浅谈卡车纵梁柔性化生产方式

1浅谈卡车纵梁柔性化生产方式2目录中文摘要……………………………………………………………………………3英文摘要……………………………………………………………………………41引言………………………………………………………………………………52纵梁加工线简介…………………………………………………………………63柔性化纵梁加工代表性设备……………………………………………………83.1辊压成型机…………………………………………………………………83.1.1开卷校平单元…………………………………………………………123.1.2辊压成型单元…………………………………………………………153.1.3切断单元………………………………………………………………173.1.4下料单元………………………………………………………………193.1.5数字化控制统…………………………………………………………203.2数控冲孔…………………………………………………………………223.2.1设备的基本功能和参数……………………………………………233.2.2被加工梁尺寸偏差要求………………………………………………243.2.3设备的特点和用途……………………………………………………253.3数控折弯成型………………………………………………………………263.3.1生产线主要参数………………………………………………………273.3.2上下料单元…………………………………………………………283.3.2折弯成型单元………………………………………………………284柔性化加工所带来的提升………………………………………………………294.1产品方面……………………………………………………………………294.1.1辊压后产品状态………………………………………………………304.1.2冲孔后产品状态………………………………………………………314.1.3折弯后产品状态………………………………………………………324.2企业管理方面………………………………………………………………335未来展望…………………………………………………………………………346结论………………………………………………………………………………367参考文献…………………………………………………………………………373摘要：随着卡车市场竞争加剧，消费需求多样化、个性化，传统的卡车制造方式已无法满足，传统的大批量生产组织方式即被迎合市场动态变化的柔性生产组织方式所代替。对于汽车行业而言，它是柔性化生产概念体现得最为彻底的一个行业。近十年的发展，整个卡车领路都在积极探索和应用到柔性化生产工艺，并取得了相当优异的成果吗，多数卡车生产线的柔性化程度之高，对于整个卡车市场和消费者来说是一个积极的信息，并从产品上推广了企业自身的管理水平和制造能力。关键词：个性化消费、柔性化加工、卡车市场、、管理能力4Abstract:Withtheincreasingcompetitioninthetruckmarket,diversificationofconsumerdemand,personalized,traditionalmanufacturingmethodshavebeenunabletomeetthetruck,thetraditionalmassproductionorganizationmodefunctionistomeetthemarketdynamicsofflexibleproductionorganizationinstead.Fortheautomotiveindustry,itisaflexibleproductionconceptembodiedinthemostthoroughofanindustry.Nearlyadecadeofdevelopment,theentiretruckleadingthewayareactivelyexploringandappliedtoflexibleproductionprocess,andhasachievedexcellentresultsquiteright,mostflexibleleveloftruckproductionlineishigh,fortheentiretruckmarketandconsumersareapositivemessage,andtopromotethecompany'sownmanagementandmanufacturingcapabilitiesfromtheproduct.Keywords:Individualconsumption,flexibleprocessing,truckmarket,andmanagementcapabilities51引言随着社会进步和生产技术水平的提高,世界市场发生了很大的变化:一方面由于西方工业国家在经历了两百多年的工业化后,社会财富大量积累,加之发达国家人口数量下降,最终消费疲软,形成了过剩状态,从而呈现买方市场环境;另一方面,这种买方市场更加需要具有特色、符合个人需求样式和功能千差万别的产品;此外买方市场激烈的竞争也迫使传统的大规模生产组织方式发生改革。传统的制造系统已不能满足市场对多品种小批量产品的需求,逐渐被适应市场动态变化的柔性生产组织方式所代替。近年来，卡车纵梁在材料性能、截面形状和专用生产线方面有许多新的进展。欧洲现行的卡车纵梁，板厚5-8mm，屈服强度σs=510MPa-750MPa，薄板取高强度，厚板取弱强度。重卡纵梁的趋势是板材增厚高强高韧，截面要加宽加高，车架梁由双层变单层，而车架载能不变或者提高，但要降低车重和成本。欧洲现行以直截面梁取代变截面梁，中国也正朝这个方向发展，因为直梁更容易组织生产，减少了大型压力机和模具投资。在生产工艺装备方面的重大技术进步是用辊压成形直截面梁、用三面冲孔机冲裁直梁腹面和双翼面的孔、用纵梁折弯机将直梁沿纵向折成前宽后窄的车架形状、用液压机和模具成形出直梁前端的变截面部分。这些装备都是专用生产线模式，将机电液气模集于一线，采用数控技术，具有较高的生产效率、自动化程度、生产柔性与可靠性，以及顺畅的物流状态，较好地满足了现代卡车纵梁多品种小批量的生产要求。现结合集瑞联合重工有限公司卡车纵梁生产设备及先进的生产形势，本文主要阐述了柔性化纵梁生产工艺的代表性设备、采用柔性化生产带来的提升以及柔性化生产方式未来的应用前景。62纵梁加工线集瑞联合重工有限公司纵梁生产线占地面积1万平米，主要负责车架自制件纵梁的生产加工。生产线建设按照精益化、敏捷化、柔性化生产高水平产品的设计理念，选择技术上先进，经济上合理的设计方案，不仅满足质量要求，同时也具有较好的经济性。目前拥有5大加工工艺：辊压、冲压、等离子切割、除锈（抛丸）、成型（折弯）。生产节拍为7分钟/台，年产量可达3万台车架纵梁件。辊型线是采用意大利进口柔性化辊型线，渐变成型有效避免了一次冲压成型时，巨大冲击力对材料的损伤，减少了车架产生裂纹的可能性；同时也提高了生产效率，降低了劳动强度。可根据不同的产品工艺参数（料厚、开口尺寸、翼面高度和长度等），全线采用全自动调整方式，不用换辊轮，在正常生产条件下，产品换型时的设备调整时间在6分钟之内完成，并达到产品合格要求；同一卷料可以通过程序控制实现不同长度产品在不停机状态下的连续生产图2.1辊型生产线冲压采用西门子最新版本的CNC系统，整个CNC系统安装有很好的抗干扰功能（能够键盘编程及现场改程，能够实现人机对话（菜单功能）、具有模拟显示功能、具有程序显示打印功能及自我检测功能、具有自动记数功能、故障报警、故障原因显示，具有断电保护、断点连续功能及挠度补偿功能等和断冲头报警功能（严重故障自动停机）、故障诊断功能，具有断电保护、通电续冲功能及挠度补偿功能等）。7冲纵梁腹面孔时，上翼面和下翼面都能作为定位基准，在冲孔过程中，具体孔的定位基准随产品尺寸基准的变化自动调整，定位机构便于维修。图2.2数控腹面冲孔等离子切割采用ABB机器人操作，用于加工纵梁及加强梁局部外形，如变翼面、大孔（超出腹板冲加工范围）、异形孔（长圆孔等）图2.3数控腹面冲孔8抛丸对成型后的车架纵梁和加强梁除锈，除氧化皮，采用了DISA抛丸清理技术，与国内利用酸洗对钢板进行相比，除锈更彻底。抛丸后，材料表面平整，表面除锈等级达到Sa2.5级，表面粗糙度不大于Ra7μm。工件在5米/分钟运行速度下达到质量要求。图2.4数控腹面冲孔成型折弯用于纵梁及加强梁前宽后窄折弯，折弯角度在一定范围内任意调整，回弹角自动检测并反馈，根据设定误差范围和反馈回弹角自动复折，修正成型角度图2.5数控折弯机93柔性化纵梁加工代表性设备3.1辊压成型设备辊型线用于车架纵梁成型，是目前世界上最为先进的车架纵梁加工生产线。是集瑞联合重工有限公司最贵的全进口单机设备。辊型线由开卷校平、辊压成型、切断和下料四个部分组成。其中，校平机为7辊校平机，带料头切断和去料边毛刺装置，开卷校平主要依靠人工操作和调整；辊压成型机组由16组成型及校正辊组成，含校扭，校弯（腹、翼面）、校平等功能，成形机组调整参数可数控在线调整；切断机构为随动冲断，切断是不影响生产速度；下料部分为高整磁力吊，下料节拍达到15秒以内。图3.1辊压成型设备10图3.1人性化控制界面图3.2产品数据库11工艺流程：自动上料→开卷→校平→去端头→辊压成形→定尺随动切断→自动下料.辊型梁技术参数：表3.1辊型梁技术参数表零件名称PartName技术要求TechnicalSpecifications车架纵梁和加强梁（单位：mm）LongeronandReinforcementofChassisFrame(unit:mm)腹面外开口宽尺寸Outerwidthofweb190～370腹面内开口宽尺寸Innerwidthofweb180～350材料厚度ThicknessofMaterial5～12翼面宽度尺寸CFlangeheightC60～108成型内圆角RInnerbendingradiusRR14Thickness厚度:5-10mm,σs:350–700N/mm2Thickness厚度:10.5–12mm,σs:350–500N/mm2(Dependingonthematerialbendingcapability)（取决于材料折弯能力）定尺长度LStandardMeasuringLengthL1600～12000123.1.1开卷校平单元开卷校平单元由上料、开卷、校平、料头剪切子单元组成。图3.3开卷校平单元上料小车用天车将卷料吊到预备工位上，预备工位将卷料自动送到开卷机工作工位上，进行预定位；人工剪开包装带，开卷机自动开卷，半自动导入。卷料上料小车垂直移动通过液压缸操作，配备了一些支架以防止摇架的旋转。水平移动由齿轮电机驱动。上料小车的地槽用安全活动挡板保护。配备两个活动臂以防止小车移动时卷料向下旋转。上料小车的作用是在上料周期内将卷料装载到开卷机芯轴上，或在需要的时候●承重能力Capacity10T●垂直移动Verticalmovement约About600mm●水平移动Horizontalmovement约About3000mm13将卷料从开卷机上卸载。人工控制，通过紧靠设备的按钮完成。边缘导向控制这部分由位于开卷机芯轴前后的两个侧辊组成，固定在开卷机结构上，根据卷料宽度横向调节，数控调节。当装载新卷料时，前导向辊液压控制提升，后导向辊使卷料与辊压成型线的中心对准。单开卷机和缓冲辊●芯轴直径芯轴扩展范围适合卷料内径610mm，卷料直径762mm需要垫块（由意大利STAM提供）。●基座的横向移动量±150mm●卷材重量最大Max.10T●卷材外径最大Max2200mm四叶卷筒型开卷机卷筒的扩张和收缩都是液压控制的。卷筒为交流电机驱动。正常操作时，交流电机起制动作用，在开卷开始时起电机的作用。配备了气动制动器用于紧急情况和固定制动。通过一个液压