柔性车架铆接线工艺设计

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+ N- W- ]4 Z( d图1  柔性车架铆接线工艺设计流程

车架总成是卡车中最重要的总成之一，汽车中几乎所有的关键总成部件都装备其上，是货车的基础部件之一。它承受着所装载的全部重量，传递着全部驱动力和制动力。中重型货车车架品种繁多，如何实现柔性车架生产线是工艺设计的难点。

柔性车架铆接线工艺设计

针对车架品种多，采用柔性固定装配台夹具及连续式输送链相结合的工艺设计，固定装配台夹具可以通过定位销子变化有效实现多品种精确定位，是车架总成定位方式的创新。

如图1所示，纵梁总成转运装置沿空中轨道将铆接后的左右纵梁总成从分装工位运到固定装配台工位。在固定装配台上将纵梁总成及横梁按确定的位置装配在一起，并对纵梁进行定位铆接，将车架固定为矩形结构，然后通过车架半成品转运装置吊运到运输链上，确保车架总成对角线尺寸精度。

固定装配台的结构如图2所示，其外形尺寸为11000mm×1200mm×930mm，包括支撑纵梁的支撑小车、放置横梁的装配台、控制车架对角线的左右纵梁定位装置、放置铆钉及螺栓等标准件的工具箱等。固定装配台包含4个支撑小车，4个支撑小车的基准中心距为3m，每个小车可移动的范围为±500mm，小车在一个底板总成上前后直线移动，底板总成通过膨胀螺栓固定在地面上。短车架采用2～3个小车支撑，长车架采用4个小车支撑，保证了5～12m的车架产品在固定装配台上生产。

固定装配台每个支撑小车一侧为固定端，一侧为气缸结构，气缸行程设为150mm并可调节。两端均设有可插装活动调整块的“工”字形滑槽，其“工”字形面的垂直面与水平面偏差为0.5/1000mm，结构适合各种车型横梁装配，保证在1m以内宽度车架的生产，柔性强。目前我公司生产的货车车架有4种宽度，分别为：800mm、860mm、865mm和940mm。固定装配台上支撑小车的纵向移动采用齿轮、链条完成，保证每个小车的位置精度。

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图2  固定装配台结构

左右纵梁定位装置在底板上的位置固定，用于定位车架、气缸及滑块的横向移动采用线形滑轨，精度±0.2mm，保证车架总成对角线差值控制在2mm内。通过更换不同规格带定位销的调整块，实现各种车型的定位。定位装置原理如图3所示。

固定装配台实现了不同长度和宽度车架产品的柔性生产，适用不同车架总成产品的纵梁定位要求，提高车架对角线和宽度尺寸的精度。

运输链可变频调速，实现车架连续式生产方式。运输链全长132m，单面66m，11个工位（一半在地面上，一半在地坑内），节距12m；每个工位上有3个支撑支架，相邻2个支撑架间距为4m（32个链板的长度），支撑架顶平面高度距地面640mm，相邻两个支撑架高度差不大于1.5mm；支撑架呈“凹”字形，凹面内宽度为950mm，两侧挡块高度为30mm；线速2.88m/min，节拍为4.16min，年生产纲领5.5万辆。

工艺流程如下：在连续线一装设有升降台装置，固定装配台完成的车架先吊到升降台上储存，确保连续线上至少有一个储备量，保证连续线的连续运转。当连续线上的支架撞击行程开关后，升降台下降，将车架落到连续线上。车架运行出一装工位后，进入二装铆接区，陆续完成车架上翼面的铆接，在二装使用悬挂的气扳机完成上翼面和部分腹面的螺栓连接。车架从二装工位出来进入三装翻转区，采用与车架装配线同步行走的翻转装置完成车架总成的翻转，然后装配零件、插铆钉和装配螺栓。车架运行至四装工位后，完成下翼面和腹面螺栓的拧紧工作，车架继续运行，进入五装铆接区后，陆续完成车架下翼面的铆接。六装工位处布置有悬挂式的夹紧夹具和撑开夹具，用于对宽度不合格车架总成的校正。最后，采用车架总成装运装置将装配完成的车架总成吊到检测工作台上进行检测，检测完毕吊至转运车上涂装滑撬。

螺栓力矩参数的保证

车架产品的发展方向是越来越多地采用螺栓连接代替铆接，例如J5P和J6系列车架多采用高强度防松螺栓连接，螺栓扭紧力矩过大或过小，都将影响制件连接强度。

车架装配线工艺技术改造采取了两项措施：一是在每条装配线单独安装1台6.9m3的空气压缩机、1个1.0m3的储气罐和1套空气净化装置，保证压缩空气的质量和压力，供应气扳机的用气量，延长气扳机的使用寿命。二是采用进口冲击式气扳机取代原有国产气扳机进行螺栓的装配，确保车架螺栓扭紧力矩值达到工艺要求范围内。对于重要件、保安件增加一道工序，采用手动定扭扳手进行附紧，保证螺栓扭矩的一致性。

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- b  T8 @% K" C% r% G& E( t4 a图3  定位装置原理

车架总成标识

汽车车架上的号码是汽车档案资料的编号，每辆车一个号码，不能重复，是产品的可追溯性标识，用于防伪和追溯生产过程。可追溯性产品标识由17位字符组成，包含：生产厂代码、车架总成产品设计号、生产年月日、装配线代码、生产班次、月流水顺序号和四位随机防伪码。

车架铆接线采用交流伺服刻划式标记机，由计算机控制，标记内容的指令可从生产网上取得或由人工输入，并将标记内容上传服务器，存入数据库，以在线随动的方式手动操作完成标记过程。架设工字梁，配双向平移滑轨滑车，由平衡器吊挂标记头，通过标记工装将标记头定位、固定在工件上，操作按钮安装在标记头的手把上，按动打印开关，标记机按照设定完成打印，车架生产数量自动递增。标记机刻划深度不小于0.5mm（材质QSTE500TM），具有补偿功能，补偿因材料变形引起的标记深度不一致问题，刻划速度3字符/s（字高7mm），打印字迹清晰，设备噪声低于70dB。

铆钳悬挂方式

车架铆接线工艺设计采用柔性单主梁组合吊架（KPK轨道）用来悬挂铆钳，横向、纵向均可移动，适应不同车架宽度的铆接要求，通过其灵活的自由度消除了歪拉斜铆引起的铆接质量缺陷。采用弹簧式机械平衡器取代原有的配重式平衡器，提高铆接操作的灵活性和安全性。组合吊架实物如图4所示。

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图4  组合吊架实物

检测工作台

为了实现车架总成不平度的在线检测，运输链的下线位置增设检测工作台，装配完成的车架总成用单钩电葫芦从运输链上吊至检测工作台，检测车架不平度，并对不合格车架总成进行校正，达到车架总成纵梁上翼面平直部分的平面度全长范围内不大于5mm的质量标准。

检测校正工作台由前后2组支撑车架总成纵梁上翼面的支撑架、1组检测台架及校正装置组成。前后2组支撑架及检测台架、校正装置均安放在1个基准台面上，基准台面通过膨胀螺栓固定在地面上。后支撑架为可前后移动的支架，以适应不同长度车架的需要，其操作高度为800mm，移动距离为6000mm。在该支撑中间位置设有夹紧装置，可以将车架纵梁上翼面固定在后支撑架上。后支撑架的移动采用电动方式，前端支撑为固定式的，与车架纵梁上翼面接触部位的支撑点可以上下移动；在该支撑中间位置设有夹紧装置，可以将车架纵梁上翼面固定在前端支撑架上。其操作高度为800mm，前后支撑架的最小距离为2500mm，最大距离为8500mm。检测台架设在前端支撑的前边，距前端支撑架的距离为1500mm。检测台架上设有2个平衡支点，检测时车架前部纵梁上翼面接触平衡支点，平衡支点下接电器元件与显示装置连接，直接显示不平度值。在前端支撑与检测台架之间设有校正装置，校正装置由2个顶紧油缸组成，可以对不合格车架进行校正，油缸φ80mm，行程为300mm。校正装置距前端支撑的距离为200mm，采用YM—35液压铆接机做为液压驱动站。

结语

车架总成是货车中最重要的总成之一，汽车中几乎所有的关键总成部件都装备其上，是货车的基础部件之一。它承受着所装载的全部重量，传递着全部驱动力和制动力，在汽车上起着非常重要的作用。中重型货车车架品种繁多，如何实现柔性车架生产线一直是工艺设计的难点。在此，本文对我公司中重型货车车架铆接工艺及工艺装备、车架检测手段及标识进行了重点阐述。