汶延軍，助理工程師

作者簡介： 汶延軍，助理工程師，于2010年3月入職陝西通力專用汽車有限責任公司，一直從事自卸車（牽引車）底盤零部件的工藝與管理工作。

就目前汽車市場競争形式日趨嚴峻的現狀，用戶對汽車質量要求不斷提高。分析影響重卡車架縱梁孔位精度的各種因素，旨在減少車架縱梁孔位偏差，提高車架總成整體質量水平。這對于提高車架縱梁的質量有着非常重要的現實意義。

近年來，随着我國經濟的飛速發展，輕、重型汽車需求量也随之迅速攀升。國内衆多汽車制造商都積極采用新設備，不斷革新現有加工方法，提升産品質量。提高車架縱梁孔位精度是保證車架總成合格的前提，是制造一個完美汽車的重要因素。為順應汽車産業快速發展的趨勢，車架縱梁質量的必要控制不容忽視。

圖1 邊梁式車架

1-保險杠 2-挂鈎 3-前橫梁 4-發動機前懸置橫梁 5-發動機後懸置左右支架和橫梁6-縱梁 7-駕駛室後懸置橫梁 8-第四橫梁 9-後鋼闆彈簧前支架橫梁10-後鋼闆彈簧後支架橫梁 11-角撐橫梁組件 12-後橫梁 13-脫鈎組件

市場現狀分析

公司車架在結構上屬于邊梁式車架（圖1），車架總成基本構造是由兩根縱梁和數件橫梁及相關零件（加強闆和支撐闆）組成。如果縱梁孔位加工精度無法保證所需尺寸公差則會直接影響其車架質量。影響的方面有：車架寬度難以保證；車架長度無法統一；車架尾端縱梁不平齊；零部件裝配位置偏移；甚至可能導緻部分零部件無法裝配以及給使用性能帶來諸多不良的影響。所以控制縱梁孔位精度至關重要。

圖2 STPK120-12開式縱梁平闆數控沖

加工工藝流程

由于設備的更新使用，公司的縱梁總成加工工序存在以下兩種工藝流程：

流程1：開平縱剪→平闆制孔（數控沖 搖臂鑽）→切割外形（數控等離子切割機）→壓制成形（汽車縱梁液壓機）→合梁→透孔。

流程2：開平縱剪→縱梁冷彎成形→U形梁沖孔（縱梁三面沖）→切割外形（數控等離子切割機）→合梁→透孔（搖臂鑽）。

影響因素分析與質量控制

縱梁沖孔（數控沖STPK120-12）對車架縱梁孔位精度的影響

STPK120-12開式縱梁平闆數控沖(圖2)，工作時由自動上料電磁吸盤将闆料從移動料台上移到上料輥上。首先選定的作為定位基準的任意兩把夾鉗伸出，再由推料裝置的氣缸運動，推動闆料向鉗口運動并定位，其餘夾鉗再伸出全部夾持闆料，完成闆料的定位動作。此時X方向送進機構再帶動闆料移動。前期對闆料進行闆端感應定位，而後按照自動編程生成程序，通過X軸和Y軸的協調運動達到待沖孔位的精确定位，從而實現對闆料的沖壓加工。

此道工序對縱梁孔位精度影響主要取決于設備的正确操作、設備異常現象的及時發現與排除、原材料是否存在缺陷等因素。在原材料方面，公司部分縱梁平闆料縱剪後不同程度上存在鐮刀彎，目前鐮刀彎的處理方式多為人工錘擊校平。雖然這樣可以在一定範圍内減小闆料鐮刀彎現象，但是縱梁闆料相應會出現一邊凹陷的現象，以至于縱梁闆料一側應力過于集中，造成後道縱梁壓形工序時縱梁彎曲嚴重，給縱梁的腹面直線度帶來極大影響，從而影響後續車架的鉚接。因此對于縱梁平闆原材料的選用必須逐一測量其鐮刀彎，确保符合工藝要求。設備方面：由于設備長時間運行後，設備的振動可能造成支架，底座的地腳螺釘松動，使X軸送進的導軌水平度和直線度産生大的變化，造成沖壓後的闆料精度不準。因此設備的日常保養不可小觑，更應該成為一種習慣。夾鉗調整方面：無孔闆料的加工主要是以夾鉗上的感應塊來定位，這就要求送進部分的各個夾鉗的感應塊要調整在同一平面上且處于同一直線上，否則闆料就會與所沖孔位不在同一直線上。因此開機工作前必須進行試沖孔，人工編制兩個樣沖程序試沖後對其精度進行測量。再對其夾鉗調整，從而達到保證孔位精準的目的。

縱梁沖孔（SPU16-36-3型汽車U形縱梁三面數控沖）對車架縱梁孔位精度的影響

三面數控沖讀取程序後，吸提開口向下整齊碼垛縱梁，并把縱梁推至基準滾輪定位；慢速送進，此刻光電開關檢測到縱梁端面，縱梁被導壓料裝置夾緊，數控系統開始确認送進裝置的坐标位置；執行加工程序。此工序的孔位精度控制主要取決于：(1)光電開關檢測點準确與否。它直接關系到縱梁前軸尺寸的精度，因此加工者必須時常測量縱梁前段孔距U形梁前段的尺寸來檢測光電開關檢測點的準确與否。(2)U形梁翼面90度公差必須保證在1度範圍之内，否則翼面定位滾輪（圖3）就會定位不準确。對于原料的選取必須足夠重視。(3)翼面基準的選取。公司的三面數控沖為右側上料，因此機器的默認翼面定位基準為操作台另一側。縱梁上的孔位多以下翼面為基準，因此左右縱梁沖孔時應選取不同的定位基準，以控制孔位精度。

疊闆鑽孔對車架縱梁孔位精度的影響

公司目前采用的疊闆鑽孔方式為模闆透鑽平闆的方式。即1張沖孔平闆底下放置6張平闆以模闆前端定位，将闆料碼放整齊（圖4），用卡蘭夾緊闆料（圖5），均布在闆料長度方向上（要求：樣闆與闆料四邊對齊誤差不大于2mm，嚴禁卡蘭卡死後進行校闆，此行為會使闆料成“S”扭曲狀态；每張模闆可使用2次,嚴格禁止重複多次使用同一模闆）。加工者根據圖紙先鑽φ30mm定位銷孔後，然後再插上定位銷，再透鑽其他孔位。此道工序的影響因素：(1)必須嚴格控制闆料外形尺寸。鐮刀彎誤差不大于3mm，禁止将鐮刀彎超差的平闆料人工強制錘擊夾緊後使用，否則後道縱梁壓形工序時平闆料定位孔與模具定位孔不共線而無法壓形。(2)對于加工者自身的加工水準及鑽頭刃磨的要求較高。尤其當透鑽至底層闆料時，經常會因為鑽頭刃磨不夠鋒利，機床向下的持續進給導緻底層闆料彎曲，進而出現底層闆料孔位偏差較大。

圖3 主機導壓料裝置

圖4 人工碼料　

圖5 碼料後夾緊

液壓機壓形對車架縱梁孔位精度的影響

公司目前采用的是以闆料中央φ30mm定位孔定位的方式進行壓制成形。定位孔的布置依據闆料現有孔位采取合理避讓的方式排布，定位孔間距多以1200mm、1800mm、2400mm居多，此工序主要影響的是孔距折彎線距離。此道工序其縱梁孔位精度控制應從以下幾方面着手：(1)縱梁壓形模具裝配時須嚴格測量其兩側墊闆厚度尺寸（圖6），部分墊闆長時間使用後厚度尺寸可能已經與原厚度有差異，所以必須測量墊闆整體厚度，且勿偏心裝配。(2)φ30mm定位銷需定期更換，避免使用磨損嚴重的定位銷而導緻壓形後縱梁孔位整體偏移超差。

圖6 縱梁壓形模具結構簡圖

1-凸模鑲塊 2-凸模墊闆 3-凸模體 4-上模座5-凹模鑲塊 6-凹模體 7-凹模墊闆 8-下模座

縱梁透孔對車架縱梁孔位精度的影響

公司目前縱梁透孔使用的設備是：搖臂鑽Z3050，依據外梁孔位透鑽内梁的方式進行加工。先加工縱梁腹面孔位再加工翼面孔位。影響透孔的主要因素。

(1)進給時參數的選取。鑽削時，鑽頭是在半封閉狀态下進行切削的，轉速高，切削用量大，排屑又很困難。鑽削具有如下的特點：

1)摩擦較嚴重，需要較大的鑽削力。

2)産生的熱量多，傳熱、散熱困難，切削溫度較高。

3)鑽頭高速旋轉以及由此而産生的較高切削溫度，易造成鑽頭嚴重磨損。

4)鑽削時的擠壓和摩擦容易産生孔壁冷作硬化現象，給下道工序加工增加困難。

5)鑽頭細而長，剛性差，鑽削時容易産生振動及引偏。

(2)鑽頭刃磨方面的影響。

1)鑽頭切削刃不鋒利或後角太小會導緻孔壁表面粗糙。

2)鑽頭彎曲或鑽頭切削刃口崩缺.有積屑瘤就會導緻不規則孔或孔徑鑽大。

3)鑽頭的兩切削刃不對稱,擺差大；鑽頭橫刃太長；鑽頭鑽尖磨損導緻孔距超差,孔歪斜。刃磨水平高低也直接影響孔位成形以及孔位精度。

4)鑽頭切削刃磨損導緻孔徑鑽小、孔不圓。

5)鑽頭崩刃或切削刃已鈍,仍繼續使用導緻鑽頭折斷或壽命低。

因此鑽孔參數的合理選擇與麻花鑽的刃磨水平直接影響縱梁孔位精度。

結束語

随着市場競争的激烈變化，汽車零部件的加工質量越來受到使用者重視，同時對傳統制造工藝提出了更高的要求。精準的加工水平來自于嚴格的作業準則和完善的加工工藝，問題的産生隻要從人、機、料、法、環、測六個方面去查找總會得到解決。車架縱梁孔位精度控制隻要嚴格管控每一道工序，所有的問題終會迎刃而解。

——節選自《钣金與制作》 2018年第3期

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