CN105014250B - 一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，包括步骤：一、焊接半分上壳体和半分下壳体，并将后壳焊接在上下对接后的半分上壳体和半分下壳体的几何中心位置处后侧；二、采用载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具夹装载重汽车驱动桥壳体组件，并施加预应力P，使弹簧压板与半分下壳体的接触面以及半分上壳体与弹簧座板的接触面紧紧贴合，并使制动器连接座与上壳体紧靠；三、焊接制动器连接座与上壳体；四、载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具带动载重汽车驱动桥壳体组件依次旋转到多个焊接工位处，进行手动焊接或机械自动焊接。本发明适应性强，定位效果好、精度高，能够提高焊接经济性，提高载重汽车工作安全性，实用性强。

Description

一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法
技术领域
本发明属于载重汽车驱动桥壳体加工技术领域，具体涉及一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法。
背景技术
载重汽车驱动桥壳体是载重汽车驱动和承载的关键部件，它既是差速器的箱体，也是将车体和载重物质量通过板簧及其它传动件传递到两侧车轮，最终到达地面的转换支撑件，还兼做车辆制动系统作动缸的联结基体。
载重汽车驱动桥壳体毛坯有铸造和焊接两种制造方式。铸造毛坯需要经过翻砂、造型、冶炼和浇注、清砂、处理冒口等铸造工艺过程。这些过程中操作和工艺误差都将导致夹砂、夹渣缩孔，缩松和浇不足等铸造缺陷，有的缺陷甚至在半成品制成时才得以发现，使得合格率相对较低，而且壳体壁厚大，强度小。驱动桥壳体焊接毛坯采用经板料模压两个半分壳体、其它组件铸造或模锻相结合，最终将所有组件焊接的工艺过程，加之后续机械加工余量小，保证了产品质量的同时大大提高了生产效率，目前在载重汽车驱动桥壳体毛坯制作中得到了广泛应用。
常规焊接方法(主要为手工焊接)分为铆与焊两个工艺步骤，铆主要完成各焊接组件间的点焊定位，然后按接头要求参数进行焊接，焊接时虽然可以通过螺纹预紧方式在各零件上施加一定的压应力，但这种简单的应力施加方式一方面因为力量过小不容易保证各焊接表面可靠准确的贴合，另一方面各零件与桥壳体间的定位误差变大，后续再次控制焊接变形的作用也极其有限，尤其在焊接如图4A～图4E所示的弹簧压板12的前侧与半分下壳体16的前侧、焊接弹簧座板11的前侧与半分上壳体13的前侧、焊接弹簧座板11的后侧与半分上壳体13的后侧以及焊接弹簧压板12的后侧与半分下壳体16的后侧时，很难保证焊接质量要求，致使壳体组件在受重载工况下焊缝容易开裂，大大降低设备的可靠性甚至导致安全事故。
按照驱动桥组件加工技术图纸，至少有两种机械加工工艺路线可供选择，或者先进行焊接再进行机械加工，或者先进行各零部件加工然后再焊接。
选择先焊接再机械加工工艺路线时，虽然驱动桥组件可以按照焊接毛坯，通过金属切削加工获得图纸上最终的技术要求，但是如果组焊成壳体组件后再进行机械加工时，在没有专用夹具情况下会对加工设备的工艺适应性和参数有更高要求，而且装夹定位难度加大，工序增加，增大工艺成本，工艺经济性降低。
选择先进行零件机械加工再焊接的工艺路线时，如图1和图2所示的半分上壳体13、半分下壳体16、两块弹簧座板11、两块弹簧压板12、制动器连接座14和后壳15六个零件单独进行机械加工，可以准确保证各结构面间的位置公差和孔的位置要求，但是必须依据载荷质量对这些焊缝高度和长度以及焊缝表面形式等作出有效的工艺技术设计，即采取预应力焊接；否则，不但降低了焊接经济性，而且焊缝尺寸增大会引起部件整体变形加大，影响半轴支撑孔等部位尺寸精度稳定性。但是，现有技术中，还没有合适的预应力焊接方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其使用操作方便，适应性强，定位效果好、精度高，能够提高焊接经济性，提高载重汽车工作安全性，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，所述载重汽车驱动桥壳体组件包括上下对接的半分上壳体和半分下壳体，以及焊接在半分上壳体左右两端顶部的两块弹簧座板和焊接在半分下壳体左右两端底部的两块弹簧压板，所述弹簧座板和弹簧压板上下相对设置，所述半分上壳体的顶部固定连接有制动器连接座，所述半分上壳体和半分下壳体上下对接后的几何中心位置处后侧连接有后壳，所述半分上壳体和半分下壳体上下对接后的几何中心位置处前侧形成了驱动桥传动输入孔；其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、焊接半分上壳体和半分下壳体，并将后壳焊接在上下对接后的半分上壳体和半分下壳体的几何中心位置处后侧；
步骤二、采用载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具夹装所述载重汽车驱动桥壳体组件，并对所述载重汽车驱动桥壳体组件施加预应力P，使所述弹簧压板与半分下壳体的接触面以及半分上壳体与弹簧座板的接触面紧紧贴合，并使制动器连接座与上壳体紧靠；
步骤三、焊接制动器连接座与上壳体；
步骤四、所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具带动所述载重汽车驱动桥壳体组件依次旋转到多个焊接工位处，进行手动焊接或机械自动焊接；多个所述焊接工位包括用于焊接弹簧压板的前侧与半分下壳体的前侧的焊接工位A1，用于焊接弹簧座板的前侧与半分上壳体的前侧的焊接工位A2，用于焊接弹簧座板的后侧与半分上壳体的后侧的焊接工位A3，以及用于焊接弹簧压板的后侧与半分下壳体的后侧的焊接工位A4。
上述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：步骤二和步骤四中所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具包括机架、回转机架、液压动力站和控制器，以及安装在回转机架上的随动定位架和两个C型夹，所述随动定位架位于两个C型夹之间，所述机架上左右两侧分别安装有左轴承座和右轴承座；所述回转机架包括回转机架本体以及通过左轴承安装在左轴承座上的左转轴和通过右轴承安装在右轴承座上的右转轴，所述回转机架本体连接在左转轴和右转轴之间，所述回转机架本体的一侧中间位置处设置有支撑板，所述支撑板上固定连接有第一定位板，所述第一定位板上设置有用于对制动器连接座进行定位的第一定位销，所述回转机架本体上安装有用于连接随动定位架的槽型导轨，所述回转机架本体的两侧均设置有分别位于支撑板两侧且用于安装定位C型夹的两个定位槽，每个所述定位槽中均设置有用于对C型夹的安装位置进行调节的定位厚度可调隔板，所述右转轴的右端面上靠近外圆周的位置处固定连接有磁钢，所述右轴承座上布设有五个与磁钢相配合的霍尔开关，五个所述霍尔开关的布设位置分别与回转机架的水平位置和四个焊接工位相对应，五个所述霍尔开关的输出端均与控制器的输入端连接；所述机架上安装有位于左轴承座旁侧且用于驱动回转机架转动的减速电机，所述左转轴与减速电机的输出轴固定连接；所述控制器的输出端接有电机驱动器，所述减速电机与电机驱动器的输出端连接；所述C型夹包括开口向上放置的C型机架，所述C型机架固定连接在回转机架本体上，所述C型机架一侧固定连接有用于对弹簧座板进行定位的定位座和第二定位销，所述第二定位销位于定位座的下方，所述C型机架另一侧顶部固定连接有油缸缸体，所述油缸缸体的一端设置有两个油缸油口，所述油缸缸体的另一端密封连接有缸盖，所述油缸缸体内部设置有一端伸出缸盖外部的活塞杆，所述活塞杆位于油缸缸体内部的一端连接有活塞，所述活塞杆伸出缸盖外部的一端端部固定连接有能够随活塞杆沿活塞杆的轴线方向直线运动的第二定位板，所述第二定位板上固定连接有多个用于对弹簧压板进行定位的第三定位销；所述随动定位架包括定位架本体、安装在定位架本体一侧的周向定位横臂和安装在定位架本体中间位置处且用于插入驱动桥传动输入孔中的止口定位板，所述周向定位横臂的两端均连接有用于导正所述载重汽车驱动桥壳体左右两端轴径的楔板，所述定位架本体的底部固定连接有两组间隔设置的导套，两组导套内均滑动连接有两端均与槽型导轨固定连接的导柱，安装在回转机架本体与设置支撑板的一侧相对的一侧的槽型导轨上固定连接有拉杆，所述导柱和拉杆均与活塞杆相平行，所述定位架本体套装在拉杆与槽型导轨连接的一端，所述拉杆未与槽型导轨连接的一端螺纹连接有螺母，所述拉杆上套装有位于定位架本体与螺母之间的复位弹簧；所述液压动力站包括油箱和与油箱连接的输油管，以及设置在输油管上的过滤器、油泵和液压阀组，所述液压阀组包括电磁换向阀和压力控制电磁阀；所述右转轴上设置有两条输油通道，所述右轴承座上设置有两个分别与两条输油通道的一端相连通的输油口，所述输油口与输油管连接，两条输油通道的另一端分别与两个油缸油口连接；所述油泵、电磁换向阀和压力控制电磁阀均与控制器的输出端连接。
上述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：步骤二中采用载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具夹装所述载重汽车驱动桥壳体组件，并对所述载重汽车驱动桥壳体组件施加预应力P，使所述弹簧压板与半分下壳体的接触面以及半分上壳体与弹簧座板的接触面紧紧贴合，并使制动器连接座与上壳体紧靠的具体过程为：
步骤201、根据载重汽车驱动轿型号的轮距要求，调整定位厚度可调隔板的厚度，以调整好两个C型夹在回转机架上的位置，且使回转机架处于水平位置；
步骤202、控制器通过控制电磁换向阀，使油缸缸体的活塞杆回缩后，首先，将两块弹簧座板分别安装在两个C型夹上的定位座和第二定位销之间，并将两块弹簧压板分别安装在两个C型夹上的第三定位销上；接着，将制动器连接座安装在回转机架上的第一定位销上；然后，将步骤一中连接为整体的半分上壳体、半分下壳体和后壳吊装在随动定位架上，将随动定位架的止口定位板插入驱动桥传动输入孔中，并使半分上壳体和半分下壳体上下对接后的前侧面与止口定位板贴实，随动定位架的楔板自动导正所述载重汽车驱动桥壳体左右两端轴径；
步骤203、控制器通过控制电磁换向阀，使油缸缸体的活塞杆伸出，活塞杆推动弹簧压板向靠近半分下壳体的位置运动并贴上半分下壳体，然后推动随动定位架向着C型机架安装有定位座的一侧运动，最终使半分上壳体与弹簧座板接触；
步骤204、控制器通过控制压力控制电磁阀控制液压动力站输出的液压油的动力并进行保压，使所述弹簧压板与半分下壳体的接触面之间的预应力，以及半分上壳体与弹簧座板的接触面之间的预应力均为P并保持为P。
上述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：步骤四中所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具带动所述载重汽车驱动桥壳体组件依次旋转到多个焊接工位处的具体过程为：
步骤401、控制器通过电机驱动器控制减速电机转动，减速电机带动回转机架转动，磁钢随之转动，磁钢转至右轴承座上与焊接工位A1相对应的霍尔开关时，相应的霍尔开关输出信号给控制器，控制器通过电机驱动器控制减速电机停止转动；
步骤402、焊接工位A1上的焊缝焊接完成后，控制器通过电机驱动器控制减速电机转动，减速电机带动回转机架转动，磁钢随之转动，磁钢转至右轴承座上与焊接工位A2相对应的霍尔开关时，相应的霍尔开关输出信号给控制器，控制器通过电机驱动器控制减速电机停止转动；
步骤403、焊接工位A2上的焊缝焊接完成后，控制器通过电机驱动器控制减速电机转动，减速电机带动回转机架转动，磁钢随之转动，磁钢转至右轴承座上与焊接工位A3相对应的霍尔开关时，相应的霍尔开关输出信号给控制器，控制器通过电机驱动器控制减速电机停止转动；
步骤404、焊接工位A3上的焊缝焊接完成后，控制器通过电机驱动器控制减速电机转动，减速电机带动回转机架转动，磁钢随之转动，磁钢转至右轴承座上与焊接工位A4相对应的霍尔开关时，相应的霍尔开关输出信号给控制器，控制器通过电机驱动器控制减速电机停止转动。
上述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：所述机架底部安装有用于调整机架水平位置的六个调整垫块。
上述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：所述槽型导轨为口字型的槽型导轨，所述导柱的一端与安装在回转机架本体设置支撑板的一侧的槽型导轨固定连接，所述导柱的另一端与安装在回转机架本体与设置支撑板的一侧相对的一侧的槽型导轨固定连接。
上述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：所述第二定位板与其两侧的C型机架之间均连接有沿活塞杆的径向设置的防转导杆。
上述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：所述油箱上连接有液位计；所述油箱的侧面设置有人孔，所述人孔上连接有人孔盖；两条输油通道的另一端分别通过两根金属硬管与两个油缸油口连接。
上述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：所述控制器包括PLC模块以及与PLC模块的输入端连接的操作按钮和与PLC模块的输出端连接的液晶显示屏，所述霍尔开关的输出端与PLC模块的输入端连接，所述电机驱动器、油泵、电磁换向阀和压力控制电磁阀均与PLC模块的输出端连接。
上述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：步骤二中所述预应力P的大小根据公式计算得到，其中，σH为弹簧压板与半分下壳体的许用接触应力，E1为弹簧压板的弹性模量，E2为半分下壳体的弹性模量，u1为弹簧压板的泊松比，u2为半分下壳体的泊松比，R1为弹簧压板与半分下壳体接触的面的曲率半径，R2为半分下壳体与弹簧压板接触的面的曲率半径，b为弹簧压板与半分下壳体的接触长度。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具的结构紧凑，加工制造方便。
2、采用本发明夹装载重汽车驱动桥壳体组件，进行预应力组焊时的使用操作方便，焊接效率高。
3、本发明通过调整定位厚度可调隔板的厚度，就能够调整两个C型夹在回转机架上的位置，这样就能够满足不同的载重汽车驱动轿型号对轮距的不同要求，能够适应不同轮距的载重汽车驱动桥壳体组件的焊接。
4、本发明通过多个定位机构的配合，能够对需焊接的载重汽车驱动桥壳体组件实现6个自由度的全自由度定位，定位效果好、精度高。
5、本发明在给载重汽车驱动桥壳体组件焊接处持续施加预应力基础上，还能满足载重汽车驱动桥壳体组件的装夹定位和焊接时的转位，与焊接设备或焊接机械手联动，能够组成数控化载重汽车驱动桥组件焊接工艺系统，推广应用后能够提高焊接经济性，提高载重汽车工作安全性，在保证减少驱动桥壳体部件整体机械加工量的同时，能够获得组件间的准确定位。
6、本发明的实用性强，使用效果好，便于推广使用。
综上所述，本发明使用操作方便，适应性强，定位效果好、精度高，能够提高焊接经济性，提高载重汽车工作安全性，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明载重汽车驱动桥壳体组件的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明载重汽车驱动桥壳体组件在半分上壳体、半分下壳体、弹簧座板和弹簧压板连接部位的剖视图。
图4A为本发明多个焊接工位在半分上壳体、半分下壳体、弹簧座板和弹簧压板连接部位的分布示意图。
图4B为本发明焊接工位A1的焊接位置图。
图4C为本发明焊接工位A2的焊接位置图。
图4D为本发明焊接工位A3的焊接位置图。
图4E为本发明焊接工位A4的焊接位置图。
图5为本发明载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具的主视图(图中未示出液压动力站和控制器)。
图6为图5的俯视图。
图7为本发明回转机架的主视图。
图8为图7的俯视图。
图9为图7的A-A剖视图。
图10为本发明右轴承座、右转轴、磁钢和霍尔开关的连接关系示意图。
图11为图10的B向视图。
图12为本发明C型夹的侧视图。
图13为图12的C-C剖视图。
图14为图13的D向视图。
图15为图12的E-E剖视图。
图16为本发明随动定位架的主视图。
图17为图16的俯视图。
图18为图16的F-F剖视图。
图19为图16的G-G剖视图。
图20为本发明液压动力站的主视图。
图21为图20的俯视图。
图22为本发明液压动力站与两个输油口的连接关系示意图。
图23为本发明控制器与其它各部件的电路连接图。
附图标记说明:
1—机架；2—回转机架；2-1—左转轴；
2-2—右转轴；2-3—回转机架本体；2-4—支撑板；
2-5—第一定位板；2-6—第一定位销；2-8—槽型导轨；
2-9—定位槽；2-10—定位厚度可调隔板；2-11—磁钢；
2-12—霍尔开关；2-13—输油通道；3—C型夹；
3-1—C型机架；3-2—定位座；3-3—第二定位销；
3-4—油缸缸体；3-5—缸盖；3-6—活塞杆；
3-7—第二定位板；3-8—第三定位销；4—随动定位架；
4-1—定位架本体；4-2—周向定位横臂；4-3—止口定位板；
4-4—楔板；4-5—导套；4-6—导柱；
4-7—拉杆；4-8—复位弹簧；4-9—螺母；
5-1—油箱；5-2—输油管；5-3—过滤器；
5-4—油泵；5-5—液压阀组；5-51—电磁换向阀；
5-52—压力控制电磁阀；6—控制器；
6-1—PLC模块；6-2—操作按钮；6-3—液晶显示屏；
7—左轴承座；8—右轴承座；9—减速电机；
10—调整垫块；11—弹簧座板；12—弹簧压板；
13—上壳体；14—制动器连接座；15—后壳；
16—半分下壳体；17—驱动桥传动输入孔。
具体实施方式
本发明的载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，如图1、图2和图3所示，所述载重汽车驱动桥壳体组件包括上下对接的半分上壳体13和半分下壳体16，以及焊接在半分上壳体13左右两端顶部的两块弹簧座板11和焊接在半分下壳体16左右两端底部的两块弹簧压板12，所述弹簧座板11和弹簧压板12上下相对设置，所述半分上壳体13的顶部固定连接有制动器连接座14，所述半分上壳体13和半分下壳体16上下对接后的几何中心位置处后侧连接有后壳15，所述半分上壳体13和半分下壳体16上下对接后的几何中心位置处前侧形成了驱动桥传动输入孔17；所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法包括以下步骤：
步骤一、焊接半分上壳体13和半分下壳体16，并将后壳15焊接在上下对接后的半分上壳体13和半分下壳体16的几何中心位置处后侧；
步骤二、采用载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具夹装所述载重汽车驱动桥壳体组件，并对所述载重汽车驱动桥壳体组件施加预应力P，使所述弹簧压板12与半分下壳体16的接触面以及半分上壳体13与弹簧座板11的接触面紧紧贴合，并使制动器连接座14与上壳体13紧靠；
步骤三、焊接制动器连接座14与上壳体13；
步骤四、所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具带动所述载重汽车驱动桥壳体组件依次旋转到多个焊接工位处，进行手动焊接或机械自动焊接；如图4A～4E所示，本实施例中，多个所述焊接工位包括用于焊接弹簧压板12的前侧与半分下壳体16的前侧的焊接工位A1，用于焊接弹簧座板11的前侧与半分上壳体13的前侧的焊接工位A2，用于焊接弹簧座板11的后侧与半分上壳体13的后侧的焊接工位A3，以及用于焊接弹簧压板12的后侧与半分下壳体16的后侧的焊接工位A4。
焊接完成后，所述控制器6通过电机驱动器18控制减速电机9转动，减速电机9带动回转机架2转动，磁钢2-11随之转动，磁钢2-11转至右轴承座8上与回转机架2的水平位置相对应的霍尔开关2-12时，相应的霍尔开关2-12输出信号给控制器6，控制器6通过电机驱动器18控制减速电机9停止转动，使回转机架2回到了水平位置；然后，所述控制器6通过控制压力控制电磁阀5-52消除预应力P，被压缩的复位弹簧4-8回弹，实现随动定位架4及焊接完成后的所述载重汽车驱动桥壳体组件的复位，且能够卸去完成组焊的所述载重汽车驱动桥壳体组件。
本实施例中，如图5和图6所示，步骤二和步骤四中所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具包括机架1、回转机架2、液压动力站和控制器6，以及安装在回转机架2上的随动定位架4和两个C型夹3，所述随动定位架4位于两个C型夹3之间，所述机架1上左右两侧分别安装有左轴承座7和右轴承座8；如图7～图11所示，所述回转机架2包括回转机架本体2-3以及通过左轴承安装在左轴承座7上的左转轴2-1和通过右轴承安装在右轴承座8上的右转轴2-2，所述回转机架本体2-3连接在左转轴2-1和右转轴2-2之间，所述回转机架本体2-3的一侧中间位置处设置有支撑板2-4，所述支撑板2-4上固定连接有第一定位板2-5，所述第一定位板2-5上设置有用于对制动器连接座14进行定位的第一定位销2-6，所述回转机架本体2-3上安装有用于连接随动定位架4的槽型导轨2-8，所述回转机架本体2-3的两侧均设置有分别位于支撑板2-4两侧且用于安装定位C型夹3的两个定位槽2-9，每个所述定位槽2-9中均设置有用于对C型夹3的安装位置进行调节的定位厚度可调隔板2-10，所述右转轴2-2的右端面上靠近外圆周的位置处固定连接有磁钢2-11，如图4A～4E以及图11所示，所述右轴承座8上布设有五个与磁钢2-11相配合的霍尔开关2-12，五个所述霍尔开关2-12的布设位置分别与回转机架2的水平位置和四个焊接工位相对应，五个所述霍尔开关2-12的输出端均与控制器6的输入端连接；所述机架1上安装有位于左轴承座7旁侧且用于驱动回转机架2转动的减速电机9，所述左转轴2-1与减速电机9的输出轴固定连接；所述控制器6的输出端接有电机驱动器18，所述减速电机9与电机驱动器18的输出端连接；通过调整定位厚度可调隔板2-10的厚度，就能够调整两个C型夹3在回转机架2上的位置，这样就能够满足不同的载重汽车驱动轿型号对轮距的不同要求，能够适应不同轮距的载重汽车驱动桥壳体组件的焊接。如图12～图15所示，所述C型夹3包括开口向上放置的C型机架3-1，所述C型机架3-1固定连接在回转机架本体2-3上，所述C型机架3-1一侧固定连接有用于对弹簧座板11进行定位的定位座3-2和第二定位销3-3，所述第二定位销3-3位于定位座3-2的下方，所述C型机架3-1另一侧顶部固定连接有油缸缸体3-4，所述油缸缸体3-4的一端设置有两个油缸油口3-10，所述油缸缸体3-4的另一端密封连接有缸盖3-5，所述油缸缸体3-4内部设置有一端伸出缸盖3-5外部的活塞杆3-6，所述活塞杆3-6位于油缸缸体3-4内部的一端连接有活塞3-11，所述活塞杆3-6伸出缸盖3-5外部的一端端部固定连接有能够随活塞杆3-6沿活塞杆3-6的轴线方向直线运动的第二定位板3-7，所述第二定位板3-7上固定连接有多个用于对弹簧压板12进行定位的第三定位销3-8；具体实施时，是在第二定位板3-7的两侧开了两个螺纹孔，并在C型机架3-1上开了螺纹孔，防转导杆3-9与C型机架3-1和第二定位板3-7均为螺纹连接；所述第三定位销3-8的数量为四个；如图16～图19所示，所述随动定位架4包括定位架本体4-1、安装在定位架本体4-1一侧的周向定位横臂4-2和安装在定位架本体4-1中间位置处且用于插入驱动桥传动输入孔17中的止口定位板4-3，所述周向定位横臂4-2的两端均连接有用于导正所述载重汽车驱动桥壳体左右两端轴径的楔板4-4，所述定位架本体4-1的底部固定连接有两组间隔设置的导套4-5，两组导套4-5内均滑动连接有两端均与槽型导轨2-8固定连接的导柱4-6，安装在回转机架本体2-3与设置支撑板2-4的一侧相对的一侧的槽型导轨2-8上固定连接有拉杆4-7，所述导柱4-6和拉杆4-7均与活塞杆3-6相平行，所述定位架本体4-1套装在拉杆4-7与槽型导轨2-8连接的一端，所述拉杆4-7未与槽型导轨2-8连接的一端螺纹连接有螺母4-9，所述拉杆4-7上套装有位于定位架本体4-1与螺母4-9之间的复位弹簧4-8；如图20、图21和图22所示，所述液压动力站包括油箱5-1和与油箱5-1连接的输油管5-2，以及设置在输油管5-2上的过滤器5-3、油泵5-4和液压阀组5-5，所述液压阀组5-5包括电磁换向阀5-51和压力控制电磁阀5-52；所述右转轴2-2上设置有两条输油通道2-13，所述右轴承座8上设置有两个分别与两条输油通道2-13的一端相连通的输油口8-1，所述输油口8-1与输油管5-2连接，两条输油通道2-13的另一端分别与两个油缸油口3-10连接；所述油泵5-4、电磁换向阀5-51和压力控制电磁阀5-52均与控制器6的输出端连接。
如图5所示，本实施例中，所述机架1底部安装有用于调整机架1水平位置的六个调整垫块10。
如图8和图18所示，本实施例中，所述槽型导轨2-8为口字型的槽型导轨，所述导柱4-6的一端与安装在回转机架本体2-3设置支撑板2-4的一侧的槽型导轨2-8固定连接，所述导柱4-6的另一端与安装在回转机架本体2-3与设置支撑板2-4的一侧相对的一侧的槽型导轨2-8固定连接。
如图20和图21所示，本实施例中，所述油箱5-1上连接有液位计5-6；所述油箱5-1的侧面设置有人孔，所述人孔上连接有人孔盖5-7；两条输油通道2-13的另一端分别通过两根金属硬管与两个油缸油口3-10连接。C型夹3随着回转机架2转动时不会存在输油管道缠绕等问题。
如图12和图15所示，本实施例中，所述第二定位板3-7与其两侧的C型机架3-1之间均连接有沿活塞杆3-6的径向设置的防转导杆3-9。所述第二定位板3-7被其两侧的防转导杆3-9限制了绕活塞杆3-6轴线方向上的转动。
如图23所示，本实施例中，所述控制器6包括PLC模块6-1以及与PLC模块6-1的输入端连接的操作按钮6-2和与PLC模块6-1的输出端连接的液晶显示屏6-3，所述霍尔开关2-12的输出端与PLC模块6-1的输入端连接，所述电机驱动器18、油泵5-4、电磁换向阀5-51和压力控制电磁阀5-52均与PLC模块6-1的输出端连接。
本实施例中，步骤二中采用载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具夹装所述载重汽车驱动桥壳体组件，并对所述载重汽车驱动桥壳体组件施加预应力P，使所述弹簧压板12与半分下壳体16的接触面以及半分上壳体13与弹簧座板11的接触面紧紧贴合，并使制动器连接座14与上壳体13紧靠的具体过程为：
步骤201、根据载重汽车驱动轿型号的轮距要求，调整定位厚度可调隔板2-10的厚度，以调整好两个C型夹3在回转机架2上的位置，且使回转机架2处于水平位置；
步骤202、控制器6通过控制电磁换向阀5-51，使油缸缸体3-4的活塞杆3-6回缩后，首先，将两块弹簧座板11分别安装在两个C型夹3上的定位座3-2和第二定位销3-3之间，并将两块弹簧压板12分别安装在两个C型夹3上的第三定位销3-8上；接着，将制动器连接座14安装在回转机架2上的第一定位销2-6上；然后，将步骤一中连接为整体的半分上壳体13、半分下壳体16和后壳15吊装在随动定位架4上，将随动定位架4的止口定位板4-3插入驱动桥传动输入孔17中，并使半分上壳体13和半分下壳体16上下对接后的前侧面与止口定位板4-3贴实，随动定位架4的楔板4-4自动导正所述载重汽车驱动桥壳体左右两端轴径；
步骤203、控制器6通过控制电磁换向阀5-51，使油缸缸体3-4的活塞杆3-6伸出，活塞杆3-6推动弹簧压板12向靠近半分下壳体16的位置运动并贴上半分下壳体16，然后推动随动定位架4向着C型机架3-1安装有定位座3-2的一侧运动，最终使半分上壳体13与弹簧座板11接触；此时就实现了所有焊接面的同步接触，而且，复位弹簧4-8被压缩。
步骤204、控制器6通过控制压力控制电磁阀5-52控制液压动力站输出的液压油的动力并进行保压，使所述弹簧压板12与半分下壳体16的接触面之间的预应力，以及半分上壳体13与弹簧座板11的接触面之间的预应力均为P并保持为P。这样就保证了在焊接时焊接面保持持续可靠贴合。
本实施例中，步骤二中所述预应力P的大小根据公式计算得到，其中，σH为弹簧压板12与半分下壳体16的许用接触应力，E1为弹簧压板12的弹性模量，E2为半分下壳体16的弹性模量，u1为弹簧压板12的泊松比，u2为半分下壳体16的泊松比，R1为弹簧压板12与半分下壳体16接触的面的曲率半径，R2为半分下壳体16与弹簧压板12接触的面的曲率半径，b为弹簧压板12与半分下壳体16的接触长度。具体实施时，步骤二中所述预应力P的大小为60kN～300kN。
本实施例中，步骤四中所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具带动所述载重汽车驱动桥壳体组件依次旋转到多个焊接工位处的具体过程为：
步骤401、控制器6通过电机驱动器18控制减速电机9转动，减速电机9带动回转机架2转动，磁钢2-11随之转动，磁钢2-11转至右轴承座8上与焊接工位A1相对应的霍尔开关2-12时，相应的霍尔开关2-12输出信号给控制器6，控制器6通过电机驱动器18控制减速电机9停止转动；
步骤402、焊接工位A1上的焊缝焊接完成后，控制器6通过电机驱动器18控制减速电机9转动，减速电机9带动回转机架2转动，磁钢2-11随之转动，磁钢2-11转至右轴承座8上与焊接工位A2相对应的霍尔开关2-12时，相应的霍尔开关2-12输出信号给控制器6，控制器6通过电机驱动器18控制减速电机9停止转动；
步骤403、焊接工位A2上的焊缝焊接完成后，控制器6通过电机驱动器18控制减速电机9转动，减速电机9带动回转机架2转动，磁钢2-11随之转动，磁钢2-11转至右轴承座8上与焊接工位A3相对应的霍尔开关2-12时，相应的霍尔开关2-12输出信号给控制器6，控制器6通过电机驱动器18控制减速电机9停止转动；
步骤404、焊接工位A3上的焊缝焊接完成后，控制器6通过电机驱动器18控制减速电机9转动，减速电机9带动回转机架2转动，磁钢2-11随之转动，磁钢2-11转至右轴承座8上与焊接工位A4相对应的霍尔开关2-12时，相应的霍尔开关2-12输出信号给控制器6，控制器6通过电机驱动器18控制减速电机9停止转动。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，所述载重汽车驱动桥壳体组件包括上下对接的半分上壳体(13)和半分下壳体(16)，以及焊接在半分上壳体(13)左右两端顶部的两块弹簧座板(11)和焊接在半分下壳体(16)左右两端底部的两块弹簧压板(12)，所述弹簧座板(11)和弹簧压板(12)上下相对设置，所述半分上壳体(13)的顶部固定连接有制动器连接座(14)，所述半分上壳体(13)和半分下壳体(16)上下对接后的几何中心位置处后侧连接有后壳(15)，所述半分上壳体(13)和半分下壳体(16)上下对接后的几何中心位置处前侧形成了驱动桥传动输入孔(17)；其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、焊接半分上壳体(13)和半分下壳体(16)，并将后壳(15)焊接在上下对接后的半分上壳体(13)和半分下壳体(16)的几何中心位置处后侧；
步骤二、采用载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具夹装所述载重汽车驱动桥壳体组件，并对所述载重汽车驱动桥壳体组件施加预应力P，使所述弹簧压板(12)与半分下壳体(16)的接触面以及半分上壳体(13)与弹簧座板(11)的接触面紧紧贴合，并使制动器连接座(14)与上壳体(13)紧靠；
步骤三、焊接制动器连接座(14)与上壳体(13)；
步骤四、所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具带动所述载重汽车驱动桥壳体组件依次旋转到多个焊接工位处，进行手动焊接或机械自动焊接；多个所述焊接工位包括用于焊接弹簧压板(12)的前侧与半分下壳体(16)的前侧的焊接工位A1，用于焊接弹簧座板(11)的前侧与半分上壳体(13)的前侧的焊接工位A2，用于焊接弹簧座板(11)的后侧与半分上壳体(13)的后侧的焊接工位A3，以及用于焊接弹簧压板(12)的后侧与半分下壳体(16)的后侧的焊接工位A4。
2.按照权利要求1所述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：步骤二和步骤四中所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具包括机架(1)、回转机架(2)、液压动力站和控制器(6)，以及安装在回转机架(2)上的随动定位架(4)和两个C型夹(3)，所述随动定位架(4)位于两个C型夹(3)之间，所述机架(1)上左右两侧分别安装有左轴承座(7)和右轴承座(8)；所述回转机架(2)包括回转机架本体(2-3)以及通过左轴承安装在左轴承座(7)上的左转轴(2-1)和通过右轴承安装在右轴承座(8)上的右转轴(2-2)，所述回转机架本体(2-3)连接在左转轴(2-1)和右转轴(2-2)之间，所述回转机架本体(2-3)的一侧中间位置处设置有支撑板(2-4)，所述支撑板(2-4)上固定连接有第一定位板(2-5)，所述第一定位板(2-5)上设置有用于对制动器连接座(14)进行定位的第一定位销(2-6)，所述回转机架本体(2-3)上安装有用于连接随动定位架(4)的槽型导轨(2-8)，所述回转机架本体(2-3)的两侧均设置有分别位于支撑板(2-4)两侧且用于安装定位C型夹(3)的两个定位槽(2-9)，每个所述定位槽(2-9)中均设置有用于对C型夹(3)的安装位置进行调节的定位厚度可调隔板(2-10)，所述右转轴(2-2)的右端面上靠近外圆周的位置处固定连接有磁钢(2-11)，所述右轴承座(8)上布设有五个与磁钢(2-11)相配合的霍尔开关(2-12)，五个所述霍尔开关(2-12)的布设位置分别与回转机架(2)的水平位置和四个焊接工位相对应，五个所述霍尔开关(2-12)的输出端均与控制器(6)的输入端连接；所述机架(1)上安装有位于左轴承座(7)旁侧且用于驱动回转机架(2)转动的减速电机(9)，所述左转轴(2-1)与减速电机(9)的输出轴固定连接；所述控制器(6)的输出端接有电机驱动器(18)，所述减速电机(9)与电机驱动器(18)的输出端连接；所述C型夹(3)包括开口向上放置的C型机架(3-1)，所述C型机架(3-1)固定连接在回转机架本体(2-3)上，所述C型机架(3-1)一侧固定连接有用于对弹簧座板(11)进行定位的定位座(3-2)和第二定位销(3-3)，所述第二定位销(3-3)位于定位座(3-2)的下方，所述C型机架(3-1)另一侧顶部固定连接有油缸缸体(3-4)，所述油缸缸体(3-4)的一端设置有两个油缸油口(3-10)，所述油缸缸体(3-4)的另一端密封连接有缸盖(3-5)，所述油缸缸体(3-4)内部设置有一端伸出缸盖(3-5)外部的活塞杆(3-6)，所述活塞杆(3-6)位于油缸缸体(3-4)内部的一端连接有活塞(3-11)，所述活塞杆(3-6)伸出缸盖(3-5)外部的一端端部固定连接有能够随活塞杆(3-6)沿活塞杆(3-6)的轴线方向直线运动的第二定位板(3-7)，所述第二定位板(3-7)上固定连接有多个用于对弹簧压板(12)进行定位的第三定位销(3-8)；所述随动定位架(4)包括定位架本体(4-1)、安装在定位架本体(4-1)一侧的周向定位横臂(4-2)和安装在定位架本体(4-1)中间位置处且用于插入驱动桥传动输入孔(17)中的止口定位板(4-3)，所述周向定位横臂(4-2)的两端均连接有用于导正所述载重汽车驱动桥壳体左右两端轴径的楔板(4-4)，所述定位架本体(4-1)的底部固定连接有两组间隔设置的导套(4-5)，两组导套(4-5)内均滑动连接有两端均与槽型导轨(2-8)固定连接的导柱(4-6)，安装在回转机架本体(2-3)与设置支撑板(2-4)的一侧相对的一侧的槽型导轨(2-8)上固定连接有拉杆(4-7)，所述导柱(4-6)和拉杆(4-7)均与活塞杆(3-6)相平行，所述定位架本体(4-1)套装在拉杆(4-7)与槽型导轨(2-8)连接的一端，所述拉杆(4-7)未与槽型导轨(2-8)连接的一端螺纹连接有螺母(4-9)，所述拉杆(4-7)上套装有位于定位架本体(4-1)与螺母(4-9)之间的复位弹簧(4-8)；所述液压动力站包括油箱(5-1)和与油箱(5-1)连接的输油管(5-2)，以及设置在输油管(5-2)上的过滤器(5-3)、油泵(5-4)和液压阀组(5-5)，所述液压阀组(5-5)包括电磁换向阀(5-51)和压力控制电磁阀(5-52)；所述右转轴(2-2)上设置有两条输油通道(2-13)，所述右轴承座(8)上设置有两个分别与两条输油通道(2-13)的一端相连通的输油口(8-1)，所述输油口(8-1)与输油管(5-2)连接，两条输油通道(2-13)的另一端分别与两个油缸油口(3-10)连接；所述油泵(5-4)、电磁换向阀(5-51)和压力控制电磁阀(5-52)均与控制器(6)的输出端连接。
3.按照权利要求2所述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：步骤二中采用载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具夹装所述载重汽车驱动桥壳体组件，并对所述载重汽车驱动桥壳体组件施加预应力P，使所述弹簧压板(12)与半分下壳体(16)的接触面以及半分上壳体(13)与弹簧座板(11)的接触面紧紧贴合，并使制动器连接座(14)与上壳体(13)紧靠的具体过程为：
步骤201、根据载重汽车驱动轿型号的轮距要求，调整定位厚度可调隔板(2-10)的厚度，以调整好两个C型夹(3)在回转机架(2)上的位置，且使回转机架(2)处于水平位置；
步骤202、控制器(6)通过控制电磁换向阀(5-51)，使油缸缸体(3-4)的活塞杆(3-6)回缩后，首先，将两块弹簧座板(11)分别安装在两个C型夹(3)上的定位座(3-2)和第二定位销(3-3)之间，并将两块弹簧压板(12)分别安装在两个C型夹(3)上的第三定位销(3-8)上；接着，将制动器连接座(14)安装在回转机架(2)上的第一定位销(2-6)上；然后，将步骤一中连接为整体的半分上壳体(13)、半分下壳体(16)和后壳(15)吊装在随动定位架(4)上，将随动定位架(4)的止口定位板(4-3)插入驱动桥传动输入孔(17)中，并使半分上壳体(13)和半分下壳体(16)上下对接后的前侧面与止口定位板(4-3)贴实，随动定位架(4)的楔板(4-4)自动导正所述载重汽车驱动桥壳体左右两端轴径；
步骤203、控制器(6)通过控制电磁换向阀(5-51)，使油缸缸体(3-4)的活塞杆(3-6)伸出，活塞杆(3-6)推动弹簧压板(12)向靠近半分下壳体(16)的位置运动并贴上半分下壳体(16)，然后推动随动定位架(4)向着C型机架(3-1)安装有定位座(3-2)的一侧运动，最终使半分上壳体(13)与弹簧座板(11)接触；
步骤204、控制器(6)通过控制压力控制电磁阀(5-52)控制液压动力站输出的液压油的动力并进行保压，使所述弹簧压板(12)与半分下壳体(16)的接触面之间的预应力，以及半分上壳体(13)与弹簧座板(11)的接触面之间的预应力均为P并保持为P。
4.按照权利要求2所述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：步骤四中所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊夹具带动所述载重汽车驱动桥壳体组件依次旋转到多个焊接工位处的具体过程为：
步骤401、控制器(6)通过电机驱动器(18)控制减速电机(9)转动，减速电机(9)带动回转机架(2)转动，磁钢(2-11)随之转动，磁钢(2-11)转至右轴承座(8)上与焊接工位A1相对应的霍尔开关(2-12)时，相应的霍尔开关(2-12)输出信号给控制器(6)，控制器(6)通过电机驱动器(18)控制减速电机(9)停止转动；
步骤402、焊接工位A1上的焊缝焊接完成后，控制器(6)通过电机驱动器(18)控制减速电机(9)转动，减速电机(9)带动回转机架(2)转动，磁钢(2-11)随之转动，磁钢(2-11)转至右轴承座(8)上与焊接工位A2相对应的霍尔开关(2-12)时，相应的霍尔开关(2-12)输出信号给控制器(6)，控制器(6)通过电机驱动器(18)控制减速电机(9)停止转动；
步骤403、焊接工位A2上的焊缝焊接完成后，控制器(6)通过电机驱动器(18)控制减速电机(9)转动，减速电机(9)带动回转机架(2)转动，磁钢(2-11)随之转动，磁钢(2-11)转至右轴承座(8)上与焊接工位A3相对应的霍尔开关(2-12)时，相应的霍尔开关(2-12)输出信号给控制器(6)，控制器(6)通过电机驱动器(18)控制减速电机(9)停止转动；
步骤404、焊接工位A3上的焊缝焊接完成后，控制器(6)通过电机驱动器(18)控制减速电机(9)转动，减速电机(9)带动回转机架(2)转动，磁钢(2-11)随之转动，磁钢(2-11)转至右轴承座(8)上与焊接工位A4相对应的霍尔开关(2-12)时，相应的霍尔开关(2-12)输出信号给控制器(6)，控制器(6)通过电机驱动器(18)控制减速电机(9)停止转动。
5.按照权利要求2所述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：所述机架(1)底部安装有用于调整机架(1)水平位置的六个调整垫块(10)。
6.按照权利要求2所述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：所述槽型导轨(2-8)为口字型的槽型导轨，所述导柱(4-6)的一端与安装在回转机架本体(2-3)设置支撑板(2-4)的一侧的槽型导轨(2-8)固定连接，所述导柱(4-6)的另一端与安装在回转机架本体(2-3)与设置支撑板(2-4)的一侧相对的一侧的槽型导轨(2-8)固定连接。
7.按照权利要求2所述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：所述第二定位板(3-7)与其两侧的C型机架(3-1)之间均连接有沿活塞杆(3-6)的径向设置的防转导杆(3-9)。
8.按照权利要求2所述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：所述油箱(5-1)上连接有液位计(5-6)；所述油箱(5-1)的侧面设置有人孔，所述人孔上连接有人孔盖(5-7)；两条输油通道(2-13)的另一端分别通过两根金属硬管与两个油缸油口(3-10)连接。
9.按照权利要求2所述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：所述控制器(6)包括PLC模块(6-1)以及与PLC模块(6-1)的输入端连接的操作按钮(6-2)和与PLC模块(6-1)的输出端连接的液晶显示屏(6-3)，所述霍尔开关(2-12)的输出端与PLC模块(6-1)的输入端连接，所述电机驱动器(18)、油泵(5-4)、电磁换向阀(5-51)和压力控制电磁阀(5-52)均与PLC模块(6-1)的输出端连接。
10.按照权利要求1所述的一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊方法，其特征在于：步骤二中所述预应力P的大小根据公式计算得到，其中，σH为弹簧压板(12)与半分下壳体(16)的许用接触应力，E1为弹簧压板(12)的弹性模量，E2为半分下壳体(16)的弹性模量，u1为弹簧压板(12)的泊松比，u2为半分下壳体(16)的泊松比，R1为弹簧压板(12)与半分下壳体(16)接触的面的曲率半径，R2为半分下壳体(16)与弹簧压板(12)接触的面的曲率半径，b为弹簧压板(12)与半分下壳体(16)的接触长度。
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