大众系列门锁自动生产线工装模块的设计分析

河南省新乡市过滤净化设备有限公司 时光明

随着汽车产业的快速发展，汽车零部件的生产也都向着自动化流水作业的方向转变。门锁是汽车上关键的零部件之一，由于其上零件的种类多，形状复杂，结构紧凑，所以手工的，半手工半自动的作业方式已无法满足越来越高的生产和质量要求。笔者在2011年8月应邀参加了中外合资镇江恩坦华汽车有限公司的大众系列门锁自动生产线的机械方面的设计攻关工作。对于改造生产线，制订新工艺有些体会，在这里与大家分享一下。

1 铆接时需注意的问题

在门锁自动生产线中首要的工作是设计出一套符合流水线运行要求的锁体工装。锁体工装的要求是精度高、位置准确，承载力强，这些不必细说，关键的是一把锁上的三个铆钉的铆接质量，如果铆接质量都好的话，这把锁就成功了90%了。在铆第一个铆钉之前，系统要求有一个检测弹性套的装置，图1为锁体在新工装上的放置位置。由于自动铆接机的铆接杆是偏置的（并非垂直向下的），其在旋转并压紧、压扁铆钉头的力量较大，所以锁体在工装上必然产生晃动，结果会造成铆接头平面不平或铆接点松动等质量问题。所以铆接时必须用弹性压紧装置压牢锁体。由于锁体本身在工装上处于适中位置，如果铆接点是位于锁身正中最好。这样对于工装、锁体承受的压力就比较均匀，这样铆接出的效果最好。但是，第一个铆点偏偏位于锁身最上部的下台阶处，位置偏，留给铆机铆接杆的空间进一步变小；而自动铆接机的

铆杆是有特定要求的，不能任意加长，所以铆接时的压紧架（简称压架）的设计就比较困难。初步分析后采用了如图2的第一次方案，弹性压头压在图1A点处。经实测铆接后发现铆点上平面平整度是很好的，只是压头在压紧锁身的同时相对于锁身有一点点（约0.5～1mm）的滑动，理论上会损伤锁身上的镀膜保护层，虽然对于每一把锁只压一次是无关紧要的，但最后还是决定另选方案，以杜绝此种隐患。综合分析后决定采用在铆机头上固定压架垂直进行压紧的方法，并在压架上安置一个检测气缸（当铆机头下降压铆钉之前， 气缸首先检测弹性套是否已装在锁身上，如果发现漏装了，系统将发出信号，并报警，铆机就停止下降），经实测，完全满足生产要求。图3为改变后的压架方式。

前面说的第一个铆点其实是门锁上重要级别最低的一个。下两个铆点（棘爪铆钉点和卡板铆钉点）才是门锁上的重中之重。这两个铆点铆接的质量好坏将直接关系到门锁是否能正常开关。以前曾多次出现的汽车门打不开以及车门在行驶过程中自动打开等严重安全问题归根结底就是棘爪铆钉和卡板铆钉的铆接质量问题。如何在自动化生产线上实现棘爪铆钉和卡板铆钉的安全、正确铆接是设计工作方面的重要课题。在锁身上棘爪铆钉和卡板铆钉都不处于正中位置，而是偏置的，铆接其中任何一个都会引起锁身的晃动及歪斜；而只要铆接后的锁身松紧度（相当于铆点内部的长度）超差5μm，就会造成锁的开启隐患。因为锁体上许多零件是塑料材质的，即使棘爪与卡板这些关键零件也是钢基材质外镀覆一层塑料保护层；受天气影响，这些零部件冬天会收缩，夏天会膨胀；所以当收缩或膨胀量超出5μm公差间隙，车门打不开或自动开启的情况就随时可能出现了。这样就对锁体工装及压紧铆接工装的设计提出了严格的要求。面对这样的课题采取了以下措施：

2 工装及压架设计时需注意的要点

(1)：工装组合的注意问题

对于锁体工装采用分散受力方式来避免或延迟工装因铆接压力过大而出现的变形；公差方面保证工装上模板（工装分上下两层，分别称上模板和下模板，两层模板组合好后固定在铝质底板上）制造公差<1 μm;下模板制造公差<1 μm；铝板制造公差<1μ m。上模板外形尺寸因锁身形状较复杂而出现许多凸凹不平之处，那么下模板起支撑及固定作用的就在周向增大了承载面积；而铝板由于本身尺寸就比较大，承载那么小的上模板极易发生变形，由于在中间加入了下模板，起到了分散铆机压力的作用，就大大增强了整个流水线工装的承载稳定性。图4为新工装的组合整体。又由于每单层板的制造公差严格控制在1μm之内，所以组装起来的工装模板的总公差就控制在3 μm之内（<5μ m 的误差要求），经过先进的三坐标测量仪检测也达到了<5μ m的系统要求。

(2)：压架设计时需注意的要点

在铆接棘爪铆钉和卡板铆钉的任何一个时，都要同时压紧另外一个铆钉（不管是铆接过的还是未铆接的），这样就可以保证铆接时锁体本身处于一个与工装底平面平行的状态，就可以保证铆接后的铆钉面的平整度，铆点的直径大小在要求的范围内。图5为铆接工位的结构视图。铆接时易出现的一个问题是虽然铆点的平整度，铆点的大小都符合技术要求，但是仔细检查锁体时发现锁体有微小活动量，不是很牢固的感觉，出现这种情况的原因主要是铆机压架的弹簧不够硬，锁体未被压紧导致铆接杆压不到位所致。经过一系列的改进措施，铆出的锁体无论在外观上还是质量上都达到了生产线的技术要求。

3 结语

新大众生产线是目前国内自动化程度最高、最先进的汽车门锁生产线，主要为国内上海大众、一汽大众提供配套产品。镇江恩坦华曾获得一汽大众A级供应商，上海大众A级供应商，福特Q1供应商，海马A级供应商等称号。