发动机罩大角度滚边装配技术研究

全斌义 雷振华 蔡钢

摘 要：目前大多数主机厂的发动机罩（后面简称发罩）外板和内板之间的连接工艺一般以机器人滚边为主，当造型设计要求发罩侧边倾斜度比较大时，因为机器人滚边对外板翻边角度有一定要求，导致外板和内板之间的装配变得比较困难。本文详细描述了各种解决方案及对应的应用场景、优势及缺点。经过数个发罩大角度车型滚边装配工艺的设计、开发及制造验证，证实了本文所论述的各项方案及各项技术参数的严谨、可靠性。

关键词：汽车;发动机罩;滚边;工艺约束;技术指标

1 概述

开闭件滚边工艺目前已经是一项比较常见的钣金连接技术，但是发罩侧边倾斜角度一般较小（≦30°），发罩侧边倾斜度很大的情况并不常见（见图1），因为其工艺实现的难度相对较高，主要难点在于当侧边倾斜度较大时，会存在外板和内板装配困难的情况。

传统发罩造型设计时，往往为了满足工艺约束而不得不把两侧的倾斜角尽量做得平缓，这就使得造型设计自由度在一定程度上受到了较大的束缚。随着市场竞争的加剧，各大汽车公司新出的产品造型都在想方设法突破常规，发罩造型也不例外，发罩侧边倾斜度较大的造型风格逐渐成为了一种时尚。为解决新的造型需求和常规工艺约束存在的矛盾，本人及所在团队经过长期潜心研究，开发了一系列可针对不同前提条件而选择性使用的工艺技术方案。这些工艺方案可在一定程度上满足造型的发罩侧边倾斜度增大的需求。

2 发罩大角度滚边装配技术的分类及应用场景

按装配方式分类，主要有手工单独装配、吸盘夹具装配、预包边工装装配三种。各自特点如下。

2.1 手工斜插装配

手工斜插装配一般应用于自动化程度不高的车间，是一种最简便易行的装配方式，它的特点是不需要任何器具，通过先斜插，后逐步压入的方式，把内板强行装入外板之中。

主要原理：

2.1.1 先斜插后压入，可以避免前、左、右三面干涉，并且可以实现内板和外板一直是点接触而不是面接触，从而干涉阻力比较小，使装配比较容易实现;

2.2.2 当发罩外板斜度大时，内板斜度也会一样很大，而外板因为型面单薄平滑单面很大所以会比较软，相对较硬而且比较重的内板压在上面之后，本身已经有一个重力的作用，而且与外板形成了大的卡扣关系，轻轻一拍，就会卡进去。

手工装配虽然比较简便，但是它也有一定的局限性，一是手工包边时外板和内板相对位置精度以及外板钣金变形量难以确定和控制，二是当开闭件所有工位要实现全自动化时，这种手工包边方式便不再适用。因此在一些自动化程度较高的生产车间，必须开发可以自动化的机械装配方式去对应。目前已知的机械装配方式就是接下来将要介绍的机器人夹具装配、预包边工位装配两种。

2.2 吸盘夹具装配

吸盘夹具装配一般应用于高度自动化的车间，主要特点是在装配夹具上增加了吸盘，通过吸盘掰开外板的方式来实现内板装入。主要原理是在内板和外板装配之前，通过夹具上的吸盘使外板呈张开状态，从而让内板轻而易举的放入，然后松开吸盘，外板就会自动恢复本来形状从而把内板扣合好。

2.3 预包边工装装配

预包边工装装配在全自动化和半自动化的发罩滚边工位中都能适用，主要特点夹具上自带一个精确可控的简易预包边模具，通过模具侧冲实现预包边，起到增加包边工序的效果。主要原理是把外板设置的初始翻边角度设置得很大，以便内板可以轻松装入外板，然后通过预包边装置的挤压，使外板的翻边角度达到现场机器人三序滚边要求的角度范围。

那么，为什么一定要先预包到一定角度范围呢，因为很多机器人滚边受节拍（60JPH以内）的限制，一般只能包三序，为确保包边品质，每序对多可包30°左右，三序总共最多可包105°左右。

3 三种滚边装配技术的分类对比

3.1 三种滚边装配技术各有特色，详细情况对比见表1。

3.2 三种滚边装配技术分别对应的工艺约束

发罩倾斜角虽然可以放大，但是也需要满足一定的参数约束方可实现生产，经过反复的模拟分析及试验验证，我们总结了一套经验的参数值，按照这一套参数值去设计发罩倾斜角度，能够比较好的实现预期的包边品质及外观效果，具体的参数值见表2。

4 发罩大角度滚边装配技术的现场验证和调试

发罩大角度包边装配的实施需要以品质和节拍达标为前提，量产之前必须对工艺参数和工装设计做详细的验证。在发罩大角度滚边装配现场验证和调试过程中需要重点关注以下三项，以保证包边顺利：

4.1 手工斜插装配验证只能在垫有软脚垫的桌面上验证，不能直接在胎膜上验证，否则容易验证失败，因为胎膜的形态一般和外板密切贴合，导致外板无法自然弹开。

4.2 吸盘夹具装配时不能把吸附张开角度设定的过大，容易变形。

4.3 当场地大小和节拍允许时，预包边工装装配也可以和普通装配夹具合二为一。

4.4 一些极端情况需要把外板翻边长度设置的比较短（短于6mm），这时需要在发罩翻边上加7个MIG补强，确保内板不会随意滑动导致内板错位或包边外露。

4.5 本文描述的情况主要适用于节拍为60JPH左右的普通钢制发罩包边，当节拍和发罩板材发生变化时，设计及工艺参数需要做对应的适应性调整。

5 结语

发罩大角度包边装配工艺是一个相对比较新的工艺技术，符合汽车发罩造型流行趋势，将会在国内各大主机厂逐步普及。该工艺对工程师的设计水平，现场经验、调试能力、规划及工装设计等方面都提出了很高的要求。在实际开发过程中，车身和工艺设计人员需要对发罩大角度包边装配工艺的各项参数进行反复的评审，现场工程师需要对吸盘、胎膜等工裝进行反复调试和优化，使产品达到品质要求。目前发罩大角度包边装配工艺技术在国内还存在较大的完善空间，需要不断地进行经验总结，知识积累，为该项技术水平的提升持续努力。

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