大眾系列門鎖自動生產(chǎn)線工裝模塊的設(shè)計分析

河南省新鄉(xiāng)市過濾凈化設(shè)備有限公司 時光明

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，形狀復雜，結(jié)構(gòu)緊湊，所以手工的，半手工半自動的作業(yè)方式已無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生產(chǎn)線的機械方面的設(shè)計攻關(guān)工作。對于改造生產(chǎn)線，制訂新工藝有些體會，在這里與大家分享一下。

1 鉚接時需注意的問題

在門鎖自動生產(chǎn)線中首要的工作是設(shè)計出一套符合流水線運行要求的鎖體工裝。鎖體工裝的要求是精度高、位置準確，承載力強，這些不必細說，關(guān)鍵的是一把鎖上的三個鉚釘?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。在鉚第一個鉚釘之前，系統(tǒng)要求有一個檢測彈性套的裝置，圖1為鎖體在新工裝上的放置位置。由于自動鉚接機的鉚接桿是偏置的（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，結(jié)果會造成鉚接頭平面不平或鉚接點松動等質(zhì)量問題。所以鉚接時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，如果鉚接點是位于鎖身正中最好。這樣對于工裝、鎖體承受的壓力就比較均勻，這樣鉚接出的效果最好。但是，第一個鉚點偏偏位于鎖身最上部的下臺階處，位置偏，留給鉚機鉚接桿的空間進一步變小；而自動鉚接機的

鉚桿是有特定要求的，不能任意加長，所以鉚接時的壓緊架（簡稱壓架）的設(shè)計就比較困難。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點處。經(jīng)實測鉚接后發(fā)現(xiàn)鉚點上平面平整度是很好的，只是壓頭在壓緊鎖身的同時相對于鎖身有一點點（約0.5～1mm）的滑動，理論上會損傷鎖身上的鍍膜保護層，雖然對于每一把鎖只壓一次是無關(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頭上固定壓架垂直進行壓緊的方法，并在壓架上安置一個檢測氣缸（當鉚機頭下降壓鉚釘之前， 氣缸首先檢測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，并報警，鉚機就停止下降），經(jīng)實測，完全滿足生產(chǎn)要求。圖3為改變后的壓架方式。

前面說的第一個鉚點其實是門鎖上重要級別最低的一個。下兩個鉚點（棘爪鉚釘點和卡板鉚釘點）才是門鎖上的重中之重。這兩個鉚點鉚接的質(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打開等嚴重安全問題歸根結(jié)底就是棘爪鉚釘和卡板鉚釘?shù)你T接質(zhì)量問題。如何在自動化生產(chǎn)線上實現(xiàn)棘爪鉚釘和卡板鉚釘?shù)陌踩⒄_鉚接是設(shè)計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，鉚接其中任何一個都會引起鎖身的晃動及歪斜；而只要鉚接后的鎖身松緊度（相當于鉚點內(nèi)部的長度）超差5μm，就會造成鎖的開啟隱患。因為鎖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層；受天氣影響，這些零部件冬天會收縮，夏天會膨脹；所以當收縮或膨脹量超出5μm公差間隙，車門打不開或自動開啟的情況就隨時可能出現(xiàn)了。這樣就對鎖體工裝及壓緊鉚接工裝的設(shè)計提出了嚴格的要求。面對這樣的課題采取了以下措施：

2 工裝及壓架設(shè)計時需注意的要點

(1)：工裝組合的注意問題

對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，起到了分散鉚機壓力的作用，就大大增強了整個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)過先進的三坐標測量儀檢測也達到了<5μ m的系統(tǒng)要求。

(2)：壓架設(shè)計時需注意的要點

在鉚接棘爪鉚釘和卡板鉚釘?shù)娜魏我粋€時，都要同時壓緊另外一個鉚釘（不管是鉚接過的還是未鉚接的），這樣就可以保證鉚接時鎖體本身處于一個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。鉚接時易出現(xiàn)的一個問題是雖然鉚點的平整度，鉚點的大小都符合技術(shù)要求，但是仔細檢查鎖體時發(fā)現(xiàn)鎖體有微小活動量，不是很牢固的感覺，出現(xiàn)這種情況的原因主要是鉚機壓架的彈簧不夠硬，鎖體未被壓緊導致鉚接桿壓不到位所致。經(jīng)過一系列的改進措施，鉚出的鎖體無論在外觀上還是質(zhì)量上都達到了生產(chǎn)線的技術(shù)要求。

3 結(jié)語

新大眾生產(chǎn)線是目前國內(nèi)自動化程度最高、最先進的汽車門鎖生產(chǎn)線，主要為國內(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級供應商，上海大眾A級供應商，福特Q1供應商，海馬A級供應商等稱號。