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[发盖hood] 重型车架L型连接板镶制工艺的改进

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发表于 2015-10-11 07:37:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
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重型车架L型连接板镶制工艺的改进

重型车架L型连接板镶制工艺的改进

        重型卡车车架后桥平衡轴处采用L型连接板设计,能有效增加整车架的抗扭刚度。但是L型连接板与纵梁的镶制一直是车架制造的一个难点。东风商用车公司车架厂成功设计出一套自动化镶制设备,代替了以往的手工镶制,在生产中得到积极应用,提高了生产效率和产品质量。
        近年来,我国重型卡车市场份额不断扩大,作为重卡车架的产量也同比攀升。为了满足市场需求,东风重型车架设计采用了多层纵梁,其中,后桥平衡轴处采用了L型连接板的设计,增加了整车架的抗扭刚度,使得整车架的承载能力大大增强。
        国内外一些重卡厂家在平衡轴处也采用多层梁设计,有的直接将上、下L型连接板(以下简称L板)制作成一体,成为一层槽型加强梁,当然也存在着镶制(或装配)问题。L板与纵梁内梁的贴合间隙越小,多层梁套钻后孔的同心度保证性就越好,上、下L板镶制后形成的开档尺寸也能得到较好的控制,有利于后续整车架平衡轴横梁的装配。因此,L板的镶制是提高整车车架装配效率和质量的重要环节。
        产品的工艺性分析
        左右纵梁总成分别由主、副纵梁及上下L板组成(见图1),其制造工艺是:主梁冲孔(三面数控冲孔机)→主、副纵梁镶合(电阻点焊)→L板镶制(塞焊)→套钻副纵梁及L板孔(以主梁为模板)。L板位于车架纵梁总成的中后部,镶制时首先确保其在纵梁长度方向上的位置准确,关键控制项是要消除其与纵梁内腹面、翼面的间隙,保证镶制后上下L板之间的开档尺寸。
       

重型车架L型连接板镶制工艺的改进

重型车架L型连接板镶制工艺的改进

        L板手工镶制的利与弊
        L板的制造工艺为:剪切外形→钻腹面塞焊孔→折弯成型。起初,我厂L板采用手工镶制。镶制时,先利用限位器确定L板在长度方向上的位置,然后利用多个弓形夹对腹面预紧,再利用保证开档尺寸的撑杆,镶入上下L板的根部,最后再夹紧弓形夹,测量开档尺寸合格后,将L板与纵梁塞焊成一体(见图2)。
        手工镶制的优点在于:L板与纵梁之间的间隙消除较好,关键质量项目开档尺寸能得到较好保证。其不足之处在于:一是人工投入多、劳动强度大,导致效率低,人均每班生产1.5根左右;二是场地占用面积大,需要投入多个工位阵地才能满足生产需要。
        L板的自动化镶制
        从L板的手工镶制中,我们得到启发:镶制的关键点在于保证A、B、C三个方向的定位与夹紧,即必须同时在A、B、C三个方向施加作用力,图3是L板镶制时的夹具模型示意图。B、C方向上的反作用力大小相等,方向相反,可以相互抵消;A向产生的反作用力必须有支撑面承受。
       

重型车架L型连接板镶制工艺的改进

重型车架L型连接板镶制工艺的改进

        1. 夹紧力的确定
        根据弓形夹的螺纹规格Tr32×6-6g,材料45#,调质处理硬度达到33-38HRC,工作时产生的夹紧力:F=[σb]πd2/4≈610×3.1415×292/4≈402kN;
        考虑到夹紧时产生分力的作用,取整后F=500kN。
        2. 驱动力的选择及液压原理
        图4给出了液压的原理,采用液压作为驱动力,系统压力为12MPa,选用3kW交流异步电动机作为源动机。系统工作原理为:通过溢流阀调节系统压力,当三位四通电磁阀接通后,油缸启动,夹紧L板后通过液控单向阀自锁。塞焊工作完成后,三位四通电磁阀接通另一个工位,油缸复位。双泵的设计保证了系统压力的稳定可靠性。本系统的优点在于结构简单,使用维修方便。
       

重型车架L型连接板镶制工艺的改进

重型车架L型连接板镶制工艺的改进

        3. 夹具的设计
        图5为L板夹紧工作图,可以看出,夹具由本体和夹紧装置组成。由于纵梁的翼面高度和内腹面开档尺寸随着纵梁品种的不同而变化,考虑到产品柔性化生产的需要,我们设计出一套人字形机电液一体化夹紧装置:本体固定在地面上,由电机带动凸轮轴将本体升起,使之高于输送辊道;油缸固定在龙门支架上,龙门支架安装在本体上。A向产生的反作用力由龙门支架承受;A向的中间夹头只起到辅助作用,夹头上安装蝶型弹簧,避免出现过定位,夹头高度可以随着纵梁腹面宽度的变化而调节。由于L板较长,采用三组油缸同时动作。
       

重型车架L型连接板镶制工艺的改进

重型车架L型连接板镶制工艺的改进

        4. 电气控制系统
        L板镶制时,整个夹紧过程采用PLC程序控制完成,三组油缸通过电控开关既可以同时动作,又可以单独动作。操作者通过观察B、C方向上L板与纵梁内梁贴合的间隙大小来判断夹紧的可靠性,再进行塞焊作业。
        结语
        目前,我厂将这套机电液一体化装置成功运用于镶梁配孔生产线,并于2009年3月正式投产。生产工人很快摸索出一套操作技巧和方法,使生产效率提高了2~3倍,产量稳步攀升。
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