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      3. 一體式壓鑄中的擰緊裝配策略優化指南

        2024-04-24 16:36:51·  來源:AtlasCopco工業工具
         

        一體壓鑄



        汽車一體式壓鑄是近期比較熱門的一種制造工藝,它允許生產大型、復雜的鋁合金結構件,這些結構件通常多用于汽車底盤、車身和電池包等關鍵部位。這種技術的應用現狀正隨著汽車行業對輕量化和成本效益的追求而不斷擴展。當前,越來越的主機廠正在采用或者計劃采用一體式壓鑄。它的優點主要包括:


        1.     重量減輕:通過使用鋁合金材料,一體式壓鑄部件能夠顯著減輕汽車重量。


        2.     結構一體化:減少了組裝所需的零件數量,同時提高了結構的剛性和耐久性。


        3.     成本效益:能夠減少后續的加工和組裝成本,長期來看可以實現成本節約。


        4.     生產效率:通過較高的自動化水平,可以實現快速生產和較高的產量,滿足大規模生產需求。


        5.     環境友好:鋁合金的回收過程更為環保,有助于實現汽車行業的可持續發展。


        使用一體式壓鑄之后,原有的裝配連接方式也會發生相應的變化,比如:原本車身車間有大量的螺母焊接/螺柱焊接工藝,在一體壓鑄部件上一般不再使用,而是采用壓鉚或拉鉚螺母/螺柱以及裝配自攻螺紋套,從而保證后續總裝工藝上的擰緊裝配工藝。


        圖片

        自攻螺紋套的外螺紋直接自攻進入鋁壓鑄件上預加工的孔洞,同時螺紋套有預先加工好的內螺紋用于完成后續其他部件的裝配。采用自攻螺紋套帶來的好處有多樣化、適應性強和加強結構強度等。當前,如何正確裝配自動螺紋套是阿特拉斯·科普柯以及客戶關注的焦點,也是一體式壓鑄中的一項關鍵裝配工藝,其重點是裝配過程需要確保滿足工藝要求,并且能盡早識別出可能存在的缺陷。整個裝配過程分為下面5個階段:




        第一階段  嚙合


        螺紋套開始旋入預先加工好的孔中,這一步的關鍵是保證對螺紋套有足夠的下壓力,螺紋套和孔的相互位置準確,對擰緊扭矩、角度和時間[SZ1] 的監控。這一階段若多次產生超時,原因可能是螺紋套與孔洞位置或者尺寸不匹配,無法開始嚙合,而扭矩或角度過大可能是嚙合位置不匹配。這個階段轉速會比較低。


        第二階段  自攻絲


        螺紋套下旋的同時進行自攻,這是整個擰緊裝配工程中占時最長一段。自攻絲階段的關鍵是監控和記錄自攻絲扭矩:首先,過大或者過小的扭矩都意味著零部件可能不合格;其次,自攻絲扭矩不會轉化為夾緊力,為保證有效的擰緊夾緊力,需要在后續擰緊過程中去除自攻扭矩影響。


        第三階段  落座/貼合


        螺紋套法蘭面接觸壓鑄件表面,擰緊曲線中可以看到扭矩斜率急劇變化。擰緊程序可設為擰緊至貼合,設置觸發扭矩、角度增量和扭矩斜率參數。加上扭矩監控,確保在這個階段法蘭面正確落座貼合,保證后續最終夾緊力的一致。


        第四階段  擰緊


        從這個階段開始最終的擰緊,為了保證夾緊力的一致并降低自攻扭矩的影響,需要對自攻扭矩進行補償,程序一般設置成擰緊至扭矩,其中最終目標扭矩應為自攻扭矩加上夾緊扭矩,轉速則再次調慢保證精度。


        第五階段  返修


        如上述4個階段,任何階段有不合格則進入返修階段,而返修階段的程序設置則取決于客戶如何處理不合格件。上述裝配過程所有過程數據和曲線都需要保存,一方面滿足法規需求,另一方面需要后續進行數據分析,不斷改進和優化工藝。


        在一體式壓鑄的擰緊裝配中,針對不同產品,整個擰緊策略的確立和擰緊程序的優化有共性也有差異,阿特拉斯·科普柯建議在產品研發和試制階段就考慮擰緊參數和設備選擇。

         
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