一種車架總成的組焊方法及其專用組焊工裝夾持裝置的製作方法

2023-05-01 17:22:16

專利名稱：一種車架總成的組焊方法及其專用組焊工裝夾持裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於裝甲車輛底架總成的焊接方法，還涉及一種車架總成的固定和定位裝置。
背景技術：
目前，國內軍用裝甲車輛，包括履帶和輪式車體均採用廂式結構，傳動和行走部件的安裝支架和安裝孔都焊於車體之上。由於傳動與行走系統對各橋孔相對位置和尺寸精度要求較高，包括同軸度、配合精度、垂直度等，而大型車體在焊接時都會產生嚴重變形，所以除了要設計大型定位工裝將各橋孔進行初步定位外，還要對各橋孔留有相應的加工餘量， 這些加工餘量必須大於該部位的焊接變形量，等到車體焊接成型之後，再分別夾裝到大型數控機加設備上將各橋孔加工到圖紙要求尺寸。從俄羅斯到我國各大軍用裝甲車輛廠幾十年來都是採用這種工藝方法進行加工。此類現有技術在車體焊接過程中，車體變形嚴重，單是前後橋的位置變形就可達15mm左右；而且加工工期長，每臺車體的定位耗時大約16小時，每臺車體的前後橋加工約40小時，都要在大型數控工具機上完成；其加工費用也相當昂貴，車體定位平臺大約要40萬左右，每臺車前後橋機加費用也達到2. 8萬。

發明內容
為解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種可簡化加工工藝、且加工精度高的車架總成的組焊方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是第一步，按照設計要求左右側甲板 1上切出各橋孔2，再焊接好側甲板側梁11和其它設計要求的附屬裝置，並在側甲板側梁11 上設置用於定位的通孔，即完成側甲板1的初步加工；第二步，將左右側甲板1翻轉套裝在 2套或2套以上的組焊工裝夾持裝置上；然後將各個平衡杆支架3的兩端分別套裝在左右側甲板1的各橋孔2內，再按照設計要求調整好左右側甲板1垂直度和尺寸，並將左右側甲板1固定在組焊工裝夾持裝置上，再逐個將各個平衡杆支架3的兩端與各橋孔2焊接，再焊接後梁12 ；第三步，按照設計要求在各個平衡杆支架3之間焊接底甲板縱梁10，再焊接前橋法蘭盤4、後橋法蘭盤5和變速箱支架；第四步，將已焊接好的左右側甲板1、各個平衡杆支架3、後梁12和底甲板縱梁10以及已連接成一個整體的組焊工裝夾持裝置翻轉過來，再焊接車首底甲板，再焊接底甲板9;第五步，拆卸掉組焊工裝夾持裝置，即完成車架總成的焊接工作。所述組焊工裝夾持裝置最好是採用5套或6套。本發明的左右側甲板1最好採用水切割工藝切割出各橋孔2。左右側甲板1上的側甲板側梁11也可通過採用側梁定位螺杆套14固定在組焊工裝夾持裝置上。本發明的另一個目的是提供一種組焊工裝夾持裝置，它包括底橫梁7、立柱6和上橫梁13構成夾持支架，在底橫梁7上部兩側分別對稱固接立柱6，在2根立柱6之間固接上橫梁13，在底橫梁7兩端分別設置有用於安裝側甲板側梁11的定位螺孔20，在2根立柱6 的上部設置用於安裝調整裝置的通孔，在立柱6上部通孔內套裝側甲板狀態調整機構8。也可在立柱6和上橫梁13之間固接支撐杆15。所述側甲板狀態調整機構8包括與立柱6上部通孔相配合固接的螺孔和側板調節螺杆19，側板調節螺杆19套裝在螺孔內。所述側甲板狀態調整機構8也可包括與立柱6上部通孔相配合固接的螺孔、連接塊支架16、栓銷17、定位連接塊18和側板調節螺杆19，側板調節螺杆19套裝在螺孔內，側板調節螺杆19的前端套裝連接塊支架16，連接塊支架16和定位連接塊18上設置有栓銷孔，栓銷17穿過連接塊支架16和定位連接塊18上的栓銷孔將定位連接塊18套裝在連接塊支架16內。本發明的有益效果是它突破傳統工藝方法的束縛，其加工工藝不再需要採用大型定位工裝夾具，用水切割方法將各橋孔的位置在側甲板上加工進行初定位後，再將各橋孔加工到設計要求的最終尺寸；通過採用若干專用工裝夾具，使車體焊接成型過程中始終夾持和固定相應部位，由於工裝剛性較好，能夠抵消因焊接應力和其它因素引起的變形，因此在車體焊接成型後，車體各橋孔和傳動與行走部件的位置和尺寸精度均能夠達到設計要求，不需再上大型數控工具機加工，從而提高了工效，節約了成本。它可廣泛應用於各種車輛特別是裝甲車輛的車架總成焊接施工中。


圖1是裝甲車體的結構示意圖。圖2是車架工裝組焊夾持示意圖。圖3是圖2的俯視結構示意圖。圖4是圖3的A-A剖視結構示意圖。圖5是組焊工裝夾持裝置的結構示意圖。圖6是圖5的A部放大結構示意圖。圖中1-側甲板，2-橋孔，3-平衡杆支架，4-前橋法蘭盤，5-後橋法蘭盤，6-立柱， 7-底橫梁，8-側甲板狀態調整機構，9-底甲板，10-底甲板縱梁，11-側甲板側梁，12-後梁， 13-上橫梁，14-側梁定位螺杆套，15-支撐杆，16-連接塊支架，17-栓銷，18-定位連接塊， 19-側板調節螺杆，20-定位螺孔。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。實施例1，本發明的具體工藝步驟如下第一步，按照設計要求左右側甲板1上切出各橋孔2，最好是採用水切割方法將各橋孔加工到圖紙設計的最終尺寸；將前橋法蘭盤、 後橋法蘭盤和變速箱支架在小型工具機上按圖紙分別加工到位，不再預留加工餘量，即加工到裝配時的標準尺寸，再焊接好側甲板側梁11和其它設計要求的附屬裝置，並在側甲板側梁11上設置用於定位的通孔，此通孔要與組焊工裝夾持裝置上設計的定位孔相配合，此時就完成了側甲板1的初步加工。第二步，將左右側甲板1翻轉過來，即側甲板1在使用狀態時的上下位置倒轉過來，套裝在2套或2套以上的組焊工裝夾持裝置上，為既能牢固定位， 又儘量減小工裝，此組焊工裝夾持裝置最好採用5套或6套即可；然後將各個平衡杆支架3 的兩端分別套裝在左右側甲板1的各橋孔2內，再按照設計要求調整好左右側甲板1垂直度和尺寸，並將左右側甲板1固定在組焊工裝夾持裝置上，可採用點焊、或栓銷、或螺杆、或這幾種方式組合採用將這些工裝進行固定，從而將車體各部件組合在一起，通過設計固定和支撐車體的工裝夾具，防止車體在焊接時的變形；這些工裝除應有足夠的剛性，能抵抗焊接變形，以確保各橋孔達到焊後用機加方法獲得的精度之外，還要安裝和拆卸方便、成本相對低廉；再逐個將各個平衡杆支架3的兩端與各橋孔2焊接，再焊接後梁12 ；第三步，按照設計要求在各個平衡杆支架3之間焊接底甲板縱梁10，再焊接前橋法蘭盤4、後橋法蘭盤5 和變速箱支架；第四步，將已焊接好的左右側甲板1、各個平衡杆支架3、後梁12和底甲板縱梁10以及已連接成一個整體的組焊工裝夾持裝置翻轉過來，再焊接車首底甲板，再焊接底甲板9 ；第五步，拆卸掉組焊工裝夾持裝置，即完成車架總成的焊接工作。參閱圖1至圖6。本發明是將車體底架主要結構件全部組裝在一起後才開始對車體各部位進行焊接。待全部焊接工藝完成後，再逐步拆卸所有工裝，工裝拆卸後，將車體吊到測量平板上對各尺寸進行檢驗。實驗證明，採用本方法焊接成形後不用工具機進行再加工，各橋孔位置尺寸和前後橋的尺寸精度都能達到標準要求。本發明通過改變車體的組焊和各橋孔的初步定位方式，不需要採用大型定位工裝，車體各橋孔位置不用大型定位平臺，只需將側甲板的火焰切割改為水切割工藝，因水刀切割工藝具有不變形，精度高等特點，這樣可以將各橋孔的位置精度控制在0. 5mm左右。通過採用可限制車體焊接變形和前後橋變形的工裝夾具，可保證前橋左右兩法蘭盤孔和變速箱支架兩孔的同軸度要求，它是以左右側甲板上設計的傳動和行走部分各橋孔為基準，安裝調試方便，能準確保證車體的組合；由於在車體焊接過程中，有各工裝對車體的固定和夾持作用，車體的焊接變形很小，可以控制在5mm之內。而且焊接後前後橋各法蘭盤的尺寸公差和形位公差，如前橋左右法蘭盤、變速箱支架左右等四孔同軸度、橢圓度、垂直度都能達到設計規定的要求，能很好地保證產品的質量。本發明在確保車體各項技術要求的前提下，與現有技術方案相比，具有以下優點 一是縮短了生產周期、提高了勞動效率；在車體組合不用定位平臺，可以節省工時10小時； 焊後不需要機加，每臺可節省加工時間40小時，大大提高了工效；用水刀切割方法加工側甲板較原來用火焰自動切割側甲板耗時相當。所以每製造一臺車，利用本技術方案則可節省工時50小時。二是節省了加工費用；它不需用大型定位平臺組合，一次性節省約40萬元定位平臺製作費用；在車體焊接成形後，不用將前、後橋孔和變速箱橋孔再搬運到大型工具機上進行加工，這些工裝安裝調整和拆卸都很方便、快捷，而且能反覆使用；每臺可節省加工費用2. 8萬元；本工裝夾具一次性投入費用約2. 5萬元；每臺車預先將前後橋法蘭盤機加成形並符合設計要求，其加工費用約0.2萬元，所以如果按年產80臺車計算，利用本方案每年可以為企業節省費用M5. 5萬元。實施例2，本發明可採用一種專用的組焊工裝夾持裝置，它包括底橫梁7、立柱6和上橫梁13構成夾持支架，在底橫梁7上部兩側分別對稱固接立柱6，在2根立柱6之間固接上橫梁13，也可在立柱6和上橫梁13之間固接支撐杆15。在底橫梁7兩端分別設置用於安裝安裝裝置的定位螺孔20，在2根立柱6的上部設置用於安裝調整裝置的通孔，在立柱6 上部通孔內套裝側甲板狀態調整機構8，所述側甲板狀態調整機構8包括與立柱6上部通孔相配合固接的螺孔和側板調節螺杆19，側板調節螺杆19套裝在螺孔內。將已完成了初步加工的左右側甲板1翻轉過來套裝在底橫梁7上，側甲板側梁11上的通孔與底橫梁7兩端的定位螺孔20對正，可通過側梁定位螺杆套14將左右側甲板1上固定在底橫梁7的兩端上， 這時左右側甲板1的下部已經固定並定位了 ；然後將平衡杆支架3的兩端分別套裝在左右側甲板1的各橋孔2內，因平衡杆支架3的兩端部有法蘭盤，且由底橫梁7、立柱6和上橫梁 13構成夾持支架已是按設計要求尺寸製作的，這時只需將側甲板狀態調整機構8向外旋轉頂緊側甲板1即保證定位和固定，為防止工裝鬆動，可將側甲板狀態調整機構8採用點焊方式將其與固定側甲板1，從而將車體各部件組合在一起，可防止車體在焊接時的變形；待焊接完成後，拆卸掉組焊工裝夾持裝置即可。參閱圖1至圖6，其餘同實施例1。
實施例3，本發明所述側甲板狀態調整機構8也可採用另一種結構形式，它可由與立柱6上部通孔相配合固接的螺孔、連接塊支架16、栓銷17、定位連接塊18和側板調節螺杆19等構成，側板調節螺杆19套裝在螺孔內，側板調節螺杆19的前端套裝連接塊支架16， 連接塊支架16和定位連接塊18上設置有栓銷孔，栓銷17穿過連接塊支架16和定位連接塊18上的栓銷孔將定位連接塊18套裝在連接塊支架16內，這時，定位連接塊18可根據需要進行替換。參閱圖1至6，其餘實施例2。
權利要求
1.一種車架總成的組焊方法，其特徵是第一步，按照設計要求左右側甲板(1)上切出各橋孔0)，再焊接好側甲板側梁(11)和其它設計要求的附屬裝置，並在側甲板側梁(11) 上設置用於定位的通孔，即完成側甲板(1)的初步加工；第二步，將左右側甲板(1)翻轉套裝在2套或2套以上的組焊工裝夾持裝置上；然後將各個平衡杆支架(3)的兩端分別套裝在左右側甲板(1)的各橋孔O)內，再按照設計要求調整好左右側甲板(1)垂直度和尺寸， 並將左右側甲板(1)固定在組焊工裝夾持裝置上，再逐個將各個平衡杆支架(3)的兩端與各橋孔( 焊接，再焊接後梁(1 ；第三步，按照設計要求在各個平衡杆支架C3)之間焊接底甲板縱梁(10)，再焊接前橋法蘭盤(4)、後橋法蘭盤( 和變速箱支架；第四步，將已焊接好的左右側甲板(1)、各個平衡杆支架(3)、後梁(1 和底甲板縱梁(10)以及已連接成一個整體的組焊工裝夾持裝置翻轉過來，再焊接車首底甲板，再焊接底甲板(9)；第五步，拆卸掉組焊工裝夾持裝置，即完成車架總成的焊接工作。
2.根據權利要求1所述的車架總成的組焊方法，其特徵是在左右側甲板(1)上採用水切割工藝切割出各橋孔O)。
3.根據權利要求1所述的車架總成的組焊方法，其特徵是左右側甲板(1)上的側甲板側梁(11)通過側梁定位螺杆套(14)固定在組焊工裝夾持裝置上。
4.根據權利要求1所述的車架總成的組焊方法，其特徵是所述組焊工裝夾持裝置採用5套或6套。
5.一種用於權利要求1所述的組焊工裝夾持裝置，其特徵是它包括底橫梁(7)、立柱 (6)和上橫梁(13)構成夾持支架，在底橫梁(7)上部兩側分別對稱固接立柱(6)，在2根立柱(6)之間固接上橫梁(13)，在底橫梁(7)兩端分別設置有用於安裝側甲板側梁(11)的定位螺孔(20)，在2根立柱(6)的上部設置用於安裝調整裝置的通孔，在立柱(6)上部通孔內套裝側甲板狀態調整機構(8)。
6.根據權利要求5所述的組焊工裝夾持裝置，其特徵是在立柱(6)和上橫梁(13)之間固接支撐杆(15)。
7.根據權利要求5所述的組焊工裝夾持裝置，其特徵是所述側甲板狀態調整機構(8) 包括與立柱(6)上部通孔相配合固接的螺孔和側板調節螺杆(19)，側板調節螺杆(19)套裝在螺孔內。
8.根據權利要求5所述的組焊工裝夾持裝置，其特徵是所述側甲板狀態調整機構(8) 包括與立柱(6)上部通孔相配合固接的螺孔、連接塊支架(16)、栓銷(17)、定位連接塊(18) 和側板調節螺杆(19)，側板調節螺杆(19)套裝在螺孔內，側板調節螺杆(19)的前端套裝連接塊支架(16)，連接塊支架(16)和定位連接塊(18)上設置有栓銷孔，栓銷(17)穿過連接塊支架(16)和定位連接塊(18)上的栓銷孔將定位連接塊(18)套裝在連接塊支架(16) 內。
全文摘要
一種車架總成的組焊方法及其專用組焊工裝夾持裝置。它主要是解決現有加工方法複雜等技術問題。其技術方案要點是按照設計要求左右側甲板(1)上切出各橋孔(2)，將左右側甲板(1)翻轉套裝在2套或2套以上的組焊工裝夾持裝置上；再逐個將各個平衡杆支架(3)的兩端與各橋孔(2)焊接，再焊接後梁(12)，焊接底甲板縱梁(10)，焊接前橋法蘭盤(4)、後橋法蘭盤(5)和變速箱支架；將已焊接好的左右側甲板(1)、各個平衡杆支架(3)、後梁(12)和底甲板縱梁(10)以及已連接成一個整體的組焊工裝夾持裝置翻轉過來，再焊接車首底甲板，再焊接底甲板(9)，即完成車架總成的焊接工作。它可廣泛應用於各種車輛特別是裝甲車輛的車架總成焊接施工中。
文檔編號B23K28/02GK102179636SQ20111009021
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月11日 優先權日2011年4月11日
發明者丁毫光, 胡新明, 袁金科, 邵支農, 陳宗貴 申請人:湖南江麓特種裝備製造有限公司