CN102581569A - 轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺 - Google Patents

Abstract

轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，包括冲焊式驱动桥壳桥包加工、冲焊式驱动桥壳半轴套管加工和冲焊式驱动桥壳总成加工。这种轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺是在确保机加工精度的前提下，将半轴套管法兰在焊前事先加工好安装孔，并且省掉焊后桥壳总成的半轴套管法兰需粗车、半精车机的过程，这样提高了加工效率、降低了劳动强度，且产品质量大幅提高，人工成本和设备资金投入大幅降低，节能减排、减少环境污染。

Description

轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺

技术领域  本发明涉及机械加工领域，特别涉及驱动桥壳的加工工艺。

背景技术  汽车驱动桥壳是汽车传动系的一个重要组成部分，它既是承载件又是传力件，同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置的外壳。驱动桥壳与主减速器、差速器和半轴等组成驱动桥位于传动系的末端，用于增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将它分配给左、右驱动轮。驱动桥壳在汽车行驶过程中，受力比较复杂，尤其当汽车通过不平路面时，车轮与地面之间所产生的冲击载荷往往会引起桥壳的变形或折断，因此要求桥壳在动载荷下具有足够的强度和刚度。因此合理的工艺设计直接关系到产品的质量、成本、生产效率以及使用寿命等方面。

驱动桥壳的结构形式基本上分为两大类型：整体式和分段式。轻型汽车驱动桥壳广泛采用整体式，整体式桥壳在制造工艺上又分为铸造桥壳和冲压焊接桥壳两种。铸造桥壳虽然刚度和强度较大，但质量较重，制造工艺也较复杂。冲焊结构的驱动桥壳具有质量轻、强度高、制造工艺简单、材料利用率高、成本低等优点，因此现行轻型汽车驱动桥壳多数是采用冲焊结构。传统的老式工艺是先将桥壳中段、半轴套管、半轴套管法兰粗坯及小附件焊成总成，然后进行机加工。老工艺的生产设备多采用较简易的气动式半自动焊接设备和三面镗、三面钻等专用机加工设备。老式工艺方法的优点是初期投入的焊接设备成本低；缺点是：焊接精度差、质量问题多，机加工余量大、负荷重，机加工设备投资额度大，并且机加工设备的换型柔性差。

发明内容  本实用新型的目的是提供一种轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，这种加工工艺是针对背景技术中存在的问题提出的一种解决方案，具有故障率低、使用效果好、节约成本等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，包括冲焊式驱动桥壳桥包加工、冲焊式驱动桥壳半轴套管加工和冲焊式驱动桥壳总成加工。

上述技术方案中所述的冲焊式驱动桥壳桥包加工的工艺流程为：首先桥包上半壳焊气孔护盖和下半壳焊放油螺母，其次桥包上、下半壳进行点定，然后焊接桥包四条纵缝，焊接完后对桥壳上、下半壳焊合体校平校圆，最后桥壳上、下半壳焊合体与接口法兰及后盖焊合。

上述技术方案中所述的冲焊式驱动桥壳半轴套管加工的工艺流程为：桥壳半轴套管法兰压装和法兰环焊，然后桥壳半轴套管焊合体与附件进行拼装点定，最后左、右半轴套管上的弹簧座板加强焊接。

上述技术方案中所述的冲焊式驱动桥壳总成加工的工艺流程为：驱动桥壳总成拼装、点定环焊、校直、气密性测漏补焊、焊加强板，车削半轴套管法兰两端扶位、车削桥壳总成端面内孔、加工接口法兰、清理、喷漆。

上述技术方案中所述的对桥包上、下半壳进行点定，是将桥包上、下半壳放进焊接夹具内，先进行端面及大内孔定位，两端内孔轴向内撑粗定位，端面两端气缸顶进，然后，气缸自动V形收拢夹紧上、下半壳两端，桥包上、下半壳对接后，接合处上下面平整无错位，左右无错边，然后，进行点定，人工翻转后夹紧点定另一面。

上述技术方案中所述的焊接桥包四条纵缝，采用将桥包接口法兰内孔定位，两端V形夹紧工件，步进电机驱动焊枪移动进行焊接。

上述技术方案中所述的对桥壳上、下半壳焊合体校平校圆，采用两端两对半圆形内凹支撑块进行桥包的两端圆整，中间定位孔四周上下T压头合模完成同时进行桥包焊合件中间部位的校平。

上述技术方案中所述的桥壳上、下半壳焊合体与接口法兰及后盖焊合，接口法兰气动四爪自定心夹紧，桥壳上、下半壳焊合体利用外形在气动托架上进行角度初定位并用另外一副错位四爪自定心夹紧，后盖采用外形定中心，外台阶面仿形定角度，保证三个被焊接零部件定位准确，角度正确，中心同轴。

上述技术方案中所述的桥壳半轴套管法兰压装，采用半轴套管法兰内孔定位，半轴套管外壁轴向定位，过盈压装。

上述技术方案中所述的桥壳半轴套管法兰环焊，半轴套管压装体呈水平放置，一端用半轴套管法兰面和内孔定位，另一端气动顶紧，辅助定位，保证工件准确焊接。

上述技术方案中所述的桥壳半轴套管焊合体与附件进行拼装点定，焊合体呈水平放置，弹簧座板以平面及定位孔定位，各小件以外形面定位，辅以必要的磁铁吸紧和防止放错放反的防错块。

上述技术方案中所述的左、右半轴套管上的弹簧座板加强焊接，零件呈水平放置，两端一端固定，另一端气动顶紧，采用弹簧伸缩式定位板辅助进行弹簧座板的角度定位，弹簧座板进行高度定位后进行焊接。

上述技术方案中所述的驱动桥壳总成拼装、点定环焊，将左、右半轴套管焊合总成和桥包焊合总成呈水平放置，三个组件分别同轴定心定位夹紧，左、右半轴套管焊合总成采用半轴套管法兰端面和内孔为定位基准，半轴套管处自定心V形夹紧，桥包焊合总成采用接口法兰面和内孔为定位基准，两端采用自定心V形夹紧，两端推进，拼装保证桥壳总长尺寸，三个组件的装夹方式采取左、右半轴套管焊合总成和桥包焊合总成分别装夹的方式，以连接处轴心为旋转中心，可有效避免因圆周跳动造成的弧长变化导致熔深和焊缝宽度不一致等问题，桥壳总成拼装完成后人工点固，工件焊接两圈。

上述技术方案中所述的加工接口法兰，工装以两端轴承孔定位，一法兰孔为角向定位，桥包周围用两个辅助支撑油缸及两个杠杆油缸夹紧，桥包底部端用两个辅助支撑油缸支撑，桥包的夹紧力要适度，桥包压头采用嵌入式，增加齿轮齿条轴向找中功能，动力为气缸，导向件为线轨轴承。

这种轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺的优点有：1、产品质量大幅提高；2、提高了加工效率、降低了劳动强度；3、人工成本大幅降低，有效减少设备资金投入；4、节能减排、减少环境污染。

附图说明  图1是本发明的新工艺路线示意图。

具体实施方式  下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，包括冲焊式驱动桥壳桥包加工、冲焊式驱动桥壳半轴套管加工和冲焊式驱动桥壳总成加工。

在本实施例中，采用上、下半壳点定台用于点定桥壳上、下半壳，将桥包上、下半壳放进焊接夹具内，先进行端面及大内孔定位，两端内孔轴向内撑粗定位，端面两端气缸顶进，然后，气缸自动V形收拢夹紧上下半壳两端。桥包上、下半壳对接后，接合处上下面平整无错位，左右无错边，然后，进行点定，人工翻转后夹紧点定另一面。

桥壳上、下半壳纵缝自动焊接机焊接桥包四条纵缝，以桥包接口法兰内孔定位，调节工件中心与传动轴同轴。中间定位盘可快速更换，两端夹紧工件，夹紧块可调节夹紧力。中间托架气动升降，上面装有桥包接口法兰内孔定位装置。气动托架的气缸由一个双向电磁阀控制。工件静止不动，步进电机驱动焊枪移动，焊枪移动机构采用直线导轨与滚珠丝杠传动的方式。步进电机驱动工件旋转，控制工件准确回转180°，速度可调。

C形液压机加辅助工装进行桥壳上、下半壳焊合体的校平校圆，两端两对半圆形内凹支撑块进行桥包的两端圆整，上下T压头(另有四对带弹簧的辅助支撑T压头)，合模完成同时进行桥包焊合件中间部位的校平，校平和校圆的中心高度可单独调整。

接口法兰、后盖环缝自动焊接机用于将桥壳上、下半壳焊合体与接口法兰及后盖焊合。接口法兰气动四爪自定心夹紧，桥壳上下半壳焊合体利用外形在气动托架上进行角度初定位并用另外一副错位四爪自定心夹紧，后盖采用外形定中心，外台阶面仿形定角度，保证三个被焊接零部件定位准确，角度正确，中心同轴。

半轴套管法兰压装，采用C形T25液压机，双工位工装，台阶圆盘座定半轴套管法兰内孔，双V形立式定位槽定半轴套管，力矩杠杆夹紧钳压紧。液压机压头压装到位有到位检测和机械硬限位，压装配合为过盈配合。

采用半轴套管法兰自动焊接机对桥壳半轴套管法兰环焊，半轴套管压装体呈水平放置，一端用半轴套管法兰面和内孔定位，另一端气动顶紧，气动托架辅助定位；设备分左右工位，共计两套旋转机构，两套焊接电源系统，两工位可以分别控制。焊接角度可调(0～760°)。液压夹紧工件，气动顶紧；夹紧后电气确认。托架气动升降，V型块可调节，以保证工件与传动轴同轴；气动托架的气缸由一个双向电磁阀控制。

半轴套管焊合体与小附件拼装台用于半轴套管焊合体与小附件的点定，零件呈水平放置，V型可调节支架作为辅助支承半轴套管，弹簧座板以平面及定位孔定位，各小件以外形面定位，以上各件辅以必要的磁铁吸紧，及防止放错放反的防错块，气缸自动顶紧工件。左右双工位同时进行，并带有弹簧座板等附件是否顶夹到位的位置接触小信号灯。

弹簧座板环缝自动焊接机对焊接左、右半轴套管上的弹簧座板加强焊接，零件呈水平放置，两端一端固定，另一端气动顶紧；弹簧座板用弹簧伸缩式定位板辅助进行弹簧座板的角度定位。分左右工位，两套旋转机构，四套焊接电源系统，两个工位可以分别控制。

驱动桥壳总成拼装、点定、双枪环缝自动焊接专机用于驱动桥壳总成拼装、点定环焊，将左右半轴套管焊合总成和桥包焊合总成呈水平放置，三个组件分别同轴定心定位夹紧。自定心夹具为中心回转的连杆结构，线轨作导向，气缸作动力；左右半轴套管焊合总成采用半轴套管法兰端面和内孔为定位基准，半轴套管处自定心V形夹紧；桥包焊合总成采用接口法兰面和内孔为定位基准，在气动托架上，整体升降，两端采用自定心V形夹紧；拼装保证桥壳总长尺寸，并设有可调硬限位及位置接触小信号灯。此装夹方式可有效保证此道焊缝质量，控制焊缝间隙，保证熔深和焊缝宽度。三个组件的装夹方式采取左右半轴套管焊合总成和桥包焊合总成分别装夹的方式，以连接处轴心为旋转中心，可有效避免因圆周跳动造成的弧长变化导致熔深和焊缝宽度不一致等问题。两端夹紧和推进由机头和机尾两个液压缸完成。为保证拼装精度和防止两边旋转打滑，工件旋转部分设置为两边双驱动的方式驱动工件旋转，同步皮带传动，压紧轮可调同步带的松紧以确保两端同步。桥壳总成拼装完成后人工点固，然后启动自动焊接，桥包的夹紧机构和定位托架自动退出，工件焊接两圈，焊枪带有自动焊接摆动器。

驱动桥壳气密性试漏机用于桥壳的气密性测漏补焊，零件呈水平放置，两端气动橡胶堵盘夹紧密封，中间接口法兰大孔采用专用密封夹具，放油螺母等小孔采用辅助小工装人工堵紧。然后将桥壳浸入水中，在0.1MPa压力下保压1分钟不漏气。在浸入水中，能方便使工件正反向任意回转(采用电机驱动，链条传动)。水槽内部带有水下照明防水灯及水温加热装置，并有漏电保护器。

车削桥壳总成半轴套管法兰两端扶位采用标准双拖板6150型卧式数控车床，工件两端用大头顶尖顶夹桥壳焊接总成两端半轴套管法兰倒角，双刀架同时车削两端法兰扶位，单边车削余量为0.3mm。

车削半轴套管法兰端面采用标准6150型卧式数控车床，将标准6150型卧式数控车床的标准中心架头部改装为滚动轴承式的，将床头加装快夹U形夹紧工装，开通机床控制器的跳转指令功能，刀架上接可转位导线。轴承孔、油封孔及端面的单边车削余量为0.3mm。

接口法兰的端面、内孔及差壳安装孔的加工采用标准50刀柄立式加工中心，机床为标准配置，工装以两端轴承孔定位，一法兰孔为角向定位；桥包周围用两个辅助支撑油缸及两个杠杆油缸夹紧；桥包底部端用两个辅助支撑油缸支撑。要点：为避免桥包(薄壁件)的夹紧变形，夹紧力要适度；为避免吃刀时的工件上下蹿动，桥包压头应采用嵌入式的；为避免焊接桥壳总成在加工接口法兰时的轴向位置公差左右不均，工装上增加了齿轮齿条轴向找中功能，动力为气缸，导向件为线轨轴承。

在本实施例机加工艺采用的实施设备基本为通用标机，设备采购回来后直接或按工艺路线的技术要求进行结构小改造和辅助工装的制造后即可投入使用。试验表明，在使用轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺后，生产过程中重要质量指标的焊接测漏一次检验合格率为99％以上，总成废品率为2‰左右；员工的劳动强度降低，生产效率大幅提升；由于单件生产周期缩短，可明显节省电力等能源的消耗，有效减少成本投入。

Claims (14)

1.轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，包括冲焊式驱动桥壳桥包加工、冲焊式驱动桥壳半轴套管加工和冲焊式驱动桥壳总成加工。

2.根据权利要求1所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是冲焊式驱动桥壳桥包加工的工艺流程为：首先桥包上半壳焊气孔护盖和下半壳焊放油螺母，然后桥包上、下半壳点定，再焊接桥包四条纵缝，焊接完后上、下半壳焊合体校平校圆，最后桥壳上、下半壳焊合体与接口法兰及后盖焊合。

3.根据权利要求1所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是冲焊式驱动桥壳半轴套管加工的工艺流程为：桥壳半轴套管法兰压装和法兰环焊，然后桥壳半轴套管焊合体与附件拼装点定，最后左、右半轴套管上弹簧座板加强焊接。

4.根据权利要求1所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是冲焊式驱动桥壳总成加工的工艺流程为：驱动桥壳总成拼装、点定环焊、校直、气密性测漏补焊、焊加强板，车削半轴套管法兰两端扶位、车端面内孔、加工接口法兰的端面、内孔及差壳安装孔、清理、打磨。

5.根据权利要求2所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是桥包上、下半壳进行点定，是对桥包上、下半壳先进行端面及大内孔定位，两端内孔轴向内撑粗定位，端面两端气缸顶进，然后，气缸自动V形收拢夹紧上、下半壳两端，桥包上、下半壳对接后，接合处上下面平整无错位，左右无错边，然后，进行点定，人工翻转后夹紧点定另一面。

6.根据权利要求2所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是焊接桥包四条纵缝，采用将桥包接口法兰内孔定位，两端V形夹紧工件，步进电机驱动焊枪移动进行焊接。

7.根据权利要求2所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是桥壳上、下半壳焊合体校平校圆，是通过两端两对半圆形内凹支撑块进行桥包的两端圆整，中间定位孔四周上下T压头合模完成同时进行桥包焊合件中间部位的校平。

8.根据权利要求2所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是桥壳上、下半壳焊合体与接口法兰及后盖焊合，接口法兰气动四爪自定心夹紧，桥壳上、下半壳焊合体利用外形在气动托架上进行角度初定位并用另外一副错位四爪自定心夹紧，后盖采用外形定中心，外台阶面仿形定角度。

9.根据权利要求3所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是桥壳半轴套管法兰压装，采用半轴套管法兰内孔定位，半轴套管外壁轴向定位，过盈压装。

10.根据权利要求3所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是桥壳半轴套管法兰环焊，半轴套管压装体呈水平放置，一端用半轴套管法兰面和内孔定位，另一端气动顶紧，辅助定位。

11.根据权利要求3所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是桥壳半轴套管焊合体与附件进行拼装点定，焊合体呈水平放置，弹簧座板以平面及定位孔定位，各小件以外形面定位，辅以必要的磁铁吸紧和防止放错放反的防错块。

12.根据权利要求3所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是左、右半轴套管上的弹簧座板加强焊接，零件呈水平放置，两端一端固定，另一端气动顶紧，采用弹簧伸缩式定位板辅助进行弹簧座板的角度定位，弹簧座板进行高度定位后焊接。

13.根据权利要求4所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是驱动桥壳总成拼装、点定环焊，将左、右半轴套管焊合总成和桥包焊合总成呈水平放置，三个组件分别同轴定心定位夹紧，左、右半轴套管焊合总成采用半轴套管法兰端面和内孔为定位基准，半轴套管处自定心V形夹紧，桥包焊合总成采用接口法兰面和内孔为定位基准，两端采用自定心V形夹紧，两端推进，拼装保证桥壳总长尺寸，三个组件的装夹方式采取左、右半轴套管焊合总成和桥包焊合总成分别装夹的方式，以连接处轴心为旋转中心，桥壳总成拼装完成后人工点固，工件焊接两圈。

14.根据权利要求4所述的轻型冲焊式驱动桥壳的加工工艺，其特征是加工接口法兰，工装以两端轴承孔定位，一法兰孔为角向定位，桥包周围用两个辅助支撑油缸及两个杠杆油缸夹紧，桥包底部端用两个辅助支撑油缸支撑，桥包的夹紧力要适度，桥包压头采用嵌入式，增加齿轮齿条轴向找中功能，动力为气缸，导向件为线轨轴承。

Images