淺析重卡車架縱梁長圓孔加工工藝

李帥帥 黃曉亮

摘 要：隨著汽車工業的發展，整車線束集成度增加，同時為了解決線束管路虧折問題，重卡車架縱梁前端采用長圓孔代替工藝圓孔設計。文章簡單介紹兩類工藝加工長圓孔及其優缺點。

關鍵詞：重卡車架;長圓孔;復合工藝

中圖分類號：U466 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）16-222-02

Abstract： With the development of the automobile industry， the integration degree of the whole vehicle harness increases. At the same time， in order to solve the problem of the harness pipeline deficit， the front end of the heavy truck frame longitudinal beam adopts the long round hole instead of the process round hole design. In this paper， the advantages and disadvantages of two kinds of processing for long round holes are briefly introduced.

Keywords： Heavy truck frame; Long round hole; Composite process

CLC NO.： U466 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）16-222-02

引言

車架被稱為重卡的“脊梁”，是傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統的載荷基體。縱梁總成作為車架的重要組成部件，重卡縱梁結構主要分為兩類：單層梁、雙層梁。其腹面及上下翼面通常分布著300-500個不同直徑的孔，用于駕駛室、發動機、板簧支架、油箱支架、電瓶箱支架等的裝配。根據孔的受力狀態以及作用，不同孔徑也做了不同的設計，孔徑規格分布區間φ10.5--φ80。隨著汽車工業的發展，整車線束集成度增加，為了解決整車線束管路虧折問題，縱梁前端線束孔普遍采用長圓孔代替工藝圓孔設計。根據長圓孔位置不同，雙層梁又分為兩類，具體見下圖。本文就長圓孔加工工藝作簡要介紹。

1.2 沖壓工藝介紹

1.2.1 單步沖

單步沖是通過異形模具實現長圓孔加工，其主要特點是效率高、尺寸和形狀精度高。常規數控沖設備沖裁力一般集中在1200KN—1800KN，根據沖裁力計算結果，常規數控沖設備無法滿足60*120等大尺寸長圓孔加工，只能滿足小尺寸長圓孔加工。隨著線束集成化增加，長圓孔尺寸變化導致模具互換性差，模具采購周期及改造成本較大。同時整車輕量化對于車架縱梁材料屈服強度的要求越來越高，沖裁力也會越來越大，異形模具互換性低。

1.2.2 分步沖

對于現有生產線體加工長圓孔可以采取分步沖工藝加工，即將長圓孔分割成多個圓孔連續沖孔間接完成長圓孔加工。如下圖所示，將60*120長圓孔分割成3-φ60和4-φ9圓孔沖孔。其優點是無需對現有設備線體進行改造，僅需對程序簡單變化即可實現。缺點是圓孔接茬處會有尖角，大概2mm左右（陰影部分），需下道工序打磨處理或者辦理讓步接收。

另外，對于雙層長圓孔，工藝方案理論上可行的是內、外梁沖孔后合梁。考慮縱梁外形尺寸公差以及合梁間隙，點焊合梁后內、外（長）圓孔重合度會有1-2mm差值，需要后道工序打磨或者沖孔時對內梁孔徑尺寸調整+0.5-1mm抵消誤差。

2 切割工藝

2.1 單層梁長圓孔切割

單層梁上的長圓孔一般連同縱梁外形尺寸一并切割，通過手工畫線、示教完成切割程序編制。畫線切割是按照棱邊定位所以較沖壓長圓孔與周邊圓孔位置精度較差，但是長圓孔功能為線束孔，所以裝配過程對其位置精度要求較小。常見的等離子機器人最大切割距離2200mm左右，切割公差±3mm。可以滿足98%以上產品長圓孔加工。同時等離子切割速度快、切割質量高等優點，適用于多種長圓孔尺寸，被絕大多數重卡車企采用。

2.2 雙層梁長圓孔切割

考慮縱梁外形公差、切割公差以及定位公差累積，內、外梁分別切割長圓孔后合梁，雙層長圓孔重合度很差，孔臺階明顯，影響美觀度，一般不采取此類工藝。目前應用最多的是通過在點焊線下料輥道附加數控等離子切割系統以及增加氣動頂桿定位實現點焊合梁、切割長圓孔復合性加工，工藝流程如下：

點焊合梁后，縱梁總成沿輸送輥道移動至切割區進行長圓孔切割作業。切割過程以外梁孔為基準孔，根據長圓孔坐標編制數控程序切割。針對內、外梁前端平齊且內梁孔根據外梁孔透孔此類縱梁總成，由于點焊合梁時槽口向上外梁基準孔被內梁遮擋，利用鏡像原理制作簡易工裝將外梁基準孔轉移至視線可見后切割。然后由磁力吸盤將縱梁總成吊運至下料臺車堆垛整齊。若該批次縱梁無需切割長圓孔作業，則縱梁總成點焊合梁結束后可直接從下料側堆垛至下料臺車。

2.2.1 工藝特點

長圓孔質量提高：數控等離子切割機采用孔定位方式切割長圓孔，通過數控化程序編制代替手工劃線編程，切割準確度大大提高，另外內壁光滑無臺階現象。

2.2.2 局限性

加工車型單一：僅能加工等寬直大梁類的車架縱梁合梁、切割長圓孔，無法實現對折彎縱梁合梁以及切割長圓孔加工，此類車型需要手工切割長圓孔。

煙塵、激光污染：等離子切割機切割長圓孔的過程不封閉，切割產生大量煙塵以及激光污染，隨著國家對環保的重視以及分廠“6S”標準提倡與普及，焊接類作業不適宜室內作業。

3 結語

縱梁總成是車架的重要組成零件，隨著汽車工業的發展及技術水平的不斷提高，將會涌現出更多高精度、高效率、自動化、復合化的縱梁生產線，從而促進汽車工業迅速發展。