专利名称：一种车架总成的组焊方法及其专用组焊工装夹持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于装甲车辆底架总成的焊接方法，还涉及一种车架总成的固定和定位装置。
背景技术：
目前，国内军用装甲车辆，包括履带和轮式车体均采用厢式结构，传动和行走部件的安装支架和安装孔都焊于车体之上。由于传动与行走系统对各桥孔相对位置和尺寸精度要求较高，包括同轴度、配合精度、垂直度等，而大型车体在焊接时都会产生严重变形，所以除了要设计大型定位工装将各桥孔进行初步定位外，还要对各桥孔留有相应的加工余量， 这些加工余量必须大于该部位的焊接变形量，等到车体焊接成型之后，再分别夹装到大型数控机加设备上将各桥孔加工到图纸要求尺寸。从俄罗斯到我国各大军用装甲车辆厂几十年来都是采用这种工艺方法进行加工。此类现有技术在车体焊接过程中，车体变形严重，单是前后桥的位置变形就可达15mm左右；而且加工工期长，每台车体的定位耗时大约16小时，每台车体的前后桥加工约40小时，都要在大型数控机床上完成；其加工费用也相当昂贵，车体定位平台大约要40万左右，每台车前后桥机加费用也达到2. 8万。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可简化加工工艺、且加工精度高的车架总成的组焊方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是第一步，按照设计要求左右侧甲板 1上切出各桥孔2，再焊接好侧甲板侧梁11和其它设计要求的附属装置，并在侧甲板侧梁11 上设置用于定位的通孔，即完成侧甲板1的初步加工；第二步，将左右侧甲板1翻转套装在 2套或2套以上的组焊工装夹持装置上；然后将各个平衡杆支架3的两端分别套装在左右侧甲板1的各桥孔2内，再按照设计要求调整好左右侧甲板1垂直度和尺寸，并将左右侧甲板1固定在组焊工装夹持装置上，再逐个将各个平衡杆支架3的两端与各桥孔2焊接，再焊接后梁12 ；第三步，按照设计要求在各个平衡杆支架3之间焊接底甲板纵梁10，再焊接前桥法兰盘4、后桥法兰盘5和变速箱支架；第四步，将已焊接好的左右侧甲板1、各个平衡杆支架3、后梁12和底甲板纵梁10以及已连接成一个整体的组焊工装夹持装置翻转过来，再焊接车首底甲板，再焊接底甲板9;第五步，拆卸掉组焊工装夹持装置，即完成车架总成的焊接工作。所述组焊工装夹持装置最好是采用5套或6套。本发明的左右侧甲板1最好采用水切割工艺切割出各桥孔2。左右侧甲板1上的侧甲板侧梁11也可通过采用侧梁定位螺杆套14固定在组焊工装夹持装置上。本发明的另一个目的是提供一种组焊工装夹持装置，它包括底横梁7、立柱6和上横梁13构成夹持支架，在底横梁7上部两侧分别对称固接立柱6，在2根立柱6之间固接上横梁13，在底横梁7两端分别设置有用于安装侧甲板侧梁11的定位螺孔20，在2根立柱6 的上部设置用于安装调整装置的通孔，在立柱6上部通孔内套装侧甲板状态调整机构8。也可在立柱6和上横梁13之间固接支撑杆15。所述侧甲板状态调整机构8包括与立柱6上部通孔相配合固接的螺孔和侧板调节螺杆19，侧板调节螺杆19套装在螺孔内。所述侧甲板状态调整机构8也可包括与立柱6上部通孔相配合固接的螺孔、连接块支架16、栓销17、定位连接块18和侧板调节螺杆19，侧板调节螺杆19套装在螺孔内，侧板调节螺杆19的前端套装连接块支架16，连接块支架16和定位连接块18上设置有栓销孔，栓销17穿过连接块支架16和定位连接块18上的栓销孔将定位连接块18套装在连接块支架16内。本发明的有益效果是它突破传统工艺方法的束缚，其加工工艺不再需要采用大型定位工装夹具，用水切割方法将各桥孔的位置在侧甲板上加工进行初定位后，再将各桥孔加工到设计要求的最终尺寸；通过采用若干专用工装夹具，使车体焊接成型过程中始终夹持和固定相应部位，由于工装刚性较好，能够抵消因焊接应力和其它因素引起的变形，因此在车体焊接成型后，车体各桥孔和传动与行走部件的位置和尺寸精度均能够达到设计要求，不需再上大型数控机床加工，从而提高了工效，节约了成本。它可广泛应用于各种车辆特别是装甲车辆的车架总成焊接施工中。
图1是装甲车体的结构示意图。图2是车架工装组焊夹持示意图。图3是图2的俯视结构示意图。图4是图3的A-A剖视结构示意图。图5是组焊工装夹持装置的结构示意图。图6是图5的A部放大结构示意图。图中1-侧甲板，2-桥孔，3-平衡杆支架，4-前桥法兰盘，5-后桥法兰盘，6-立柱， 7-底横梁，8-侧甲板状态调整机构，9-底甲板，10-底甲板纵梁，11-侧甲板侧梁，12-后梁， 13-上横梁，14-侧梁定位螺杆套，15-支撑杆，16-连接块支架，17-栓销，18-定位连接块， 19-侧板调节螺杆，20-定位螺孔。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。实施例1，本发明的具体工艺步骤如下第一步，按照设计要求左右侧甲板1上切出各桥孔2，最好是采用水切割方法将各桥孔加工到图纸设计的最终尺寸；将前桥法兰盘、 后桥法兰盘和变速箱支架在小型机床上按图纸分别加工到位，不再预留加工余量，即加工到装配时的标准尺寸，再焊接好侧甲板侧梁11和其它设计要求的附属装置，并在侧甲板侧梁11上设置用于定位的通孔，此通孔要与组焊工装夹持装置上设计的定位孔相配合，此时就完成了侧甲板1的初步加工。第二步，将左右侧甲板1翻转过来，即侧甲板1在使用状态时的上下位置倒转过来，套装在2套或2套以上的组焊工装夹持装置上，为既能牢固定位， 又尽量减小工装，此组焊工装夹持装置最好采用5套或6套即可；然后将各个平衡杆支架3 的两端分别套装在左右侧甲板1的各桥孔2内，再按照设计要求调整好左右侧甲板1垂直度和尺寸，并将左右侧甲板1固定在组焊工装夹持装置上，可采用点焊、或栓销、或螺杆、或这几种方式组合采用将这些工装进行固定，从而将车体各部件组合在一起，通过设计固定和支撑车体的工装夹具，防止车体在焊接时的变形；这些工装除应有足够的刚性，能抵抗焊接变形，以确保各桥孔达到焊后用机加方法获得的精度之外，还要安装和拆卸方便、成本相对低廉；再逐个将各个平衡杆支架3的两端与各桥孔2焊接，再焊接后梁12 ；第三步，按照设计要求在各个平衡杆支架3之间焊接底甲板纵梁10，再焊接前桥法兰盘4、后桥法兰盘5 和变速箱支架；第四步，将已焊接好的左右侧甲板1、各个平衡杆支架3、后梁12和底甲板纵梁10以及已连接成一个整体的组焊工装夹持装置翻转过来，再焊接车首底甲板，再焊接底甲板9 ；第五步，拆卸掉组焊工装夹持装置，即完成车架总成的焊接工作。参阅图1至图6。本发明是将车体底架主要结构件全部组装在一起后才开始对车体各部位进行焊接。待全部焊接工艺完成后，再逐步拆卸所有工装，工装拆卸后，将车体吊到测量平板上对各尺寸进行检验。实验证明，采用本方法焊接成形后不用机床进行再加工，各桥孔位置尺寸和前后桥的尺寸精度都能达到标准要求。本发明通过改变车体的组焊和各桥孔的初步定位方式，不需要采用大型定位工装，车体各桥孔位置不用大型定位平台，只需将侧甲板的火焰切割改为水切割工艺，因水刀切割工艺具有不变形，精度高等特点，这样可以将各桥孔的位置精度控制在0. 5mm左右。通过采用可限制车体焊接变形和前后桥变形的工装夹具，可保证前桥左右两法兰盘孔和变速箱支架两孔的同轴度要求，它是以左右侧甲板上设计的传动和行走部分各桥孔为基准，安装调试方便，能准确保证车体的组合；由于在车体焊接过程中，有各工装对车体的固定和夹持作用，车体的焊接变形很小，可以控制在5mm之内。而且焊接后前后桥各法兰盘的尺寸公差和形位公差，如前桥左右法兰盘、变速箱支架左右等四孔同轴度、椭圆度、垂直度都能达到设计规定的要求，能很好地保证产品的质量。本发明在确保车体各项技术要求的前提下，与现有技术方案相比，具有以下优点 一是缩短了生产周期、提高了劳动效率；在车体组合不用定位平台，可以节省工时10小时； 焊后不需要机加，每台可节省加工时间40小时，大大提高了工效；用水刀切割方法加工侧甲板较原来用火焰自动切割侧甲板耗时相当。所以每制造一台车，利用本技术方案则可节省工时50小时。二是节省了加工费用；它不需用大型定位平台组合，一次性节省约40万元定位平台制作费用；在车体焊接成形后，不用将前、后桥孔和变速箱桥孔再搬运到大型机床上进行加工，这些工装安装调整和拆卸都很方便、快捷，而且能反复使用；每台可节省加工费用2. 8万元；本工装夹具一次性投入费用约2. 5万元；每台车预先将前后桥法兰盘机加成形并符合设计要求，其加工费用约0.2万元，所以如果按年产80台车计算，利用本方案每年可以为企业节省费用M5. 5万元。实施例2，本发明可采用一种专用的组焊工装夹持装置，它包括底横梁7、立柱6和上横梁13构成夹持支架，在底横梁7上部两侧分别对称固接立柱6，在2根立柱6之间固接上横梁13，也可在立柱6和上横梁13之间固接支撑杆15。在底横梁7两端分别设置用于安装安装装置的定位螺孔20，在2根立柱6的上部设置用于安装调整装置的通孔，在立柱6 上部通孔内套装侧甲板状态调整机构8，所述侧甲板状态调整机构8包括与立柱6上部通孔相配合固接的螺孔和侧板调节螺杆19，侧板调节螺杆19套装在螺孔内。将已完成了初步加工的左右侧甲板1翻转过来套装在底横梁7上，侧甲板侧梁11上的通孔与底横梁7两端的定位螺孔20对正，可通过侧梁定位螺杆套14将左右侧甲板1上固定在底横梁7的两端上， 这时左右侧甲板1的下部已经固定并定位了 ；然后将平衡杆支架3的两端分别套装在左右侧甲板1的各桥孔2内，因平衡杆支架3的两端部有法兰盘，且由底横梁7、立柱6和上横梁 13构成夹持支架已是按设计要求尺寸制作的，这时只需将侧甲板状态调整机构8向外旋转顶紧侧甲板1即保证定位和固定，为防止工装松动，可将侧甲板状态调整机构8采用点焊方式将其与固定侧甲板1，从而将车体各部件组合在一起，可防止车体在焊接时的变形；待焊接完成后，拆卸掉组焊工装夹持装置即可。参阅图1至图6，其余同实施例1。
实施例3，本发明所述侧甲板状态调整机构8也可采用另一种结构形式，它可由与立柱6上部通孔相配合固接的螺孔、连接块支架16、栓销17、定位连接块18和侧板调节螺杆19等构成，侧板调节螺杆19套装在螺孔内，侧板调节螺杆19的前端套装连接块支架16， 连接块支架16和定位连接块18上设置有栓销孔，栓销17穿过连接块支架16和定位连接块18上的栓销孔将定位连接块18套装在连接块支架16内，这时，定位连接块18可根据需要进行替换。参阅图1至6，其余实施例2。
权利要求
1.一种车架总成的组焊方法，其特征是第一步，按照设计要求左右侧甲板(1)上切出各桥孔0)，再焊接好侧甲板侧梁(11)和其它设计要求的附属装置，并在侧甲板侧梁(11) 上设置用于定位的通孔，即完成侧甲板(1)的初步加工；第二步，将左右侧甲板(1)翻转套装在2套或2套以上的组焊工装夹持装置上；然后将各个平衡杆支架(3)的两端分别套装在左右侧甲板(1)的各桥孔O)内，再按照设计要求调整好左右侧甲板(1)垂直度和尺寸， 并将左右侧甲板(1)固定在组焊工装夹持装置上，再逐个将各个平衡杆支架(3)的两端与各桥孔( 焊接，再焊接后梁(1 ；第三步，按照设计要求在各个平衡杆支架C3)之间焊接底甲板纵梁(10)，再焊接前桥法兰盘(4)、后桥法兰盘( 和变速箱支架；第四步，将已焊接好的左右侧甲板(1)、各个平衡杆支架(3)、后梁(1 和底甲板纵梁(10)以及已连接成一个整体的组焊工装夹持装置翻转过来，再焊接车首底甲板，再焊接底甲板(9)；第五步，拆卸掉组焊工装夹持装置，即完成车架总成的焊接工作。
2.根据权利要求1所述的车架总成的组焊方法，其特征是在左右侧甲板(1)上采用水切割工艺切割出各桥孔O)。
3.根据权利要求1所述的车架总成的组焊方法，其特征是左右侧甲板(1)上的侧甲板侧梁(11)通过侧梁定位螺杆套(14)固定在组焊工装夹持装置上。
4.根据权利要求1所述的车架总成的组焊方法，其特征是所述组焊工装夹持装置采用5套或6套。
5.一种用于权利要求1所述的组焊工装夹持装置，其特征是它包括底横梁(7)、立柱 (6)和上横梁(13)构成夹持支架，在底横梁(7)上部两侧分别对称固接立柱(6)，在2根立柱(6)之间固接上横梁(13)，在底横梁(7)两端分别设置有用于安装侧甲板侧梁(11)的定位螺孔(20)，在2根立柱(6)的上部设置用于安装调整装置的通孔，在立柱(6)上部通孔内套装侧甲板状态调整机构(8)。
6.根据权利要求5所述的组焊工装夹持装置，其特征是在立柱(6)和上横梁(13)之间固接支撑杆(15)。
7.根据权利要求5所述的组焊工装夹持装置，其特征是所述侧甲板状态调整机构(8) 包括与立柱(6)上部通孔相配合固接的螺孔和侧板调节螺杆(19)，侧板调节螺杆(19)套装在螺孔内。
8.根据权利要求5所述的组焊工装夹持装置，其特征是所述侧甲板状态调整机构(8) 包括与立柱(6)上部通孔相配合固接的螺孔、连接块支架(16)、栓销(17)、定位连接块(18) 和侧板调节螺杆(19)，侧板调节螺杆(19)套装在螺孔内，侧板调节螺杆(19)的前端套装连接块支架(16)，连接块支架(16)和定位连接块(18)上设置有栓销孔，栓销(17)穿过连接块支架(16)和定位连接块(18)上的栓销孔将定位连接块(18)套装在连接块支架(16) 内。
全文摘要
一种车架总成的组焊方法及其专用组焊工装夹持装置。它主要是解决现有加工方法复杂等技术问题。其技术方案要点是按照设计要求左右侧甲板(1)上切出各桥孔(2)，将左右侧甲板(1)翻转套装在2套或2套以上的组焊工装夹持装置上；再逐个将各个平衡杆支架(3)的两端与各桥孔(2)焊接，再焊接后梁(12)，焊接底甲板纵梁(10)，焊接前桥法兰盘(4)、后桥法兰盘(5)和变速箱支架；将已焊接好的左右侧甲板(1)、各个平衡杆支架(3)、后梁(12)和底甲板纵梁(10)以及已连接成一个整体的组焊工装夹持装置翻转过来，再焊接车首底甲板，再焊接底甲板(9)，即完成车架总成的焊接工作。它可广泛应用于各种车辆特别是装甲车辆的车架总成焊接施工中。
文档编号B23K28/02GK102179636SQ20111009021
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者丁毫光, 胡新明, 袁金科, 邵支农, 陈宗贵 申请人:湖南江麓特种装备制造有限公司