CN108213923A - 汽车后桥壳法兰盘压装焊接装置 - Google Patents
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Abstract
一种汽车后桥壳法兰盘压装焊接装置，解决了现有汽车后桥壳法兰盘压装过程中工序多，安装效率低，无法保证法兰盘焊接精度等问题，包括组合床身、焊接机构和夹紧机构，其技术要点是：组合床身由主体床身和侧床身构成，主体床身上表面的中部设置有用于限位抚平后桥壳的升降夹紧机构，进给行程可调的转动机构包括液压进给单元和旋转驱动单元，侧床身上表面设置有焊接机构；夹紧机构包括自定心夹紧机构和升降夹紧机构，调节升降夹紧机构使法兰盘轴心与桥壳管轴心位于同一中心线上。其结构设计合理，工艺流程简化，组装定位准确，容易控制焊接变形，在确保法兰盘安装面精度的同时，合理的降低了加工成本，提高成品质量和生产效率，从而保证行车安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种车桥的法兰盘与桥壳管压装焊接总成的设备，特别是一种将后桥壳的法兰盘与桥壳管压装和焊接工序合并到一起，合理控制法兰盘的焊接热变形的汽车后桥壳法兰盘压装焊接装置。
背景技术
车桥（汽车后驱动桥）作为汽车行驶系统四大主要部件之一，用于传递车架(或承载式车身)与车轮之间各方向作用力。通常车桥可以分为整体式和断开式的，其中整体式与非独立悬架配合，断开式通过各自悬架系统支撑车身，不需要与独立悬架配用。根据驱动方式的不同，车桥也分成转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。因压装有法兰盘的桥壳管焊接总成是连接整桥与车轮的重要部件，故该后桥壳的法兰盘安装面精度要求非常严格。
目前行业中传统工艺流程一般分为成品焊接（多工序多设备）和焊后机加工。前者工序较多存在零部件无法限位定型的因素，焊接时自由状态热变形较大，影响汽车后桥壳法兰盘安装面精度，存在质量隐患。后者半成品法兰盘先进行焊接，后进行机加工，生产效率低，成本较高。
为解决上述问题，在专利公告号为CN 201659400 U的“汽车桥壳法兰盘双头压装设备”中，公开的结构是：其床身一侧设有齿条，床身中心固定有浮动定位夹具，对称设在浮动定位夹具两侧床身上的导轨座，导轨座上固定有安装有限位螺杆的限位螺杆支座，导轨座上依次放有压装滑台和定心夹具滑台，限位螺杆的前端可顶在压装滑台的后端面上；压装滑台和定心夹具滑台的侧面设有带动压装滑台和定心夹具滑台运动的齿轮装置，齿轮装置与齿条配合；定心夹具滑台上固定有定心夹具，压装滑台上设有油缸支座、导向座，油缸支座上设有施力油缸，施力油缸的活塞杆固定有滑杆，滑杆上设有限位盘，滑杆的前端与过渡盘固定连接，过渡盘的侧面设有旋转夹紧气缸，前面固定有压装盘。该技术方案虽然能解决现有的汽车桥壳法兰盘压装设备在法兰盘压装过程中的安装精度低的问题，具有保证压装合格率等优点，但是，由于其通过手轮旋转齿轮装置带动压装滑台在导向座上运动，定心夹具滑台的前面固定有与齿条相配合的齿轮装置，手轮旋转齿轮装置带动定心夹具滑台在导向座上运动，所以其仅在该装置上实现压装，无法完成对汽车后桥壳的自动旋转并焊接。
公告号为CN 105033284 B的“同步加工后桥壳焊接总成两端法兰盘的方法”中，记载的技术要点是：以后桥壳中间大孔粗定位，以两端法兰外圆V型主定位并夹紧；继而，两端主轴同时带动端面平旋盘端面粗车刀，粗车大端面和止口端面；然后两端主轴同时带动端面平旋盘端面精车刀精车大端面和止口端面；再后两端主轴带动内孔外圆组合粗车刀同时车两端法兰头的止口外圆和内孔；最后两端主轴同时带动内孔外圆组合精车刀精车止口外圆和内孔。但上述技术方案的后桥壳法兰盘焊接总成的加工方法，虽然能够实现多道工序在一次装夹中完成，因其属于上述焊后机加工的工艺流程，故对于法兰盘与桥壳管的焊接总成，如何保证法兰盘安装面的精度却无能为力。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车后桥壳法兰盘压装焊接装置，解决了现有汽车后桥壳法兰盘压装过程中工序多，安装效率低，无法保证法兰盘焊接精度等问题，其结构设计合理，工艺流程简化，组装定位准确，容易控制焊接变形，在确保法兰盘安装面精度的同时，合理的降低了加工成本，提高成品质量和生产效率，从而保证行车安全。
本发明所采用的技术方案是：该汽车后桥壳法兰盘压装焊接装置包括组合床身、焊接机构和夹紧机构，其技术要点是：所述组合床身由主体床身和侧床身构成，主体床身上表面的中部设置有用于限位抚平后桥壳的升降夹紧机构，侧床身分别对称布置在主体床身上表面的两端，并通过连接螺栓与主体床身分别固定组装在一起；利用快速夹钳夹紧法兰盘的进给行程可调的转动机构组装在侧床身内，进给行程可调的转动机构包括用于将法兰盘压装到桥壳管的液压进给单元和用于焊接机构进行环缝焊接的旋转驱动单元，侧床身上表面设置有环缝焊接已完成法兰盘与桥壳管压装的焊接机构；夹紧机构包括用于对中定位桥壳管的自定心夹紧机构和用于限位抚平后桥壳的固定在主体床身上表面的升降夹紧机构，调节升降夹紧机构使压装到桥壳管两端的法兰盘轴心与自定心夹紧机构对中定位的桥壳管轴心位于同一中心线上。
所述主体床身底部设置有可调地脚垫板。
所述液压进给单元包括设置有人孔的侧床身，组装在侧床身的进给液压缸，通过联轴器与进给液压缸连接的花键轴，与花键轴相啮合的组装有从动轮的花键套，组装在花键轴上的限位块及设置有定位销并利用限位销与侧床身限位的定位盘；法兰盘通过定位盘上的止口、定位销和手动快速夹钳与定位盘进行精确定位夹紧，固定在花键轴端的定位盘通过限位销与侧床身周向限位时，定位盘随花键轴进行轴向移动。
所述旋转驱动单元包括固定在侧床身上的箱体，固定有主动轮的主动轴，将主动轴组装在箱体内的密封压盖和电机座，通过电机座与主动轴组装在一起的减速电机；启动减速电机将转动力传递给主动轴，驱动主动轴上的主动轮，将转动力传递到与主动轮相啮合的液压进给单元的从动轮，使组装有从动轮的花键套带动花键轴转动，从而驱动脱离侧床身限位销的定位盘匀速转动。
所述自定心夹紧机构包括固定在底座上的连接座和支撑基座，旋转液压缸驱动的利用连接座和支撑基座连接支撑的左、右螺杆轴，对称布置在支撑基座两侧的与左、右螺杆轴相啮合的组装在滑动限位块轴孔内的传动螺母，相对布置的与滑动限位块固定在一起的带有夹紧块的夹紧支架；自定心夹紧机构设置在升降夹紧机构与进给行程可调的转动机构之间；自定心夹紧机构的旋转液压缸驱动左、右螺杆轴将动力传动给相对布置的传动螺母，带动与滑动限位块固定在一起的夹紧支架相对移动，通过夹紧块完成对桥壳管的自定心夹紧。
所述升降夹紧机构包括固定在主体床身的内置涨紧套的定位基座，与涨紧套组装在一起的带有涨紧压头的抚平定位盘、固定有活塞杆的涨紧液压缸以及通过连接盘相连的升降液压缸；升降夹紧机构的升降液压缸驱动涨紧套沿定位基座轴向移动，涨紧套内的活塞杆在涨紧液压缸作用下，将动力传递到通过涨紧压头限位后桥壳加强环的抚平定位盘，完成对设置有加强环的后桥壳的限位抚平夹紧。
本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明采用设置在同一床身的对后桥壳限位抚平的升降夹紧机构，用自定心夹紧机构对中定位桥壳管，利用快速夹钳夹紧法兰盘的进给行程可调的转动机构中的液压进给单元，将法兰盘压装到桥壳管，通过旋转驱动单元配合焊接机构，对已完成压装的法兰盘与桥壳管进行环缝焊接；克服了原有加工方式法兰盘的压装和焊接由两台或者多台设备完成涉及重复定位问题，对于焊接装置或者说是自由状态进行焊接，无法合理的控制焊接变形等缺陷，所以其结构设计合理，工艺流程简化，组装定位准确，压装完成后，焊接过程中桥壳管两端的法兰盘始终保持夹紧状态，容易控制焊接变形，在确保法兰盘安装面精度的同时，合理的降低了加工成本，提高成品质量和生产效率，从而保证行车安全。因此，本发明解决了现有汽车后桥壳法兰盘压装过程中工序多，安装效率低，无法保证法兰盘焊接精度等问题。
附图说明
以下结合附图对本发明技术方案作进一步描述。
图 1是本发明一种结构示意图；
图 2是图1中进给行程可调的转动机构的一种结构示意图；
图 3是图1中自定心夹紧机构的一种结构示意图；
图 4是图1中升降夹紧机构的一种结构示意图；
图 5是图1中法兰盘与桥壳管压装焊接总成的一种结构示意图。
图中序号说明：1主体床身、2侧床身、3进给行程可调的转动机构、4焊接机构、5法兰盘、6自定心夹紧机构、7桥壳管、8升降夹紧机构、9连接螺栓、10定位销、11限位销、12密封压盖、13箱体、14主动轴、15主动轮、16电机座、17减速电机、18人孔、19进给液压缸、20花键轴、21限位块、22花键套、23从动轮、24定位盘、25旋转液压缸、26连接座、27左螺杆轴、28传动螺母、29滑动限位块、30夹紧支架、31夹紧块、32支撑基座、33右螺杆轴、34抚平定位盘、35涨紧套、36定位基座、37连接盘、38升降液压缸、39涨紧液压缸、40活塞杆、41涨紧压头、42加强环。
具体实施方式
根据图1～5详细说明本发明的具体结构。该汽车后桥壳法兰盘压装焊接装置包括组合床身、夹紧机构和焊接机构等部件。其中组合床身由主体床身1和侧床身2构成，侧床身2分别对称布置在主体床身1上表面的两端，并通过连接螺栓9与主体床身1分别固定组装在一起。主体床身1底部设置有可调地脚垫板（图中未示出），以便随时调整，使组合床身处于最佳工作状态。
夹紧机构包括用于定位对中桥壳管7的自定心夹紧机构6和用于限位抚平后桥壳的升降夹紧机构8，升降夹紧机构8固定在主体床身1上表面，自定心夹紧机构6设置在升降夹紧机构8与两个进给行程可调的转动机构3之间，调节升降夹紧机构8使压装到桥壳管7两端的法兰盘5轴心与自定心夹紧机构6对中定位的桥壳管7轴心位于同一中心线上。
自定心夹紧机构6包括固定在底座上的连接座26和支撑基座32，旋转液压缸25驱动的利用连接座26和支撑基座32连接支撑的左、右螺杆轴27、33，对称布置在支撑基座32两侧的与左、右螺杆轴27、33相啮合的组装在滑动限位块29轴孔内的传动螺母28，相对布置的与滑动限位块29固定在一起的带有夹紧块31的夹紧支架30等件。自定心夹紧机构6的旋转液压缸25驱动左、右螺杆轴27、33转动，将动力传动给一对传动螺母28，带动与滑动限位块29固定在一起的夹紧支架30相对移动，通过夹紧块31完成对桥壳管7的自定心夹紧。
升降夹紧机构8包括固定在主体床身1的内置涨紧套35的定位基座36，与涨紧套35组装在一起的带有涨紧压头41的抚平定位盘34、固定有活塞杆40的涨紧液压缸39以及通过连接盘37相连的升降液压缸38等件。升降夹紧机构8的升降液压缸38驱动涨紧套35沿定位基座36轴向移动至限定位置，涨紧套35内的活塞杆40在涨紧液压缸39作用下，将动力传递到通过涨紧压头41限位后桥壳加强环42的抚平定位盘34，完成对设置有加强环42的后桥壳限位抚平夹紧。
利用快速夹钳夹紧法兰盘5的进给行程可调的转动机构3组装在侧床身2内，进给行程可调的转动机构3包括用于将法兰盘5压装到桥壳管7的液压进给单元和用于焊接机构进行环缝焊接的旋转驱动单元。侧床身2上表面设置有环缝焊接已完成压装桥壳管7与法兰盘5的焊接机构4。该焊接机构4选用市售产品（商品的型号YD_350KR2、名称为气保焊机，是松下公司生产的）。利用连接板固定在箱体13侧壁的焊接机构4的驱动机构，通过直线滑轨带动焊枪送至桥壳管7与法兰盘5完成压装的焊缝处，完成送枪过程待焊接。
液压进给单元包括设置有人孔18的侧床身2，组装在侧床身2的进给液压缸19，通过联轴器与进给液压缸19连接的花键轴20，与花键轴20相啮合的组装有从动轮23的花键套22，组装在花键轴20上的限位块21及设置有定位销10并利用限位销11与侧床身2限位的定位盘24，设置在定位盘上的用于夹紧法兰盘5的手动快速夹钳（通用件图中未示出）。限位块21为U型开口形状，通过螺栓与花键轴20固定，防止旋转时掉落。推进至限位块21与进给行程可调的转动机构3的侧床身2的内壁接触后，维持保压状态。
法兰盘5通过定位盘24上的止口、定位销10及手动快速夹钳与定位盘24进行精确定位夹紧，使法兰盘5端面与定位盘24端面贴合，确保法兰盘5轴心与桥壳管7轴心位于同一中心线上。固定在花键轴20端的定位盘24通过限位销11与侧床身2周向限位时，定位盘24随花键轴20进行轴向移动。压装时，进给液压缸19传递进给力驱动花键轴20沿花键套22的轴向移动，带动夹紧法兰盘5的定位盘24跟随花键轴20轴向移动，直到将法兰盘5平稳的压入桥壳管7内，定位盘24脱离侧床身2的限位销11，组装在花键轴20上的限位块21到达限定位置（或侧床身2的内壁）时，进给液压缸19停止推进，但在缝焊前始终保持压力。
旋转驱动单元包括固定在侧床身2上的箱体13，固定有主动轮15的主动轴14，将主动轴14组装在箱体13内的密封压盖12和电机座16 ，通过电机座16与主动轴14组装在一起的减速电机17。启动减速电机17将转动力传递给主动轴14，驱动主动轴14上的主动轮15，将转动力传递到与主动轮15相啮合的液压进给单元的从动轮23，使组装有从动轮23的花键套22带动花键轴20转动，从而驱动脱离侧床身2限位销11的定位盘24匀速转动。此时，便可对完成对压装的桥壳管7与法兰盘5焊缝处，送枪焊接。
具体操作过程
将定位盘24与抚平定位盘34清理干净，将法兰盘5放置在定位盘24上，通过定位盘24上的止口，定位销10限制法兰盘5定位，手动快速夹钳将法兰盘5进行夹紧。后桥壳的桥壳管7放置在升降夹紧机构8上，通过抚平定位盘34的端面与凸台将加强环42进行定位，自定心夹紧机构6自动进行找正、夹紧后桥壳管7，限制角向定位。在液压站的作用下进给行程可调的转动机构3将定位盘24与法兰盘5一同平稳压入到桥壳管7内，直至到达指定位置停止行进并保压。法兰盘5一端通过定位盘24和定位销10相连接，另一端与桥壳管7相互接触部分都是机加工处理的过盈配合关系，通过液压缸压入其中。自定心夹紧机构6开始自动松开至初始位置，升降夹紧机构8开始下降至初始位置。同时焊接机构4的焊枪滑动至焊缝处。减速电机17开始旋转，法兰盘5同时开始旋转，焊接机构4随后开始起弧焊接，当法兰盘5旋转至指定位置后，焊接机构4停止焊接，并在汽缸带动下将其复位，旋转驱动单元停止转动。进给行程可调的转动机构3在减速电机18带动下进行周向复位。完成复位后将快速夹钳松开，进给行程可调的转动机构3带动定位盘24轴向复位，并且通过限位销11确保复位精度。升降夹紧机构8升起至装件位置。人工取下工件。
Claims (6)
1.一种汽车后桥壳法兰盘压装焊接装置，包括组合床身、夹紧机构和焊接机构，其特征在于：所述组合床身由主体床身和侧床身构成，主体床身上表面的中部设置有用于限位抚平后桥壳的升降夹紧机构，侧床身分别对称布置在主体床身上表面的两端，并通过连接螺栓与主体床身分别固定组装在一起；利用快速夹钳夹紧法兰盘的进给行程可调的转动机构组装在侧床身内，进给行程可调的转动机构包括用于将法兰盘压装到桥壳管的液压进给单元和用于焊接机构进行环缝焊接的旋转驱动单元，侧床身上表面设置有环缝焊接已完成法兰盘与桥壳管压装的焊接机构；夹紧机构包括用于对中定位桥壳管的自定心夹紧机构和用于限位抚平后桥壳的固定在主体床身上表面的升降夹紧机构，调节升降夹紧机构使压装到桥壳管两端的法兰盘轴心与自定心夹紧机构对中定位的桥壳管轴心位于同一中心线上。
2.根据权利要求1所述的汽后桥壳法兰盘压装焊接装置，其特征在于：所述主体床身底部设置有可调地脚垫板。
3.根据权利要求1所述的汽后桥壳法兰盘压装焊接装置，其特征在于：所述液压进给单元包括设置有人孔的侧床身，组装在侧床身的进给液压缸，通过联轴器与进给液压缸连接的花键轴，与花键轴相啮合的组装有从动轮的花键套，组装在花键轴上的限位块及设置有定位销并利用限位销与侧床身限位的定位盘；法兰盘通过定位盘上的止口、定位销和手动快速夹钳与定位盘进行精确定位夹紧，固定在花键轴端的定位盘通过限位销与侧床身周向限位时，定位盘随花键轴进行轴向移动。
4.根据权利要求1所述的汽后桥壳法兰盘压装焊接装置，其特征在于：所述旋转驱动单元包括固定在侧床身上的箱体，固定有主动轮的主动轴，将主动轴组装在箱体内的密封压盖和电机座，通过电机座与主动轴组装在一起的减速电机；启动减速电机将转动力传递给主动轴，驱动主动轴上的主动轮，将转动力传递到与主动轮相啮合的液压进给单元的从动轮，使组装有从动轮的花键套带动花键轴转动，从而驱动脱离侧床身限位销的定位盘匀速转动。
5.根据权利要求1所述的汽后桥壳法兰盘压装焊接装置，其特征在于：所述自定心夹紧机构包括固定在底座上的连接座和支撑基座，旋转液压缸驱动的利用连接座和支撑基座连接支撑的左、右螺杆轴，对称布置在支撑基座两侧的与左、右螺杆轴相啮合的组装在滑动限位块轴孔内的传动螺母，相对布置的与滑动限位块固定在一起的带有夹紧块的夹紧支架；自定心夹紧机构设置在升降夹紧机构与进给行程可调的转动机构之间；自定心夹紧机构的旋转液压缸驱动左、右螺杆轴将动力传动给相对布置的传动螺母，带动与滑动限位块固定在一起的夹紧支架相对移动，通过夹紧块完成对桥壳管的自定心夹紧。
6.根据权利要求1所述的汽后桥壳法兰盘压装焊接装置，其特征在于：所述升降夹紧机构包括固定在主体床身的内置涨紧套的定位基座，与涨紧套组装在一起的带有涨紧压头的抚平定位盘、固定有活塞杆的涨紧液压缸以及通过连接盘相连的升降液压缸；升降夹紧机构的升降液压缸驱动涨紧套沿定位基座轴向移动，涨紧套内的活塞杆在涨紧液压缸作用下，将动力传递到通过涨紧压头限位后桥壳加强环的抚平定位盘，完成对设置有加强环的后桥壳的限位抚平夹紧。
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