产品结构设计论坛(产品结构设计基本知识)

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编者按

疫情阻隔了上下游企业、企业与客户之间的线下直接沟通,但关于行业形势、先进制造技术的交流仍在继续,金属加工杂志社发挥自身优势,搭建起汽车制造企业和装备企业有效对接的平台,特于2020年4月19日下午举办了“2020先进汽车制造技术在线论坛”,邀请到相关汽车行业领导、专家及装备企业技术工程师分享汽车行业的新技术、新趋势。

雄克高级技术经理麻晓杰,为大家介绍了发动机制造工艺的夹具革新。

/ 雄 克简 介/

雄克一直致力于成为夹持技术和抓取技术的全球领导者,有数量庞大的标准品,也可以提供定制化的解决方案。在车床系统中,雄克可以提供卡盘、车床专用的刀柄等;在自动化单元中,则有直线导轨、抓手、旋转单元、上下料机构等;在加工中心,有托盘库、全套的夹具、电磁吸盘等;在服务型机器人环节,则可提供仿人形的五指手、机器人手臂等。

雄克在汽车行业有多年丰富经验,从50年代初就已经开始为保时捷365生产精密零部件,如今雄克推出的零点快换系统,更是发动机缸体、缸盖的加工利器。

/ 零 点 快 换 系 统/

传统的发动机缸体、缸盖夹具刚性好、定位精度较高,但重量大、不易安装、不能重复使用且自动化上下料困难。而如今汽车生产线自动化程度非常高,更新换代的频率也逐渐加快,对夹具的柔性、兼容性提出了更高要求。

以发动机缸盖为例,对于在设计之初就集成了零点快换特征的产品,可以通过一面两销的定位方式,满足产品快速夹紧和定位的需求,方便快捷。在实际应用中,产品的开放性较高,使得机床主轴可以和产品非常近,加工过程中保证机床主轴和产品自身的刚性,提高加工效率。另外,机床主轴减少干涉后,非标的刀具可以实现标准化,为客户节约成本。

另外,快换系统也为生产中机器人的抓取和搬运提供了方便,有利于提高上下料、清洗、压装等环节的自动化水平。

除了一面两销的定位方式,还可以采用三个拉钉的方式联接,通过销钉的定位和端面实现整个产品6个自由度的限制。产品内还可以加装芯片,采集产品前道工序乃至整个加工环节的数据。

对于已经定型且大量生产的产品,若是有新的产品需要混线生产,则可以通过托盘的方式保证生产的兼容性。根据不同的产品结构,采用不同的托盘进行联接。

模块化结构则使得快换系统能更有针对性地满足不同环节的生产需求。例如夹持模块和搬运模块就有不同的材料和结构设计。在加工环节采用的是不锈钢材料,而在搬运环节,考虑到机器人的承载能力,采用的是高强度铝合金。

用于发动机缸体的快换系统模块与缸盖有所区别,因为缸体上有4个点,相应地有4个定位模块,其中A、B、C三个模块实现6个自由度的限制,D模块则起辅助作用,有一定的补偿量,避免过定位。

通过模块的灵活设计,可以满足混线生产的需求。例如有个客户的产品既有三缸又有四缸的型号,雄克为客户设计了6个模块,不同型号的产品生产时使用各自对应的模块组合,从而实现在一条生产线上加工不同产品。

零点快换系统相对于传统工艺是颠覆性的,针对不同客户的具体产品,雄克可以进行定制化开发和CAE分析,确保生产高效可靠进行。

/ 观 众 提 问/

问:

从资料中可以看出,拉钉直接连接在产品上,但是目前我们的产品已经是量产的产品,并且没有对应的螺栓孔,还能用这套系统吗?如果要用,需要做哪些改动?

答:

针对已经成熟的量产产品,如果有混线的需求,更能发挥出零点快换系统的优势。改造时一般是在产品的排气侧用原有的螺栓孔和定位孔通过托盘方式进行联接。

如果是新研发的产品,十分建议在开发阶段就将零点快换系统和拉钉的特征集成在产品上,性价比更高。雄克可以提供刚性分析、装上拉钉后的受力和CAE分析,如果需要还可以进行试切,确保工艺的可靠性。

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