典型的专用汽车生产工艺及设备

典型的专用汽车生产工艺及设备作者：倪元来源：《专用汽车》 2017年第10期专用汽车与乘用车、客车等产品相比，具有产品种类繁多、生产模式为小批量、定制化程度高等特点，其生产工艺流程和生产设备的适用性及灵活性对专用汽车的生产效率和质量影响较大。

因此，各专用汽车生产企业必须根据各自企业产品结构和产品种类的特殊要求而选择性价比高的生产设备，制定出合适的工艺流程。

典型用汽车工艺流程典型专用汽车生产设备专用汽车的生产工艺流程与生产设备既相互制约，又相辅相成；不同的生产工艺流程，需要配置不同的生产设备。

下面将详细介绍几种典型的专用汽车生产设备，供新进入专用汽车生产行业或拟在将来进行设备更新换代的专用汽车生产企业有所借鉴和参考。

1. 冲压设备剪板机、折弯机、冲床、压力机、旋压机、滚压成型机、三辊滚弧机等冲压设备是专用汽车生产中比较常见的冲压设备，即冷加工下料、成型设备，不同的生产企业需根据各自的情况而进行选择。

一般，旋压机和滚压成型机为可选设备，其余设备为必选设备。

（1）剪板机剪板机是最常见的板材下料设备，目前常见的剪板机有机械式（如图1）和液压式（如图2）两种，两者的区别是剪切力大小不同，工作原理不同。

机械式剪板机工作时噪音大，剪切力大，其优点是剪切速度快，板材剪裁后扭曲变形小。

液压式剪板机相对而言剪切力小，工作时噪音小，但剪切速度慢，剪裁板材宽度较小时容易出现扭曲变形。

普通剪板机可以剪切的板材长度一般在3m以下。

目前市场上比较普遍使用的是液压式剪板机，机械式剪板机只有极少数建厂时间较长或者对环保要求较低的企业使用。

（2）折弯机折弯机是最常见的板材成型设备。

目前常见的折弯机有液压式（如图3）和机械式两种，液压式带有补偿功能，机械式没有补偿功能。

液压式折弯机折弯力大，机械式折弯机折弯力小，一般折弯板材厚度在6mm以上时，必须使用液压式折弯机。

折弯机的折弯能力（零件形状及尺寸）除受折弯机折弯力的限制外，还取决于折弯刀具的形状及尺寸（如图4）。

通常一台折弯机可同时配备多种折弯刀具。

机械式折弯机一般只有在折弯角度较小时使用，该类折弯机目前只是极少数建厂时间较长或者对环保要求较低的企业仍在使用。

（3）冲床/压?机冲床（如图5）/压力机（如图6）是最为常见的冲压设备，即可以作为下料设备使用，又可以作为成型设备使用。

冲床配合相应的落料模具可以用来进行批量零件的快速下料，特别适合复杂形状板件落料下料或者对外观质量要求不高的型材件冲裁下料，也可以用来压制部分简单造型零件，冲床的压力范围一般在5～160t。

压力机可以冲裁、压制复杂形状零件，兼有冲床的功能，但其缺点是当作冲床使用时效率低；压力机的压力范围最高可以达到800t，甚至1000t以上。

冲床为机械式，采用凸轮机构。

压力机为液压式，采用油缸导柱导套结构。

冲床/压力机比较适合大批量零部件的生产。

（4）旋压机旋压机是比较常见的回转形零件成型设备。

根据结构的不同，可以分为悬臂式（如图7）和龙门式（如图8），其优点是不需要较多的模具投入，可以根据数控程序加工不同形状和尺寸的封头。

常见的罐式车的圆形或者椭圆形封头就可以采用旋压机制作。

旋压机成型工艺与压力机模压成型工艺相比，模具投入较小，适合多品种小批量生产。

此类设备一般只有产量较大或者经济实力较强的专用汽车生产企业使用，产量较小或者经济实力较弱的专用汽车生产企业可以采取外协加工方式制作。

（5）滚压成型机（罗拉机）滚压成型机是最常见的等截面板材成型设备。

滚压成型机可以连续生产，一般与开卷矫平机及定尺剪切机配套使用，生产效率高，成型一致性好，但其缺点是更换模具程序复杂，调试周期长，模具投入成本高，截面变更时需要重新设计辊轮。

滚压成型机根据传动形式分为链传动和万向节传动，根据机架形式分为悬臂式和龙门式（如图9），根据机架是否固定分为固定式和移动式。

滚压成型机与折弯机相比，生产效率较高，适合大批量生产。

此类设备一般只有产量较大或者经济实力较强的专用汽车生产企业使用，产量较小或者经济实力较弱的专用汽车生产企业可以使用多台折弯机代替滚压成型机。

（6）三辊滚弧机圆柱形罐体或者圆弧形零部件一般采用滚弧机滚弧制作。

滚弧机（如图10）为三辊形式，下边对称布置两个固定辊，上面与两辊连线中心重合位置并且距离下辊一定距离布置一个活动辊，通过调整上下辊的间距来控制滚弧半径。

工件较大时如罐体滚弧时一般要借助行车作业。

此类设备一般只有产量较小或者经济实力较弱的专用汽车生产企业使用，产量较大或者经济实力较强的专用汽车生产企业一般使用包罐机代替三辊滚弧机。

2. 焊割设备较厚板材切割下料有火焰切割机、等离子切割机和激光切割机三种，三种切割工艺切口质量和切割变形量大小有所差异。

火焰切割机下料切口质量最差，变形量最大；等离子切割机下料切口质量较好，变形量较小；激光切割机下料切口质量最好，变形量最小。

三种切割设备的功能随着设备的配置和结构而有所异同。

（1） ?焰切割机较厚及切口断面要求不高的板材或者型材下料时可以采用火焰切割机下料，半自动火焰切割机俗称小爬虫（如图11），全自动数控火焰切割机多为龙门式（如图12和13）。

全自动数控火焰切割机根据火焰枪头数量分为单枪、双枪和多枪，双枪和多枪主要是切割带钢使用，单枪主要为切割异形板材零件使用。

一般数控火焰切割机上会集成有数控等离子切割机。

多头数控火焰切割机可以切割的钢带长度较长，甚至可以达到10m以上。

（2）激光切割机激光切割机一般为龙门式单头结构，主要用于外观要求较高、复杂形状零件的下料，下料后一般不需要对切口进行打磨，可直接用来焊接或者作为外露端面。

激光切割机购置成本最高，一般只有经济实力较强的专用汽车生产企业才会使用。

（3）坡?机焊接较厚板材时，为了获得较好的熔深及焊接效果，一般对焊缝位置在焊接前进行打坡口处理，最常见的打坡口方式是使用坡口机。

坡口机根据设备是否移动分为移动式坡口机（如图14）和固定式坡口机，一般较大工件打坡口时采用移动式坡口机，较小工件打坡口时采用固定式坡口机。

需要生产车架大梁或者生产中常规焊接板材厚度在6mm以上的专用汽车生产企业均需要配置坡口机。

（4）抛丸机组焊件在喷漆前多需要进行除锈处理，最常见的除锈设备有抛丸机（如图15）和喷砂机。

喷砂机除锈能力弱，但喷砂后工件表面光滑，光洁度高。

抛丸机除锈能力强，但抛丸后工件表面粗糙，光洁度低。

抛丸机与喷砂机相比，抛丸还可以消除部分工件焊接内应力。

较小工件一般采用空中悬挂式轨道对工件进行抛丸处理，大型工件一般采用滚床输送形式对工件进行抛丸处理。

经济实力较强的专用汽车生产企业，可以配置对车架整体进行抛丸处理的大型抛丸设备。

（5）埋弧焊机当对较厚板材焊接时，一般采用埋弧焊机进行焊接。

埋弧焊机有半自动埋弧焊机和大型数控埋弧焊机。

半自动埋弧焊机与半自动火焰切割机行走原理相似，大型数控埋弧焊机则根据工件不同而结构有所异同，一般多为定制化设备。

有关定制化埋弧焊机的详细介绍将在后面的章节中予以介绍。

3. 走线设备为了提高焊接、装配效率，在焊接、总装配时多采用自动或者手动走线设备（如图16～19）。

典型的自动走线设备是自动板链，板链有双板链和单板链，双板链可以输送带有轮子的整车和不带轮子的上装，单板链只能输送带有轮子的整车。

除了板链以外，还有轨道式走线小车。

不带轮子的上装落在走线小车上靠人推或链条带动走线，其优点是投入成本低。

4. 总装设备（1）合装机为了提高合装效率，保证合装精度，冷藏车厢体合装时多采用合装机（如图20）。

合装机为非标设备，没有复杂的控制系统和调节系统，车底板放置在合装机中间的轨道上，合装后的车厢可以移动到下一个工位。

合装机一般与行车及真空吸盘吊具配合使用。

合装机与复合厢板压机为冷藏车生产企业的必备设备，其自动化程度和生产效率直接决定着冷藏车生产企业的最大产能和生产效率。

（2）拧紧机车轮是专用汽车的行驶部件，是安全部件，因此，车轮装配过程中需要有专业的设备保证装配效率及装配质量。

车轮自动拧紧机就是专为车轮螺母拧紧而设计的自动化设备。

车轮自动拧紧机根据可以同时拧紧螺母数量分为5轴拧紧机（如图21）和6轴拧紧机。

一般专用汽车底盘生产企业或者产量较大的挂车生产企业基本上需要配置车轮自动拧紧机。

5. 特种设备（1）翻转机底盘装配时一般先将底盘车架下表面朝上装配悬挂及车桥，然后再翻转过来装配其他底盘部件，如发动机、变速器、操纵机构等。

车架旋转多采用翻转机。

翻转机有落地式（如图22）和悬挂式（如图23和24）两种，落地式靠地面轨道及机架支撑翻转机，翻转时靠电机减速机驱动。

悬挂式翻转机悬挂在行车下方或者通过设备本身钢结构框架轨道行走升降，翻转时靠电机减速机驱动链条或者齿轮翻转。

翻转机结构形式较多，应用范围亦较广，除可以用来翻转底盘车架外，还可以用在罐体、车厢板翻转焊接之上。

罐体、车厢等为了获得较好的作业角度和高度，一般也需要进行翻转。

罐体、车厢翻转机一般采用落地式，有落地固定式（如图25和26）和落地移动式（如图27）两种，落地固定式只有翻转功能，落地移动式除具有翻转功能外，还具有移动走线功能。

（2）包罐机椭圆形或者异形等截面罐体成型多采用包罐机（如图28和29）。

包罐机采用仿形原理，利用罐体内防波板或者隔板作为仿形边线，工作时靠压辊将罐体蒙皮贴在防波板上，然后进行点焊焊接，包好后的罐体可以直接移动到横缝或者纵缝埋弧焊机上进行自动焊接。

（3）车厢板压机冷藏车、保温车的复合车厢板制作均采用车厢板压机制作（如图30和31）。

根据压力形成原理不同分为正压和负压两种。

负压机下台面平整，上表面为橡胶膜，靠真空泵抽真空形成所需要的压力，其优点是设备投入小。

正压机上下台面均为平板，平板内有水套或者油套作为热源，靠液压缸伸缩提供所需压力，其优点是压合速度快，表面平整，缺点是设备投入大。

车厢板压机根据压合模板（工作台）的数量多少可以分为1+1（两工位、上下两层）、1+1（三工位、同层）和2+2（三工位、上下两层）三种，1+1两工位上下两层工作台可以减少工位数量，减少设备占地，缺点是工作台离地高度不同，使用自动涂胶设备时，涂胶设备运行机构较为复杂。

1+1三工位、同层工作台可以提高作业效率，但工位数量较多，占地较大，使用自动涂胶设备时，只能使用轨道移动摆臂式涂胶设备。

2+2三工位、上下两层工作台设备产能最大，结构最为复杂。

车厢板压机还有可倾式注入发泡式压机，此种结构设备工作台可以倾斜一定角度，方便发泡剂在工作台上腔体内流淌，形成致密、无气泡的保温层。

注入发泡式压机只有1个工作台。

其缺点是容易形成气泡影响保温效果及强度。

（4）车厢板车动焊接设备栏板车和自卸车车厢板结构相对简单，一般为钢板与槽形件拼焊结构或者为瓦楞板与型材拼接结构，前者槽形件间距基本相同，后者瓦楞板凹凸形状基本不变，此类工件一般采用自动焊接设备（如图32和33）实现焊接。