一種車廂限位焊接工裝設(shè)計

李明明

摘 要：我司生產(chǎn)的車廂可卸式垃圾車在裝廂、卸廂時，由于車廂限位的焊接誤差，導(dǎo)致箱體互換性較差，出現(xiàn)了裝廂、卸廂后不能卡緊到位或鎖銷不對孔的現(xiàn)象。為了解決這個問題，我們通過嘗試著設(shè)計一套車廂限位焊接工裝設(shè)計去減少拼裝的誤差，從而提高產(chǎn)品的對接成功率，進(jìn)而提高車廂的焊接效率。

關(guān)鍵詞：車廂；限位；定位；車架；支撐座

中圖分類號：TE972+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）30-0011-02

在車廂限位塊焊接過程生產(chǎn)中，如不采用工裝定位，以箱體大梁下平面為基準(zhǔn)來劃線，配焊6組限位，會出現(xiàn)由于箱體縱梁平面誤差，造成箱體安裝孔與底盤安裝孔對接不準(zhǔn)確，無法進(jìn)行插銷鎖緊。且在無工裝定位焊接此部分限位時，還須將其置于焊接臺架或翻轉(zhuǎn)箱體后焊接，工裝效率較低，安裝精度難以保證。再者，由于待焊部件處于車廂底部的縱梁上，裝焊困難，空間小，而待焊部件與后限位塊，前定位塊有同軸度精確要求，容易存在偏差，較難調(diào)節(jié)，車廂限位塊在與汽車底盤配合尺寸的一致性及穩(wěn)定性差，焊接質(zhì)量得不到保證。因此，設(shè)計一套車廂限位焊接工裝是非常必要的。可以從根本上解決裝配準(zhǔn)確度和生產(chǎn)及時性的問題。

1 工裝設(shè)計方案

①設(shè)計一焊接支撐臺架，臺架主要由車架、限位板、定位塊、支撐座裝配而成，通過三組支撐座將車架撐起，使車架落在支撐座卡槽內(nèi)，然后再通過卡槽內(nèi)U型卡座將車架固定，此方式使支撐座可前后移動，適應(yīng)不同長度的車架，通用性好。車架固定后，再將前定位塊、限位板、后限位塊與車架鉚接。由于整個臺架主框架均為槽鋼焊接而成，剛度滿足上裝重量的要求。在固定車架時，由于支撐座為3點定位，所以要求支撐座的U型卡槽接觸面誤差極小，以避免有其中一支撐座懸空的現(xiàn)象。如圖1所示。

②前限位塊與后限位塊為車廂和底盤對接的限位孔，其同軸度是鎖銷能否穿過的重要因素，所以在鉚接時，其定位孔和限位板的尺寸以車架前端面、左側(cè)面、上翼面為基準(zhǔn)，以減少彼此間的相對誤差。而定位孔主要通過同心軸來保證其同軸度。同時，在焊接平臺中部，設(shè)置中間托架，使工件焊接時盡量處于水平狀態(tài)，已保證焊縫的質(zhì)量和焊接的效率。

③整個臺架離地高約1m左右，在焊接車廂各限位裝置時，有足夠的施焊空間，保證了焊縫的成型質(zhì)量。臺架安裝完畢后，應(yīng)經(jīng)過調(diào)平、校準(zhǔn)，使車架上表面平面度應(yīng)達(dá)到工裝設(shè)計要求。整體構(gòu)架見圖1新型車廂限位焊接工裝結(jié)構(gòu)示意圖所示。

2 工裝結(jié)構(gòu)功能

2.1 工裝關(guān)鍵點分析

箱體限位機構(gòu)位置示意圖，如圖2所示。

車廂限位裝置主要由以下幾個部件組成：前限位座、前限位插銷、中間限位板、后限位座、后限位插銷。

①前限位座、后限位座安裝在車輛左右縱梁的兩側(cè)，其上部與箱體底板相連。在施焊時，須插入前、后限位插銷作為同心軸，以保證前、后限位座兩側(cè)同軸度在0.2的圓度內(nèi)。

②中間限位板焊與箱體左右縱梁兩側(cè)，主要用于與底盤上的限位板（見圖4）配合，防止車廂的前后左右竄動，起到保護(hù)前后支撐軸的作用。由于車廂的裝廂與卸廂都是垂直上下運動，所以中間限位板的導(dǎo)向面必須與箱體縱梁下平面垂直，以保證廂體落到位后無干涉及應(yīng)力集中。

③由于箱體的限位為前中后三點定位，如某個點操作不當(dāng)，將會使車廂與底盤配合不到位，導(dǎo)致車輛無法正常運營?；谝陨显颍仨氃O(shè)計限位焊接工裝，才能滿足車輛與箱體互換性的要求。

2.2 工裝結(jié)構(gòu)布局及功能剖析

①車架結(jié)構(gòu)布局，新型車架結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示。

整個車架采用框架式結(jié)構(gòu)，其左右縱梁、中間加強橫梁均采用槽鋼制作。在焊接此框架時，框架的上下平面度要求很高，也即是要求左右縱梁在拼焊前應(yīng)進(jìn)行校平校直處理。焊接完整個框架后，須進(jìn)行對角線測量，并保證誤差在±2 mm左右，左右縱梁的寬度尺寸誤差在860±1范圍內(nèi)。因為車架是焊接廂體時的主要定位和支撐體，所以對公差的要求相對嚴(yán)格。

②前定位塊、后限位塊、限位板結(jié)構(gòu)布局，限位裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示。

前定位塊、后限位塊主體為鋼板沖壓件，其翻邊沖壓成型后接口處施焊封口，在定位孔的內(nèi)側(cè)，加焊加強板以提高孔的剛度。板件的中部加焊厚板的加強筋，以保證整個其整體的左右方向的剛度。限位板的結(jié)構(gòu)與前定位塊、后限位塊類似，也采用厚板沖壓而成，翻邊接口處施焊加強的方法。在其板寬度方向，加焊兩處加強筋，以保證其左右方向的剛度。

如圖3工裝布局所示，后支撐焊接平臺主要由以下零部件組成。

③支撐座結(jié)構(gòu)布局，新型支撐座結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示。

支撐座主要由支撐架焊合和鎖緊螺栓裝配組成。鎖緊螺栓主要的作用是調(diào)整、定位車架的左右位置。

支撐架焊合主要由立柱、加強角板、下加強橫梁、上加強橫梁、U型卡座拼焊而成。在拼接前，須校平校直立柱的各個表面，并保證左右立柱的高度差在±0.5范圍內(nèi)。完成校驗后先將下加強橫梁、上加強橫梁與左右立柱點焊成框架，再焊接下部的加強角板，最后再以立柱左右側(cè)面為準(zhǔn)，焊接U型卡座，焊接時須保證左右卡座的平行度，以確保焊后能將車架放入卡槽內(nèi)。

2.3 工裝的裝配要領(lǐng)

①將3組支撐座分別放置在水平平臺上，并放線進(jìn)行定位，以保證三個支撐座在同一直線上；

②將車架吊放在平臺面上，分別檢查其四角、中部是否有騰空現(xiàn)象，如有，必須校平后才能吊上支撐座裝配，如此反復(fù)檢測后，將車架吊在支撐座U型卡座內(nèi)，此時，車架應(yīng)可以在卡槽預(yù)留的空隙內(nèi)左右移動，最后通過調(diào)整鎖緊螺栓，保證車架與支撐座處于平行的狀態(tài)；

③在車架上鉚接前后定位板及中間限位板，鉚接前，須用同等大小的螺栓將以上三者緊固，再進(jìn)行鉚接作業(yè)，鉚接時還應(yīng)注意穿同心軸，以確保左右的同軸度。

將工裝組裝后，應(yīng)對關(guān)鍵部件的尺寸再次校對，準(zhǔn)確無誤后才能進(jìn)行批量，進(jìn)入焊接生產(chǎn)工序。

3 工裝使用工序

通過對車廂限位工裝的結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析，得出限位裝置的焊接步驟如下：

將車廂吊上焊接臺架，車廂上的定位基準(zhǔn)為廂體縱梁前端面，對準(zhǔn)前端面后，定位前限位板、前限位銷軸座、后限位板、后限位銷軸座，將以上四件焊接牢固后，再配焊中間限位板，最后將車廂整體吊出，整個過程減少了劃線，測量等等時間，提高了焊接效率及成品的焊縫質(zhì)量。

4 結(jié) 語

實踐證明，該新型車廂限位焊接工裝解決了部件調(diào)節(jié)難度大、焊接施焊困難、焊件精度差等問題，極大地提高了生產(chǎn)效率，減少了焊部件一次性調(diào)節(jié)時間，縮短了下料和劃線工作時長。同時大大的降低了車廂與底盤不匹配的問題反饋，提高了各垃圾收集點垃圾轉(zhuǎn)運效率。所以，關(guān)鍵部位的定位工裝是必須的，其準(zhǔn)確性是整個車輛正常運行的最核心保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 臧華彬，黃衛(wèi)國，孫玉文，等.一種車廂限位焊接工裝：中國，

201320566514.4 [P].2014-05-28.

[2] 朱耀祥，浦林祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009

[3] 王政，劉萍編.焊接工裝夾具及變位機械圖冊[M].北京：機械工業(yè)出版 社，1992