汽車車門常用包邊工藝比較及技術難點分析

張寶紅

摘 要：文章首先綜述汽車車門包邊工藝，然后介紹和比較分析了目前汽車廠商常用的液壓機加包邊模系統和機器人滾邊系統兩種車門包邊工藝，并重點闡述了機器人滾邊成形工藝的技術難點。為適應汽車廠商小批量多車型生產模式的變化，自動化、柔性化程度越來越高的組焊生產線會更多地采用機器人滾邊工藝進行車門包邊成形生產。

關鍵詞：汽車;生產技術;包邊工藝

中圖分類號：U466? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2019）12-162-03

Abstract： This paper firstly summarizes the technology of automobile door bounding， then introduces and analyzes the two kinds of technology of hydraulic machine bounding die system and robot bounding system commonly used by automobile manufacturers. In order to adapt to the changes in the production mode of small batch multi-vehicle， the highly automatic and flexible welding production line will use the robot roller technology more and more to produce the door envelope forming.

Keywords： automobile; production technology; wrapping process

前言

在汽車行業競爭日趨白熱化階段，各大汽車廠商紛紛推出新車型搶占市場份額。新車型的推出速度猶如雨后春筍般，原有生產線單一車型大批量生產方式已被淘汰，取而代之的是能適應多車型小批量生產模式的生產線，并且這樣的生產線柔性化程度也越來越高。同時受國際油價上漲和國家稅收優惠政策的影響，省油的微型轎車越來越受到市場偏好，銷量增速明顯大于其它型號的汽車。原本做大排量高檔汽車的企業也紛紛推出自己的微型轎車，使得利潤原本不高的微型轎車細分市場，競爭愈加激烈，各廠商控制成本的需求迫在眉睫。基于以上兩個方面，作為對汽車生產成本影響較大的組焊車間，其生產線的工裝設備選擇，也朝著低成本，高柔性化方面發展。

1 汽車車門包邊工藝綜述

一般汽車的車門是由內板總成和外板兩大部分構成，車門包邊工藝就是將內外板進行扣合，通過車門外板邊緣的塑性變形將內板總成一部分邊緣包住的工藝過程（見下圖）。包邊量通常在5～15mm左右。傳統的車門包邊工藝有兩種，一種是采用液壓缸包邊，利用液壓缸作為動力源，直接通過壓頭傳遞壓力進行包邊的一種方式，這種方式包邊速度較慢，包邊質量欠佳，主要應用于載貨汽車和農用機車的車門包邊，轎車車門包邊一般不采用。另一種是用液壓機配一套包邊模具的包邊方式，這種方式的最大優點就是生產率高、工件質量穩定，大多數廠家采用這種工藝。除了上述傳統的兩種包邊方式外，機器人滾邊技術是近年來產生并得到迅速發展的一項車門包邊新工藝。本文主要對后兩種包邊生產方式進行對比說明。略圖：

2 液壓機加包邊模系統

目前，液壓機加包邊模系統仍然是大多數汽車生產廠商采用車門包邊模式。該系統在設備選型上主要考慮生產效率是否能夠得到滿足，而較少考慮柔性化生產的需要。液壓機包邊系統最大的優點就是生產效率高，仍能低成本地滿足各汽車廠家對車門這種單件大批量產品的生產需要。

液壓機包邊系統采用液壓機進行包邊，有上下包邊模具，根據焊接車間的生產綱領決定是否配置換模裝置，如果生產綱領小，一臺液壓機可帶兩套或三套包邊模具，利用換模裝置對模具進行定時更換。車門液壓包邊機根據包邊車門的尺寸材質厚度等選型，一般選用200T～300T左右的液壓機，液壓機的外框尺寸由模具的外形尺寸、模高等決定，每個汽車廠商的包邊模具制造標準不同，其匹配的包邊設備也不同，所以液壓包邊機屬于非標設備，其設計制造周期較長。液壓包邊系統的一次性投資較大，對土建的要求也較高，安裝液壓機時需要獨立的地下基礎。下圖是國內某汽車廠商的液壓機包邊系統。

1.包邊上模具 2.包邊下模具 3.包邊液壓機 4.換模裝置

液壓包邊系統在進行車門包邊時一般分為兩步驟完成：預彎和壓死。由下模預彎塊和上模本曲仞完成。

3 機器人滾邊系統

隨著汽車行業向小批量多品種的生產模式轉變，機器人滾邊系統最近幾年越來越多的被汽車廠商接受并應用。機器人滾邊就是通過機器人帶動滾邊頭，對外板翻邊處施加壓力使其發生塑性變形的過程。

3.1 機器人滾邊系統的構成

機器人滾邊系統主要包括三大部分：下模具和內板定位機構、滾輪系統、機器人及其控制系統。下圖是國內某汽車廠商的機器人滾邊系統。

（1）下模具和內板定位機構

此系統由下模具和內板定位夾緊部分組成，下模采用整體鑄造數控加工而成，其型面與車門外板的型面相吻合，起保證車門包邊質量的作用。與下模連接在一起的有外板定位裝置，外板定位優先考慮孔定位，如外板上設計無孔時，則考慮以外形定位。外形定位可使用限位擋塊和彈簧擋塊，其位置和數量設計應合理，防止外板位置產生位移。內板定位采用孔定位，可采用擺臂式、下模內置式或機器人抓持式，定位后夾緊裝置夾緊內外板，機器人就開始進行滾邊作業。

（2）滾輪系統

滾輪系統是由一組形狀不同的滾邊頭組成，滾邊時根據需要轉換滾邊頭來完成滾邊任務。由于滾邊技術本身的特點，滾邊過程一般分為3～4次完成，滾邊頭通常設計為45度、90度、成型輪等。