎn)線，制訂新工藝有些體會(huì)，在這里與大家分享一下。

1 鉚接時(shí)需注意的問題

在門鎖自動(dòng)生產(chǎn)線中首要的工作是設(shè)計(jì)出一套符合流水線運(yùn)行要求的鎖體工裝。鎖體工裝的要求是精度高、位置準(zhǔn)確，承載力強(qiáng)，這些不必細(xì)說，關(guān)鍵的是一把鎖上的三個(gè)鉚釘?shù)你T接質(zhì)量，如果鉚接質(zhì)量都好的話，這把鎖就成功了90%了。在鉚第一個(gè)鉚釘之前，系統(tǒng)要求有一個(gè)檢測(cè)彈性套的裝置，圖1為鎖體在新工裝上的放置位置。由于自動(dòng)鉚接機(jī)的鉚接桿是偏置的（并非垂直向下的），其在旋轉(zhuǎn)并壓緊、壓扁鉚釘頭的力量較大，所以鎖體在工裝上必然產(chǎn)生晃動(dòng)，結(jié)果會(huì)造成鉚接頭平面不平或鉚接點(diǎn)松動(dòng)等質(zhì)量問題。所以鉚接時(shí)必須用彈性壓緊裝置壓牢鎖體。由于鎖體本身在工裝上處于適中位置，如果鉚接點(diǎn)是位于鎖身正中最好。這樣對(duì)于工裝、鎖體承受的壓力就比較均勻，這樣鉚接出的效果最好。但是，第一個(gè)鉚點(diǎn)偏偏位于鎖身最上部的下臺(tái)階處，位置偏，留給鉚機(jī)鉚接桿的空間進(jìn)一步變小；而自動(dòng)鉚接機(jī)的

鉚桿是有特定要求的，不能任意加長(zhǎng)，所以鉚接時(shí)的壓緊架（簡(jiǎn)稱壓架）的設(shè)計(jì)就比較困難。初步分析后采用了如圖2的第一次方案，彈性壓頭壓在圖1A點(diǎn)處。經(jīng)實(shí)測(cè)鉚接后發(fā)現(xiàn)鉚點(diǎn)上平面平整度是很好的，只是壓頭在壓緊鎖身的同時(shí)相對(duì)于鎖身有一點(diǎn)點(diǎn)（約0.5～1mm）的滑動(dòng)，理論上會(huì)損傷鎖身上的鍍膜保護(hù)層，雖然對(duì)于每一把鎖只壓一次是無(wú)關(guān)緊要的，但最后還是決定另選方案，以杜絕此種隱患。綜合分析后決定采用在鉚機(jī)頭上固定壓架垂直進(jìn)行壓緊的方法，并在壓架上安置一個(gè)檢測(cè)氣缸（當(dāng)鉚機(jī)頭下降壓鉚釘之前， 氣缸首先檢測(cè)彈性套是否已裝在鎖身上，如果發(fā)現(xiàn)漏裝了，系統(tǒng)將發(fā)出信號(hào)，并報(bào)警，鉚機(jī)就停止下降），經(jīng)實(shí)測(cè)，完全滿足生產(chǎn)要求。圖3為改變后的壓架方式。

前面說的第一個(gè)鉚點(diǎn)其實(shí)是門鎖上重要級(jí)別最低的一個(gè)。下兩個(gè)鉚點(diǎn)（棘爪鉚釘點(diǎn)和卡板鉚釘點(diǎn)）才是門鎖上的重中之重。這兩個(gè)鉚點(diǎn)鉚接的質(zhì)量好壞將直接關(guān)系到門鎖是否能正常開關(guān)。以前曾多次出現(xiàn)的汽車門打不開以及車門在行駛過程中自動(dòng)打開等嚴(yán)重安全問題歸根結(jié)底就是棘爪鉚釘和卡板鉚釘?shù)你T接質(zhì)量問題。如何在自動(dòng)化生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)棘爪鉚釘和卡板鉚釘?shù)陌踩?、正確鉚接是設(shè)計(jì)工作方面的重要課題。在鎖身上棘爪鉚釘和卡板鉚釘都不處于正中位置，而是偏置的，鉚接其中任何一個(gè)都會(huì)引起鎖身的晃動(dòng)及歪斜；而只要鉚接后的鎖身松緊度（相當(dāng)于鉚點(diǎn)內(nèi)部的長(zhǎng)度）超差5μm，就會(huì)造成鎖的開啟隱患。因?yàn)殒i體上許多零件是塑料材質(zhì)的，即使棘爪與卡板這些關(guān)鍵零件也是鋼基材質(zhì)外鍍覆一層塑料保護(hù)層；受天氣影響，這些零部件冬天會(huì)收縮，夏天會(huì)膨脹；所以當(dāng)收縮或膨脹量超出5μm公差間隙，車門打不開或自動(dòng)開啟的情況就隨時(shí)可能出現(xiàn)了。這樣就對(duì)鎖體工裝及壓緊鉚接工裝的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)格的要求。面對(duì)這樣的課題采取了以下措施：

2 工裝及壓架設(shè)計(jì)時(shí)需注意的要點(diǎn)

(1)：工裝組合的注意問題

對(duì)于鎖體工裝采用分散受力方式來避免或延遲工裝因鉚接壓力過大而出現(xiàn)的變形；公差方面保證工裝上模板（工裝分上下兩層，分別稱上模板和下模板，兩層模板組合好后固定在鋁質(zhì)底板上）制造公差<1 μm;下模板制造公差<1 μm；鋁板制造公差<1μ m。上模板外形尺寸因鎖身形狀較復(fù)雜而出現(xiàn)許多凸凹不平之處，那么下模板起支撐及固定作用的就在周向增大了承載面積；而鋁板由于本身尺寸就比較大，承載那么小的上模板極易發(fā)生變形，由于在中間加入了下模板，起到了分散鉚機(jī)壓力的作用，就大大增強(qiáng)了整個(gè)流水線工裝的承載穩(wěn)定性。圖4為新工裝的組合整體。又由于每單層板的制造公差嚴(yán)格控制在1μm之內(nèi)，所以組裝起來的工裝模板的總公差就控制在3 μm之內(nèi)（<5μ m 的誤差要求），經(jīng)過先進(jìn)的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x檢測(cè)也達(dá)到了<5μ m的系統(tǒng)要求。

(2)：壓架設(shè)計(jì)時(shí)需注意的要點(diǎn)

在鉚接棘爪鉚釘和卡板鉚釘?shù)娜魏我粋€(gè)時(shí)，都要同時(shí)壓緊另外一個(gè)鉚釘（不管是鉚接過的還是未鉚接的），這樣就可以保證鉚接時(shí)鎖體本身處于一個(gè)與工裝底平面平行的狀態(tài)，就可以保證鉚接后的鉚釘面的平整度，鉚點(diǎn)的直徑大小在要求的范圍內(nèi)。圖5為鉚接工位的結(jié)構(gòu)視圖。鉚接時(shí)易出現(xiàn)的一個(gè)問題是雖然鉚點(diǎn)的平整度，鉚點(diǎn)的大小都符合技術(shù)要求，但是仔細(xì)檢查鎖體時(shí)發(fā)現(xiàn)鎖體有微小活動(dòng)量，不是很牢固的感覺，出現(xiàn)這種情況的原因主要是鉚機(jī)壓架的彈簧不夠硬，鎖體未被壓緊導(dǎo)致鉚接桿壓不到位所致。經(jīng)過一系列的改進(jìn)措施，鉚出的鎖體無(wú)論在外觀上還是質(zhì)量上都達(dá)到了生產(chǎn)線的技術(shù)要求。

3 結(jié)語(yǔ)

新大眾生產(chǎn)線是目前國(guó)內(nèi)自動(dòng)化程度最高、最先進(jìn)的汽車門鎖生產(chǎn)線，主要為國(guó)內(nèi)上海大眾、一汽大眾提供配套產(chǎn)品。鎮(zhèn)江恩坦華曾獲得一汽大眾A級(jí)供應(yīng)商，上海大眾A級(jí)供應(yīng)商，福特Q1供應(yīng)商，海馬A級(jí)供應(yīng)商等稱號(hào)。