桥壳本体机加工工艺改善

发表时间:2020/8/12   来源:《电力设备》2020年第10期   作者:章来
[导读] 摘要:随着科技的发展,社会的进步,我国汽车市场得到了非常快的发展,而伴随着汽车市场不断壮大的同时,汽车零部件项目在汽车工程建设项目中扮演了越来越重要的作用,特别是发动机、车桥、车架等汽车关键零部件的加工工艺工作和项目建设工作,更是在这其中起到了非常关键的作用,其中,桥壳、主减速器、差速器、半轴等共同组成了车桥,文章主要对车桥加工工作的关键桥壳加工工艺中的要点进行探究。
        (身份证号码:36252319840421XXXX  江西省抚州市  344000)
        摘要:随着科技的发展,社会的进步,我国汽车市场得到了非常快的发展,而伴随着汽车市场不断壮大的同时,汽车零部件项目在汽车工程建设项目中扮演了越来越重要的作用,特别是发动机、车桥、车架等汽车关键零部件的加工工艺工作和项目建设工作,更是在这其中起到了非常关键的作用,其中,桥壳、主减速器、差速器、半轴等共同组成了车桥,文章主要对车桥加工工作的关键桥壳加工工艺中的要点进行探究。
        关键词:桥壳加工;工艺;车桥
        驱动桥壳是汽车上的主要零件之一、,它既是承载件又是传力件。与铸造桥壳相比冲压焊接式桥壳具有制造工艺简单、材料利用率高、有足够的强度和刚度,制造成本低等众多优点,避免了铸造桥壳产生的砂眼、夹渣、气孔,废品率高等缺陷。需要装的挂件也可直接焊接在桥壳上,改型极为便利,其质量大约比铸造桥壳降低了25%左右。因此,冲压焊接整体式桥壳在世界范围内具有良好的应用前景。
        目前在我国的客车市场上,空气悬架已经开始流行起来,在大型客车上已经普遍配置了空气悬架底盘的车型。而在世界市场上,95%的客车都已采用了空气悬架系统。某种意义上来说空气悬架已经是豪华舒适客车的必要配置。冲焊桥解决了铸造车桥不利于装推力杆支座和平衡杆、板簧距变化不方便、安装空气悬挂困难等问题,可以达到JT/T325-2002《营运客车类型划分及等级评定》及CJ/T162-2002《城市客车分等级技术要求与配置》标准中的客车必须配装空气悬挂系统的高一、高二等级要求。
        整体式焊接桥壳通常采用的工艺方案是先焊接两端半轴套管,再对半轴套管对进行精加工,这样做的好处是易于保证两端半轴套管形位公差,如跳动的精度等,其整体精度及一致性都可以得到保证。
        一、整体桥壳与分段式桥壳
        桥壳一般分为两种形式,分别为分段式桥壳和整体式桥壳两种,分段式桥壳一般分为两段,分段式桥壳具有加工简单,易于铸造的特点,但同时它有拥有拆卸不便,检修困难的弊病,所以一般不被采用;目前整体式桥壳的使用较为广泛和普遍,一些常见的整体卡壳加工工艺的方式,是桥壳加工工艺中一个值得注意的要点,桥壳加工工艺的方式也是多种多样的,会依据不同的车的型号类型,工业需求而定,同时随着科技的进步,各种各样的的加工工艺方式也在不断推新丰富了桥壳加工工艺的发展.。
        (一)桥壳加工工艺中的整体铸造式
        整体铸造式的桥壳加工工艺是最为传统,历史最久远的一种结构方式,在汽车发展历史中,这种方法一直优缺点明显,它的优势是强度高,刚性好,可塑性好,不易变形,能根据不同横截面的要求制造岀不一样的壁厚,它的缺点是成本过高,质量无法得到保证,体积太大,不符合当今汽车轻量化的潮流,同时也不容易控制成本,整体制造式桥壳加工工艺在当今的世界范围内依然有它应用到的价值,比如一些体积较大的重型卡车等等,但在具体的操作过程中,有很多材料上的变化。
        (二)桥壳加工工艺中的钢板冲压焊接式
        桥壳加工工艺中的钢板冲压焊接式顾名思义就是与焊接有关,钢板冲压焊接式整体桥壳主要组成部分包括上、下对焊的一对桥壳主件、两个突缘、四块三角钢板、两个半轴套管、加强圈、一个后盖以及两个钢板弹簧座,整体沿其间接缝组焊而成,其优点在于质量小,材料利用率高,成本低,工艺简单任性好,但其缺点在于其焊接过程中易使材料的强度降低。
        二、工艺方法
        整体式焊接桥壳的通常工艺方案由于采用二氧化碳气体保护焊,所产生的热变形量和内应力甚至不会影响焊缝质量。焊后不必进行时效处理和校正处理。这种工艺方案是在焊接完成后对两端半轴套管进行粗、精加工,易于保证零件形位精度,但需要桥壳加工的大型设备如双头车床,对设备精度要求较高,需要满足两端半轴套管较高同轴度及对称度要求,且生产效率不高。在积极消化吸收国内外车桥领域的先进技术的同时,为了简化制造工艺降低对设备的要求,采取精加工半轴套管后再焊接的工艺方案。通过用INDEX车削加工中心精加工半轴套管,后再采用R310弧焊机器人全焊两侧半轴套管, 保证焊缝外观桥壳总成所有焊缝不出现气孔、夹渣、咬边、错边、焊瘤、裂纹、飞溅等外在缺陷。焊接完成后机加工采用龙门加工中心,镗孔:Φ395o+0.3(主减安装孔)及后盖Φ3890+0.3孔的工艺方案,这种工艺方案制造桥上更具灵活性,效率较显著到地提高。但该方案不可避免地需要焊接后再进行校正,跳动量必须达到0.15mm以下才能保证全部加工完成后的桥总成在两端的半轴套管的形位精度,0.15mm是多次试验的经验值。通过测试,这种工艺方法不仅可行,而且使这种半轴套管精加工后再与桥壳焊接的工艺方法进一步得到验证。可以成为桥壳整体加工制造方案的一种有益的探索。
       
        图1
        三、校正
        由于工艺方案的不同,冲焊桥壳主件由上下两半是相同的冲压件(弯曲件精度可以达IT16 级),加上4块三角镶板到侧缺口,需用3条焊缝连接,在热变形、内应力、及焊缝数量多的因素作用下,积累误差影响冲压件定位精度,需要对半轴套管适当校正,以保证形位精度。冲压件弯曲半径与板厚的比率计算:
       
        图2
       
       
        校正过程中在压力机上测量半轴套管跳动:通过初次判断后进行校正,在完成一次校正后通过百分表测得对A-B基准跳动值,再根据跳动值的大小及方向后调整桥壳的位置校正(见图4),逐步校正的办法达到产品要求。通过一次、二次、三次校正后达到目地。其缺点是较烦琐。但经过多次校正后,操作人员熟练程度和效率可以提高。
       
        图3                 图4
        四、后桥前束及半轴套管跳动的测量
        (一)后桥前束尺的结构设计及测量
        在后桥的完成装配后,通常采用卷尺和前束尺配合来进行前束值的测量,为了能对前道校形工序提供参考依据,用卷测量时其示值精度已不能适应需要,因此需设计符合要求的测量工具。实践中采取了增加测量杆加百分表的结构,提高了测量的示值精度以便于测量,也为桥总成的在线测量提供了方便。具体方法是在前束尺上设计了一个限位槽,因测量平面与前束测量尺侧面平行,减少了测量累积误差,避免了用卷尺测量误差大的弊端,实际应用中验证了这种测量方式。
        (二)前束测量
        对后桥前束的影响因素主要有:桥壳上下主件、三角镶板、加强环等冲压件的积累误差,焊接件的定位误差(由冲压件精度导致),以及热变形、内应力等。尤其是轮毂轴承间隙会产生虚拟的前束,而导致测量误差。
        在上述因素的共同作用下,后桥的前束控制有难度,如果前束偏离理想状态,则桥总成在实际工作状态下可出现磨胎量的增加、侧滑等现象。
       
        图5
        在装配前通过对桥壳校正等方法和措施,来保证桥总成在装配完成后,前束值在1.5mm附近,使其满足前束值0mm~+2mm的设计要求。下面是测量的前束值与半轴套管跳动的对应表:
        表1 前束值及两端半轴套管跳动
       
        参考文献:
        [1]韦军,刘菁.中后桥壳总成的柔性化制造技术开发[A].安徽省科学技术协会2018年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C].2O18.
        [2]丁叶.史俊领.汽车桥壳机加工工艺及设备分析[J].科技资讯,2019(14):56-59.
        [3]徐迎强.汽车桥壳机械式整体成形关键技术研究[D].合肥:合肥工业大学2018.
        [4]陈智慧.桥壳工艺的改进[J].铁道运营技术.2019.(4):25-26.
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