三維柔性焊接工裝在新能源客車上的應(yīng)用介紹
柔性組合夾具系統(tǒng)是一種三維平面孔系夾緊系統(tǒng),有D28和D16兩種系列。它以多種形式的工作臺為基礎(chǔ),配備多種形狀、多種規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)模塊,相互間通過定位件、連接件及鎖緊銷連接,在工作臺上需要焊接和裝配的工件用帶補(bǔ)償?shù)男问蕉鄻拥氖謩訆A緊器夾緊。根據(jù)需要,也可以配備液壓、氣動、鏈型等多種形式的夾緊方式。組合夾具具有經(jīng)濟(jì)性、精確性、柔化性、互換性和重復(fù)性的特點(diǎn)。
中國經(jīng)濟(jì)的不斷增長加快了中國汽車制造業(yè),工程機(jī)械產(chǎn)業(yè),船舶重工的發(fā)展,據(jù)中國工業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù)顯示,2007年我國汽車產(chǎn)銷量雙雙超過880萬輛,同比增長高達(dá)22.02%,中國成為僅次于美國的第二大汽車消費(fèi)國,預(yù)計2015年汽車銷量可達(dá)1500萬輛。而專用汽車生產(chǎn)則向小批量、多樣化方向發(fā)展。汽車專用模具、夾具在成本和制造周期上給生產(chǎn)單位帶來了巨大的壓力,因此,柔性組合夾具則成為了制造企業(yè)的必然選擇,這樣能夠減少匹配周期,降低生產(chǎn)成本。
2002年前,國內(nèi)模具企業(yè)主要生產(chǎn)卡車和廂式車模具,轎車模具只處在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)件模具的水平;焊接夾具企業(yè)的生產(chǎn)能力也僅限于生產(chǎn)內(nèi)部件的分焊夾具和部件總成夾具。2003~2007年,國內(nèi)模具企業(yè)逐步開始生產(chǎn)整車白車身模具,焊接工裝企業(yè)也具備了從底盤總成四門、側(cè)圍總成到白車身主焊線的生產(chǎn)能力,并且在主要技術(shù)上已接近國際先進(jìn)水平。
國際上一些先進(jìn)企業(yè)具有較高水平的焊裝開發(fā)能力,并形成了以少數(shù)具有先進(jìn)的整車焊裝工藝平臺的企業(yè)為核心、眾多專業(yè)化程度較高的中小型焊接工裝企業(yè)為協(xié)作網(wǎng)的格局。國外如日本豐田、德國大眾、法國標(biāo)致、美國通用等各大汽車公司應(yīng)用三維的數(shù)字化工藝規(guī)劃與仿真軟件已有近十年的歷史。國內(nèi)對于產(chǎn)量大、自動化程度高的焊裝線工藝規(guī)劃缺乏統(tǒng)一的數(shù)字化信息管理手段,還沒有形成這類高自動化焊裝線的規(guī)劃能力。
柔性組合夾具發(fā)展的必然趨勢
由于產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,中國模具、夾具行業(yè)的技術(shù)及管理的提升也進(jìn)入了快車道,并已具備向發(fā)達(dá)國家工裝夾具制造業(yè)挑戰(zhàn)的能力。五年前中國焊接生產(chǎn)中國進(jìn)出口模具價值數(shù)額為?5.8∶1,而2007年進(jìn)出口的比值為1.45∶1,模具出口額超過了14億美元,它標(biāo)志著中國模具產(chǎn)業(yè)以規(guī)模化進(jìn)入國際市場的時代已經(jīng)到來,而三維柔性組合焊接工裝夾具剛剛踏入中國焊接行業(yè)。
日本豐田、德國大眾等國際領(lǐng)先的汽車生產(chǎn)廠,都有專門的沖壓、焊裝、總裝、涂裝工藝人員。他們與研發(fā)中心的車身設(shè)計人員共同進(jìn)行產(chǎn)品的工藝性分析。從車體設(shè)計到工裝制造都遵循著統(tǒng)一的原則,其一體化程度非常高,十分有利于對車身質(zhì)量、成本、周期的全面控制。中國的模具、焊夾行業(yè)大多都是各自為戰(zhàn),模具制造廠、焊接夾具制造廠之間難以溝通,許多問題都滯留到汽車廠家的生產(chǎn)準(zhǔn)備階段,嚴(yán)重制約了白車身的產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)出周期。所以,焊接夾具行業(yè)急需有一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定出來。
柔性組合夾具應(yīng)用的優(yōu)越性
隨著專用汽車及專用工程車輛生產(chǎn)向小批量、多樣化方向發(fā)展,在新車型的開發(fā)和制造過程中,利用柔性化、模塊化的三維組合工裝替代傳統(tǒng)的專用工裝,不僅可以縮短設(shè)計、制造時間,而且可以反復(fù)使用,節(jié)約成本,是非常經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的選擇。
1、經(jīng)濟(jì)性
柔性組合工裝是一種可以自由組合的萬能夾具,可適應(yīng)不同的工件形狀,幾套夾具系統(tǒng)就可以替代大量高成本的專用工裝,使用該工裝后,可以省去因產(chǎn)品變化而投入的專用工裝的費(fèi)用和時間。在多品種、個性化的汽車生產(chǎn)中,它的經(jīng)濟(jì)性尤為明顯。
國外有數(shù)據(jù)表明,9套以上專用焊接夾具的成本(我國5~6套)就超過一套柔性夾具。目前我國汽車制造企業(yè)每年增加幾十套專用焊接夾具是很常見的,選用柔性夾具的經(jīng)濟(jì)性顯而易見。
2、柔性化
柔性工裝平臺可以在三維空間進(jìn)行組合。模塊化系統(tǒng)在安裝、調(diào)整和夾緊工件中完美地體現(xiàn)了它的通用功能,在大型工件的焊接上,該特點(diǎn)更加突出。柔性化的另一面體現(xiàn)在操作簡便。在工作臺和模塊上,所有以12.5mm和25mm為倍數(shù)的尺寸均可直接找到,再配上少量的調(diào)整片,可以非常方便地準(zhǔn)確定位。
3、精確性
所有模塊加工精度均較高,工作平臺上任意兩個孔的公差在±0.1mm以內(nèi),完全可以滿足焊接加工的需要。在裝配或焊接過程中,使用定位塊、連接塊、夾緊器和支撐塊,能夠?qū)ぜ_定位,需要焊接的工件可以被穩(wěn)定地固定在各個定位點(diǎn)或定位面上。如果工件本身的幾何尺寸不準(zhǔn)確,也可以很快被檢測出來,在初加工工序中便被消除。
4、重復(fù)性
使用CAD及Pro/E設(shè)計系統(tǒng),可以非常簡便地對樣件進(jìn)行模擬裝配,精確的模塊尺寸能保證裝配精度。
5、耐用性
在工作平臺和模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計中,充分考慮了使用剛性和強(qiáng)度的要求,每個標(biāo)準(zhǔn)2000mm×1000mm的工作平臺載重量可達(dá)10t,并能保證其重復(fù)定位和夾緊的精度。工作平臺和模塊的表面經(jīng)過特殊處理,使焊接時產(chǎn)生的飛濺不容易粘在其工作表面。定位和夾緊銷栓表面經(jīng)過淬火處理,使其不易磨損、經(jīng)久耐用。
當(dāng)中國從“中國制造”走向“中國創(chuàng)造”后,會有更多的中國自主的柔性組合夾具品牌為世界所認(rèn)知。柔性組合工裝夾具產(chǎn)業(yè)作為支撐汽車發(fā)展的勁旅,生機(jī)盎然,懷揣民族工業(yè)精神的這支產(chǎn)業(yè)必將走向世界,邁向輝煌!
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