汽車四門錐型孔技術研究

張坤　楊曉東

摘 要：隨著消費者對汽車表面感受度和高品質要求的提升，四門門鎖安裝形式也進行了升級，由平頭圓孔安裝形式發展為錐型孔安裝形式。本文介紹了錐型孔的常見工藝工序種類，機器人錐型孔設備應用，常見問題，典型問題解決方案等。汽車四門錐型孔技術采用機器人沖孔系統，得到了更穩定、更優異的產品，在汽車制造業具有先進性和指導意義。

關鍵詞：錐型孔 機器人 模具

Research on the Technology of Four-door Cone Hole in Automobile

Zhang Kun，Yang Xiaodong

Abstract：With the improvement of consumers' requirements for car surface perception and high quality， the four-door lock installation form has also been upgraded， from a flat round hole installation form to a tapered hole installation form. This article introduces the common process types of tapered holes， the application of robot tapered hole equipment， common problems， solutions to typical problems， etc. The four-door cone hole technology of the automobile adopts the robot punching system， and has obtained a more stable and superior product， which has advanced and guiding significance in the automobile manufacturing industry.

Key words：cone-shaped hole， robot， mold

1 引言

中國汽車制造業進入了高速發展的階段，其中產品制造已經逐漸完成從手工制造向自動化制造的發展升級，這對于產品本身可以獲得更穩定、更優質的產品質量。伴隨著汽車工業的發展，消費者對產品的高質量、高科技、高美觀度不斷提升。汽車四門是消費者使用度最高的汽車部件之一，開門后門鎖位置是消費者首先看到的，并且是感官較強的位置。門鎖安裝形式是影響消費者感官的重要因素，所以門鎖的安裝形式從平頭圓孔到錐型孔安裝（如圖1）也是發展趨勢。

2 錐型孔成型常見工藝工序種類

四門錐型孔成型是一種將平面鈑金中間穿孔并通過沖壓形式完成錐型形狀（漏斗形狀）的一種鈑金成型工藝。

目前完成錐型孔成型工藝的方式基本可以分為3種：正面沖壓一體成型、反面沖壓一體成型、先沖平面圓孔再錐型成型（如圖2）。其中正面、反面沖壓一體成型由于鈑金的延展性以及一體成型的模具復雜性，會導致錐型孔成型后，產品出現成型后鈑金邊緣有不規則毛邊情況，產品表面有輕微壓印等問題，模具的磨損相對較快。先沖平面圓孔再錐型成型，是將此工藝分成2個步驟，在平面鈑金先沖圓孔，再進行錐型成型，合理的解決了鈑金毛邊、壓印等問題，是近年來隨著工藝發展普遍采用的一種工藝工序方式。

3 錐型孔機器人設備應用

先沖平面圓孔再錐型成型這種工藝工序中，第一步平面圓孔沖孔主要是采用鈑金沖壓工藝完成;第二步在鈑金圓孔基礎上再進行鈑金錐型成型。為保證錐型成型質量，目前行業內主要采用機器人配備高精度抓手，再通過機器人將零件抓到對應沖孔成型設備上，完成最后的成型工作。

機器人抓件錐型孔成型是隨著汽車行業自動化程度越來越高，應運而生的一種高精度、高穩定性、高自動化應用。機器人本身的高精度配合使用高精度抓手，從設備方面保證了產品生產的一致性、穩定性，再加上對零件尺寸、軌跡調試、沖孔設備的良好配合，可以保證錐型孔成型工藝的產品質量，相對于其他工藝形式具有明顯優勢。

錐型孔機器人設備應用主要可以分為3個硬件部分，分別是機器人、高精度抓手、沖孔設備（如圖3）。

4 錐型孔成型常見問題

4.1 質量問題定義

錐型孔成型工藝因獨特的錐型形狀，在運行過程中由于各種原因，對工藝進行風險分析和評估后，具體將各質量問題定義如下：

A、錐型孔未成型（漏沖）：由于設備程序問題及人為原因等，可能造成未執行成型操作，此情況較少出現。

B、錐型孔成型不完整：由于設備程序、人為操作、動力能源不充足等原因，可能造成錐型孔在成型過程中，未完全完成成型工藝，中途中斷，導致成型不完整。

C、錐型孔成型邊緣毛邊：由于沖孔設備模具損耗或者鈑金圓孔上存在不規則毛邊，導致成型后產生目視可見（不借助放大鏡）的鈑金邊緣毛邊。

D、錐型孔成型中心偏移：由于鈑金圓孔中心未能與沖孔設備模具中心對齊，導致鈑金成型后，其錐型形狀向一側偏移。

E、錐型孔成型孔徑超差：由于鈑金圓孔孔徑不達標、沖孔設備力行程不足、沖孔設備模具尺寸問題等，都會導致錐型孔成型后，其孔徑與門鎖安裝需要的尺寸產生差異。

4.2 常見設備問題

錐型孔成型工藝由機器人、抓手、沖孔設備組成，其設備在運行過程中可能會出現一些常見問題：

A、沖孔設備模具磨損：錐型孔成型工藝是對鈑金進行機械式物理形變的過程，在鈑金與模具之間的擠壓過程中，相互作用力對模具有一定的磨損，正常條件下模具的壽命可以達到10萬次沖壓過程;當模具固定松動、沖壓過程中有雜物存在等特殊情況，沖壓過程會對模具產生不可逆的損壞。

B、沖孔設備無快進行程：當設備快進行程調速閥調節不適當或者設備的活塞桿被卡住時，會出現此問題。

C、沖孔設備無力行程：當沖孔設備所需的沖壓力大于設備的最大沖壓力，模具空行程反作用力大于快進力，力行程轉換閥調節不對，液壓油耗過多等情況時，可能會出現此問題。

D、沖壓設備無返回行程：沖壓設備壓力開關無信號，返程阻力大于返程力，返程節流閥調節不當，活塞桿被卡住時，可能會出現此問題。

5 典型問題解決方案

錐型孔成型工藝最終是要在汽車裝配時與車門鎖和螺栓良好配合，安裝到位才能完成其功能。在整個工藝過程中，最典型的問題：螺栓安裝后在錐型孔周邊產生細小的油漆裂紋（如圖4）。

5.1 問題原因分析

對錐型孔成型典型問題油漆裂紋從各個方面進行原因分析并通過各種手段對原因進行驗證。主要的分析方面和末端原因有以下幾個：

A、錐型孔沖孔設備模具是否磨損。

B、成型鈑金的表面是否有油污導致油漆附著力差。

C、鈑金未成型前圓孔直徑超出標準。

D、錐型孔沖孔設備油壓設置不合理。

E、錐型孔沖孔設備模具內外徑尺寸不合理。

F、錐型孔沖孔設備模具傾斜角有偏差。

經過現場分析和驗證后，確定影響此問題的要因是錐型孔沖孔設備模具的內外徑和傾斜角存在偏差。

5.2 問題解決方案

對問題產生的原因逐一分析后，根據錐型孔成型后與門鎖、螺栓配合模型進行研究，分析理論影響狀態，如圖5。

通過對錐型孔成型沖壓設備的模具進行調整，修改模具的內外孔徑及傾斜角，讓鈑金錐型成型后，達到理論的配合狀態，徹底將此問題解決。

6 結語

汽車四門錐型孔成型工藝對于整車美觀度和消費者的感受度，有了很大的改善和提高。錐型孔成型工藝中應用機器人自動化系統能提供高質量、高穩定性的汽車產品，符合汽車行業自動化的發展趨勢。在我國汽車制造業高速蓬勃發展的今天，對于機器人自動化以及其他先進技術的應用研究就顯得尤為重要。這是推動制造業優化升級的具體落腳點，更能增強汽車制造業的核心競爭力。

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