載貨汽車縱梁自動化生產工藝分析

■機械工業第九設計研究院有限公司 方 赫，杜慶輝，李延春

載貨汽車縱梁自動化生產工藝分析

■機械工業第九設計研究院有限公司 方 赫，杜慶輝，李延春

1. 概述

車架作為載貨汽車組成的關鍵部件，在載貨汽車運行過程中承載著復雜的力與力矩，因此車架在載貨汽車生產過程中占據著舉足輕重的地位。縱梁是組成載貨汽車車架的重要構件，其生產工藝制約著載貨汽車的整體生產制造水平。近年來，由于國家建設發展的需要，中重型載貨汽車需求量明顯增長，汽車工廠逐漸向自動化、柔性化生產過度，因此，將自動化、柔性化生產工藝應用于載貨汽車縱梁是現今卡車制造工藝的發展方向。

現國內某載貨汽車縱梁滾壓車間引進具有世界先進水平意大利STAM的滾壓生產線，三面數控沖孔機，與國產打標機、等離子弧切割機、拋丸機、折彎機等組成自動化柔性縱梁生產線，滿足產品多品種、小批量生產需求，其生產工藝已達到國際先進水平。

2. 生產工藝分析

該縱梁滾壓車間年生產綱領79 000輛份，采用三班制生產。縱梁生產原材料采用鋼板厚5mm與8mm，其中5mm鋼板為加強板，8mm鋼板為縱梁。鋼板以卷料形式運入車間，經起重機吊運至卷料存放區。根據生產計劃吊運不同厚度卷料至滾壓機送料頭，滾壓成形后利用打標機進行打標，根據不同型號分別運至三面沖或腹面沖設備進行沖孔，沖孔工序后利用等離子弧切割機對不同型號縱梁與加強板進行切割，將切割后的板材利用拋丸機拋丸，去除表面氧化皮，最后進行折彎與壓合工序，其中少數型號縱梁不需要加強板，因此經折彎后直接運至存儲區。

在整套生產流程中各工序之間均設有板材緩存區，自動化運輸采用起重機與地面機械化運輸系統，操作人員只需操作相關設備，進行指令控制發送，便可實現生產全過程的自動化。

（1）滾壓成形與打標 滾壓是縱梁生產的首道工序，其生產質量直接影響后續工序對板材的加工精度。該工序引進意大利STAM公司制造的滾壓生產線，負責完成卷料開卷、校平、切端頭與滾壓成形，如圖1所示。

滾壓成形后對縱梁進行檢測，根據滾壓工序卡對不同型號縱梁主要進行長度、翼面高度、翼面角度的檢測，每批卷料只需檢測前四件后兩件，中間部分抽檢1/10即可。檢測合格的縱梁，利用地面機械化傳輸系統運送至通過式打標機進行打標，形成永久性標識。打標后縱梁經起重機運至板材緩存區，等待后續工序加工。

（2）沖孔與切割 沖孔采用比利時SOENEN公司制造的三面沖孔機（見圖2）與國產腹面沖孔機組成的生產線進行加工制造，沖孔主要由三面沖設備完成。縱梁經起重機吊運至沖孔機上料線，經紅外識別縱梁標號后反饋至主控制系統，由主控制系統給出沖孔機打孔位置并進行沖孔，沖孔后由人工對卷料成形首末縱梁沖孔數量進行檢測。

等離子弧切割采用國產等離子弧切割機（見圖3）進行，在切割時噴嘴與板材相隔一定距離，噴嘴處產生負電極，板材為正電極，由此板材與噴嘴形成導通的回路，產生高能量電火花對周邊氣體進行加熱，其溫度可達到上千攝氏度，達到板材熔點使板材迅速變成熔渣，后經壓縮空氣產生高速氣流將熔渣吹走，由排風系統吸收至廢料灌。在等離子弧切割時應注意控制噴頭與板材間的距離，當距離過小時產生溫度過高，會導致切割時切割面呈波浪形（見圖4），影響加工精度。縱梁一般在端部進行切割，不同型號縱梁切割方式也不盡相同。

（3）拋丸、折彎與壓合 利用國產拋丸機對沖孔后的板材進行拋丸處理，去除表面氧化皮。拋丸處理前后板材表面情況如圖5所示，從圖5b中可看出，經拋丸處理后板材表面光澤度明顯提高，表面呈細小顆粒狀分布。

圖1 意大利STAM滾壓機

圖2 三面沖設備

圖3 等離子弧切割機

拋丸后板材經起重機運至折彎機進行折彎，折彎機為國產設備，如圖6所示。根據型號將板材折彎成相應角度與腹面落差后運至板材緩存區，對折彎后板材進行折彎角度與腹面落差檢測以保證折彎質量。

某些型號縱梁內部設有單層或雙層加強板，因此需要壓合工序。本車間壓合工序主要是將縱梁經起重機吊運至輸送帶，經翻轉系統使縱梁腹面內側朝上，加強板由起重機吊運至縱梁正上方，緩慢落下后經人工壓合，螺紋聯接后運至引孔與打磨處進行處理。將成形后的成品梁運至成品暫存區存放，至此縱梁生產結束，暫存區成品梁由載貨汽車運至車架車間進行下一步裝配。

圖4 切割面

圖5 拋丸前后板材表面情況對比

圖6 折彎機

縱梁主要技術參數

（4）產品性能介紹 經上述工序加工后，可按生產計劃分別生產出單層結構、雙層結構及三層結構縱梁，其中翼面孔縱梁占縱梁總量50%，所有內加強板翼面無孔，80%縱梁腹面有落差，需要折彎，縱梁最大屈服強度可達到900MPa。縱梁主要技術參數如附表所示。

3. 結語

該載貨汽車縱梁滾壓車間目前已全面實現自動化生產，車間采用一條滾壓線，南北兩側打標機與五臺沖孔線隨后，緊接四臺等離子弧切割機與兩臺拋丸機組成的切割拋丸線，最后是四臺折彎機與兩臺壓合機組成的折彎壓合線共同組成載貨汽車縱梁自動化工藝生產線。各工序間均有技術人員進行相關精度檢測，確保縱梁生產質量。該車間在縱梁自動化柔性生產方面已達到國際先進水平，縱觀世界載貨汽車縱梁生產領域，自動化柔性生產及智能化控制已是未來載貨汽車縱梁生產的發展趨勢。

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20150820