载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用夹具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用 夹具。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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，还没有合适的载重汽车驱动桥 壳体组件预应力组焊用夹具。
【发明内容】
[0008] 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用夹具，其结构紧凑，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。
[0009] 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 预应力组焊用夹具，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：所述载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用夹具包括机架、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；
[0010] 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多个与磁钢相配合的霍尔开关，所述霍尔开关 的输出端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；
[0011] 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；
[0012] 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；
[0013] 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；所述油泵和液压阀组均与控制器的输出端连接。
[0014] 上述的载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用夹具，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。
[0015] 上述的载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用夹具，其特征在于：所述霍尔开关 的数量为五个，且五个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，四个所述焊接工位分布为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。
[0016] 上述的载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用夹具，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。
[0017] 上述的载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用夹具，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。
[0018] 上述的载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用夹具，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。
[0019] 上述的载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用夹具，其特征在于：所述液压阀组 包括电磁换向阀和压力控制电磁阀。
[0020] 上述的载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用夹具，其特征在于：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。
[0021] 上述的载重汽车驱动桥壳体组件预应力组焊用夹具，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、油泵和液压阀组 均与PLC模块的输出端连接。
[0022] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
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