型鋼車(chē)輪壓裝合成與焊接點(diǎn)固一體化改造

李維龍，仇興輝，張德坤，李 勇（中國(guó)重汽（香港）有限公司部件制造部車(chē)輪加工部，濟(jì)南 250220）

型鋼車(chē)輪壓裝合成與焊接點(diǎn)固一體化改造

李維龍，仇興輝，張德坤，李 勇
（中國(guó)重汽（香港）有限公司部件制造部車(chē)輪加工部，濟(jì)南 250220）

型鋼車(chē)輪輪輞與輪輻合成，由先壓裝合成再取出后進(jìn)行三點(diǎn)焊接點(diǎn)固，優(yōu)化為在油壓機(jī)壓制保壓過(guò)程中，完成四點(diǎn)焊接點(diǎn)固，實(shí)現(xiàn)壓裝合成與焊接點(diǎn)固一體化，穩(wěn)定壓裝合成高度，減少配合過(guò)盈量，減少焊接變形，穩(wěn)定車(chē)輪加工過(guò)程的關(guān)鍵尺寸的質(zhì)量控制。

壓裝合成；焊接點(diǎn)固；一體化

1　概況

型鋼車(chē)輪總成質(zhì)量控制以端跳動(dòng)、徑跳動(dòng)和內(nèi)平面度為重要控制要素。型鋼車(chē)輪焊接總成主要加工過(guò)程有：輪輞體車(chē)內(nèi)孔、沖氣門(mén)口、輪輻與輪輞體缺口與氣門(mén)孔對(duì)正、壓裝合成、焊接點(diǎn)固、焊內(nèi)外環(huán)縫、去飛濺等工序。實(shí)際生產(chǎn)中各工序銜接十分重要，特別是壓裝合成工序，其壓裝合成時(shí)的過(guò)盈量大小是下道內(nèi)外環(huán)縫焊接工序加工時(shí)因焊接熱應(yīng)力變形引起平面度超差的決定因素。因此加工過(guò)程中控制過(guò)盈量，確保壓裝合成的工藝尺寸要求，是車(chē)輪總成的關(guān)鍵質(zhì)量控制工序。

2　存在問(wèn)題

型鋼車(chē)輪總成焊接前，先將輪輞體的內(nèi)大孔車(chē)削加工，再將輪輻放入輪輞體內(nèi)，使輪輻銑缺口與輪輞體氣門(mén)孔對(duì)正，送入四柱油壓機(jī)內(nèi)的壓裝模具壓制，利用輪輞體和輪輻的過(guò)盈配合使二者合為一體，再將合成體從油壓機(jī)內(nèi)取出，然后使用交流焊機(jī)進(jìn)行人工三點(diǎn)點(diǎn)焊固定，再送入流水線軌道流轉(zhuǎn)至下道焊接工序。

為防止壓裝合成后取出到點(diǎn)焊前的壓裝變形，壓裝過(guò)程輪輻和輪輞配合必須留有足夠的過(guò)盈量。但在下道工序內(nèi)外環(huán)縫滿(mǎn)圈焊接時(shí)由于有較高的熱應(yīng)力變形，造成總成外凸變形量大，平面度超差，影響到了產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，為了保證輪輞體與輪輻的過(guò)盈配合，輪輞體與輪輻結(jié)合面材料必須留有一定厚度，合成前需經(jīng)過(guò)立車(chē)車(chē)床車(chē)削加工，由于車(chē)削量不等，加工量大，車(chē)床強(qiáng)度大，效率低，損耗大，浪費(fèi)材料，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大等。

一般工藝過(guò)程

3　問(wèn)題解決方法及實(shí)施方案

將輪輞體和輪輻在滿(mǎn)足過(guò)度配合尺寸下，在油壓機(jī)壓制保壓過(guò)程中直接自動(dòng)完成四點(diǎn)焊接點(diǎn)固，確保后道焊接工序的焊接應(yīng)力變形對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響降至最小。在工藝上實(shí)施型鋼車(chē)輪合成壓裝與焊接點(diǎn)固一體化，關(guān)鍵工作有：設(shè)計(jì)制作自動(dòng)焊槍進(jìn)退機(jī)械手、45°曲柄焊槍、焊機(jī)的合理選用、氣動(dòng)管路的集成、與原設(shè)備運(yùn)行相配合的電控系統(tǒng)。

所述焊槍進(jìn)退自動(dòng)機(jī)械手，由氣缸、直線導(dǎo)軌、焊槍調(diào)整座（縱向調(diào)整及仰角調(diào)整）、焊槍夾緊座（具有進(jìn)退距離調(diào)整）、焊槍絕緣套組成。四套機(jī)械手均布安裝在工裝的四個(gè)工藝孔外，利用氣缸行程實(shí)現(xiàn)焊槍的進(jìn)退，調(diào)整座、夾緊座實(shí)現(xiàn)焊槍的三維調(diào)整。

所述45°曲柄焊槍?zhuān)溆?5°焊槍桿、焊嘴、導(dǎo)風(fēng)套組成，實(shí)現(xiàn)與合成的車(chē)輪總成外環(huán)縫垂直對(duì)正，保證焊接位置及焊點(diǎn)焊接質(zhì)量。所述焊機(jī)電源，其屬成型通用設(shè)備，選擇上嚴(yán)格考慮焊接質(zhì)量要求，選用節(jié)能高效、負(fù)載率高的逆變式NBC-350氣體保護(hù)焊機(jī)。

所述氣動(dòng)管路系統(tǒng)，其由單電電磁閥、管路保護(hù)管、分路器等部件組成，實(shí)現(xiàn)在密集焊接飛濺、頻繁啟動(dòng)的復(fù)雜工作環(huán)境中的可靠運(yùn)行。

所述電控系統(tǒng)，其通過(guò)壓裝油壓機(jī)設(shè)備電控系統(tǒng)的延伸與結(jié)合，通過(guò)PLC編程，實(shí)現(xiàn)壓制-保壓-焊槍進(jìn)-施焊-焊槍退-回程的半自動(dòng)運(yùn)行，具備點(diǎn)時(shí)間的可調(diào)和點(diǎn)焊半自動(dòng)的調(diào)整等功能。

一體化工藝過(guò)程

4　實(shí)施結(jié)果及效果

該工藝技術(shù)革新使型鋼車(chē)輪輪輞和輪輻合成由兩道工序優(yōu)化為一道工序。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品重要加工參數(shù)的控制與降低，極大提高產(chǎn)品質(zhì)量。具有構(gòu)思巧妙、技術(shù)先進(jìn)、降本增效、結(jié)構(gòu)緊湊，使用安全、安裝方便、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

效果及效益分析，質(zhì)量控制方面：型鋼車(chē)輪產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提升，車(chē)輪產(chǎn)品的端跳100%≤1.2㎜（圖紙要求2㎜），內(nèi)平面度100%≤0.2（圖紙要求0.3㎜），遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要求，售后故障大幅度降低。同時(shí)，由于實(shí)現(xiàn)外焊縫氣保焊點(diǎn)固，杜絕了交流焊機(jī)點(diǎn)固中存在的飛濺等外觀質(zhì)量缺陷；成本方面，由于過(guò)盈量減少，輪輞原材料每件可原因有兩點(diǎn)。一是高速、超高速精密砂帶磨床高精度數(shù)控自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)，在德國(guó)砂帶磨削最高線速度已可以接近100m/s.表面粗糙度Ra已達(dá)到0.01～0.025um［8］，已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，這類(lèi)高精尖技術(shù)國(guó)內(nèi)目前仍處于研發(fā)階段。二是砂帶磨床國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的磨床結(jié)構(gòu)、參數(shù)、主要部件的精度與剛度標(biāo)準(zhǔn)各不相同，這就導(dǎo)致了同一產(chǎn)品加工同一工件，在不同的磨床上會(huì)加工出不同的表面質(zhì)量與精度，這大大阻礙了產(chǎn)品的市場(chǎng)流通與新技術(shù)的推廣與應(yīng)用。所以砂帶磨床的技術(shù)革新與標(biāo)準(zhǔn)化制定對(duì)我國(guó)砂帶磨削產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重大意義。

5　結(jié)語(yǔ)

砂帶磨削是一種高效磨拋工藝，其用途廣泛具有很高的經(jīng)濟(jì)與應(yīng)用價(jià)值。但從總體上看，國(guó)內(nèi)無(wú)論在砂帶磨削理論研究還是產(chǎn)品制造方面都與國(guó)外存在著一定的差距。目前國(guó)內(nèi)業(yè)界人士正在加強(qiáng)對(duì)于砂帶磨削技術(shù)理論的研究，并在新產(chǎn)品與技術(shù)研發(fā)方面力求突破，以企業(yè)轉(zhuǎn)型擺脫國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的低成本、高銷(xiāo)量惡性競(jìng)爭(zhēng)的低利潤(rùn)傳統(tǒng)落后砂帶制品盈利的運(yùn)營(yíng)模式。企業(yè)也應(yīng)與高校合作引入高技術(shù)人才，促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使砂帶磨削新工藝在工廠能得以應(yīng)用，使科研與生產(chǎn)相結(jié)合，以科研促進(jìn)生產(chǎn)，以生產(chǎn)保證科研，逐步深入，使發(fā)展走向良性循環(huán)。

［1］謝國(guó)如.砂帶磨削及其應(yīng)用研究［J］.精密制造與自動(dòng)化，2004（04）:15.

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［3］李虹等.砂帶磨削技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展［J］.華北工學(xué)院報(bào)，1999，20（04）.

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.021