一种冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，先将冲压成型的半壳进行抛丸处理；再将两个半壳对接置于焊接夹具上，两端夹持，位于靠近减速器安装孔处沿对接缝内侧由里向边进行打底焊接，位于半壳两端沿对接缝内侧由里向边进行打底焊接，使两个半壳固定连接形成桥壳，清除焊根；再用加工中心设置定位夹具和刀具并编设数控加工程序，将桥壳置于定位夹具上夹持定位，数控加工程序操控刀具将对接缝外侧一次加工形成开口适合焊接工艺要求角度和深度的坡口。本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，工艺简洁、生产效率高、产品质量可靠且尺寸保证能力强。
【专利说明】—种冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺【技术领域】
[0001 ] 本发明冲焊桥壳加工工艺，尤其涉及一种冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺。
[0002]
【背景技术】
[0003]桥壳是汽车行驶系的重要组成件，不仅要承重还要传力，要承受由动载荷和静载荷所引起的多种弯力和扭力，冲焊桥壳的纵缝焊接质量对桥壳的承载能力和抗变形能力起着决定性作用。当前冲焊桥壳纵缝焊接坡口的加工工艺主要有以下几种:
1、半壳成型时直接对坡口压制成型，此方法对成型模具和桥壳展开料设计、调试要求较高，压制成型的坡口尺寸波动范围大，易造成对焊时存在缝隙或者尺寸超差，以及纵缝焊接时焊漏或者焊不透质量问题；
2、用火焰切割方式对半壳加工坡口，此方法对桥壳材料组织影响较大，割后需进行正火处理，加工过程较复杂，且效率低，而且对后续桥壳的焊接影响较大；
3、用刨床或坡口专用机床加工坡口，因目前的刨床和坡口专用机床机多用于加工圆管圆形坡口或平面板材直线坡口，此方法无法保证桥壳R弧过渡处坡口的尺寸要求。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明是针对现有技术所存在的不足，而提供了一种工艺简洁、生产效率高、产品质量可靠且尺寸保证能力强的冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，包括以下步骤:
步骤1:将冲压成型的半壳进行抛丸处理；
步骤2:将两个所述半壳对接置于焊接夹具上，两端夹持，位于靠近减速器安装孔处沿对接缝内侧由里向边进行打底焊接，位于所述半壳两端沿对接缝内侧由里向边进行打底焊接，使两个所述半壳固定连接形成桥壳，清除焊根；
步骤3:加工中心设置定位夹具和刀具并编设数控加工程序，将所述桥壳置于所述定位夹具上夹持定位，所述数控加工程序操控所述刀具将所述对接缝外侧一次加工形成开口适合焊接工艺要求角度和深度的坡口。
[0007]其中，位于靠近所述减速器安装孔处的打底焊接长度为80_150mm，位于所述桥壳两端的打底焊接长度为100-150mm。
[0008]所述步骤2使用的焊接夹具包括用于放置两个对接的所述半壳的底座，所述底座两端设置有用于夹持两个所述半壳两端的螺纹夹。
[0009]所述步骤3使用的定位夹具包括底板，所述底板设置有用于支撑所述桥壳两端端部的V形开口支架，靠近所述支架设置有从两端夹持所述桥壳的螺纹夹，靠近所述支架还设置有向下施力以配合所述支架夹持所述桥壳两端端部的液压夹；所述底板还设置有横向施力夹持所述桥壳两端中部的液压夹和夹持所述桥壳盘面部分的液压夹。
[0010]所述步骤3使用的刀具包括圆盘形刀盘,所述刀盘的盘周均匀分布设置有5-15个尖脊形刀夹，所述刀夹装配有刃口部分为尖脊形的刀片。
[0011]所述步骤2的打底焊接采用电弧焊。
[0012]所述步骤3加工成型的坡口开口角度为50-70°，深度为5_12mm。
[0013]优选地，所述步骤3加工成型的坡口开口角度为60°，深度为10mm。
[0014]本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，工艺简洁、生产效率高、产品质量可靠且尺寸保证能力强。将桥壳两半壳装配点固、两端与盘面内侧局部打底焊接后，用立式加工中心将纵缝坡口加工成形，首先改变了以往先对半壳坡口加工，后装配点固的工艺方式，可较好的保证坡口的最终尺寸；其次桥壳两端至盘面之间存在R弧过度的高度差，采用立式加工中心数控加工程序和专用刀具加工，可将桥壳纵缝坡口一次加工成满足焊接工艺要求的开口角度和深度。
[0015]步骤2在桥壳两端和盘面内侧的局部且只在桥壳两端和盘面内侧的局部采用打底焊并清根，与后续工序的坡口深熔焊结合起来，能在两端和盘面内侧形成全焊透，是出于焊接工艺、桥壳强度和成本综合考虑的优化工艺:首先，桥壳两端内侧和盘面内侧进行打底焊易于观察和操作，而桥壳两端与盘面之间的部分内侧进行打底焊很难观察和操作。其次，深熔焊单面成型，熔深一般为板厚的2/3左右，正反两面的焊接金属的冶金反应不是很完全，而全焊透就是两面的焊接金属完成了很好的相变过程，内部组织比较均一，冶金缺陷较少。根据力学规律，桥壳的两端和盘面在受力时，应力集中程度更大，这两处的焊缝相对两者之间的焊缝更容易破裂；而全焊透的焊接接头能有效的避免应力集中并改善焊接接头的力学性能，在这两处进行打底焊并清根，与深熔焊结合形成全焊透最大程度提升了桥壳的焊接强度。再次，全焊透与深熔焊相比，不管从焊材的消耗量、工人的工作强度、还是后续的检验都大的多，因而成本要大很多。深熔焊单面成型，不需要清根，一般只要求做气密性检查；而全焊透对打底焊要清根，要采用碳弧气刨、风动铲子、电动砂轮等清除打底焊焊缝根部的缺陷，如气孔、凹坑、杂质等，焊接完成后则要求既做气密性又要做MT或UT检查。
[0016]步骤2仅夹持两个半壳的两端，是由于步骤I进行了抛丸处理已经释放了两个半壳的内部应力，而且由于打底焊作为单面坡口对接焊时形成背垫焊道的焊接，在本方案中焊深为板厚的1/3左右，所以焊接夹具仅夹持两端就能保证打底焊时两个半壳不会发生焊接变形。
[0017]步骤2采用电弧焊进行打底焊接，是由于电弧焊操作灵活，待焊接头装配要求低，能够简化工艺。
[0018]步骤3采用加工中心进行加工，是由于桥壳焊缝包括多段曲线型面。加工中心是由机械设备与数控系统组成的自动化机床，它应用于本方案利用了其以下优点:1、适用于加工复杂型面。采用数控加工程序操控刀具，可加工常规方法难于加工的复杂型面，如本方案中桥壳焊缝的坡口型面，还能加工一些无法观测的加工部位。只要设定好数控加工程序，刀具就能从对刀点或机床的固定原点开始运动起，沿着设定好的加工路线进行加工和退刀，包括沿着切削加工的路径进行加工以及进行刀具切入、切出，还有沿着非切削的空行程路径行进和返回，直至一次加工完成返回对刀点或机床的固定原点。2、工装简单。首先，加工形状复杂的零件不需要复杂的工装，如要加工复杂形状和尺寸的零件，只需要编设适合的数控加工程序即可；其次，能大量减少工装数量，工件一次装夹后能就能完成较多的加工内容，特别是能完成许多普通设备不能完成的加工，比如形状较复杂还要求较高精度的加工。3、精度高。加工质量稳定，加工精度高，重复精度高。4、生产准备时间少。因为更换数控加工程序就能更换产品生产，而且工装也简单，能减少生产准备、机床调整和工序检验的时间，用于多品种、小批量生产情况下生产效率较高，而且由于使用最佳切削量而减少了生产时间。
[0019]步骤3使用的定位夹具包括底板，底板设置有用于支撑桥壳两端端部的V形开口支架，靠近支架设置有向下施力以配合支架夹持桥壳两端端部的液压夹；底板还设置有横向施力夹持桥壳两端中部的液压夹和夹持桥壳盘面部分的液压夹，结构简单，从上下左右前后六个方向限制了桥壳的自由度，而且还限制了桥壳沿各空间方向的转动。定位夹具采用液压夹，液压夹就是用液压元件代替机械零件实现对工件的自动定位、支承与夹紧的夹具。通过把选用的液压元件和设计的机械部分装配在一起，就可以得到所需要的夹具，液压夹能保证工件在规定的位置上准确的定位和牢固的夹紧，液压夹既能在粗加工时承受大的切削力，也能保证在精密加工时的准确定位。液压夹还具有以下优点:1、液压夹能通过浮动支撑减少加工中的振动和变形，夹持力不受零件形状、厚薄的影响。2、加工区域占用空间少。3、能快速夹持和快速释放。
[0020]步骤3使用的刀具包括圆盘形刀盘，刀盘的盘周均匀分布设置有5-15个尖脊形刀夹，刀夹装配有刃口部分为尖脊形的刀片。加工过程中，刀盘与两个半壳的对接缝平行，能够一次将坡口加工成型。
[0021]步骤3加工成型的坡口开口角度为60°，是因为板厚为14mm，根据焊接标准板材的厚度在12-26_之间的偶数时，单面开坡口的角度为60° ;坡口深度为10_，是因为板厚为14mm, IOmm接近且不小于14mm的2/3,尽可能地在焊缝背面难以查看和检验时,满足了深熔焊的焊深等技术要求。
[0022]
【专利附图】
【附图说明】`
[0023]图1为本发明【具体实施方式】的示意图。
[0024]图2为本发明【具体实施方式】A— A剖面所在位置的示意图。
[0025]图3为本发明【具体实施方式】A— A剖面示意图。
[0026]图4为本发明【具体实施方式】加工中心用定位夹具结构示意图。
[0027]图5为本发明【具体实施方式】加工中心用刀具结构示意图。
[0028]图中，1、上半壳；2、下半壳；3、底板；4、支架；5、螺纹夹；6、液压夹一 6 ;7、液压夹二 ;8、液压夹二 ；9、刀盘；10、刀夹；11、刀片。
[0029]
【具体实施方式】
[0030]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，对本方案进行阐述。
[0031]如图1所示，本发明是一种冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，如图2、图3所示，桥壳板厚H为14mm时，加工成型的坡口开口角度α为60°，深度h为10mm，本工艺包括以下步骤:
步骤1:将冲压成型的上半壳I和下半壳2进行抛丸处理；
步骤2:将上半壳I和下半壳2对接置于焊接夹具上，焊接夹具包括用于放置两个对接的半壳的底座，底座两端设置有用于夹持两个半壳两端的螺纹夹，用螺纹夹将上半壳I和下半壳2两端夹持，位于靠近减速器安装孔处沿对接缝内侧的A处由里向边采用电弧焊进行打底焊接，A处打底焊接长度为80mm，位于上半壳I和下半壳2两端沿对接缝内侧的B处由里向边采用电弧焊进行打底焊接，B处打底焊接长度为100mm，使上半壳I和下半壳2固定连接形成桥壳，清除焊根；
步骤3:加工中心设置定位夹具和刀具并编设数控加工程序，如图4所示，定位夹具包括至于加工中心加工台上的底板3，底板3设置有用于支撑桥壳两端端部的V形开口支架4，靠近支架4设置有从两端夹持桥壳的螺纹夹5，靠近支架4还设置有向下施力以配合支架4夹持桥壳两端端部的液压夹一 6 ;底板3还设置有横向施力夹持桥壳两端中部的液压夹二 7和夹持桥壳盘面部分的液压夹三8。如图5所示，刀具包括圆盘形刀盘9，刀盘9的盘周均匀分布设置有8个尖脊形刀夹10，刀夹10装配有刃口部分为尖脊形的刀片11。将桥壳置于定位夹具上夹持定位，数控加工程序操控刀具将对接缝外侧一次加工形成开口适合焊接工艺要求开口角度α为60°，深度h为IOmm的坡口。
[0032]本发明未经描述的技术特征能够通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本【技术领域】的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:将冲压成型的半壳进行抛丸处理； 步骤2:将两个所述半壳对接置于焊接夹具上，两端夹持，位于靠近减速器安装孔处沿对接缝内侧由里向边进行打底焊接，位于所述半壳两端沿对接缝内侧由里向边进行打底焊接，使两个所述半壳固定连接形成桥壳，清除焊根； 步骤3:加工中心设置定位夹具和刀具并编设数控加工程序，将所述桥壳置于所述定位夹具上夹持定位，所述数控加工程序操控所述刀具将所述对接缝外侧一次加工形成开口适合焊接工艺要求角度和深度的坡口。
2.根据权利要求1所述的冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，其特征在于，位于靠近所述减速器安装孔处的打底焊接长度为80-150mm，位于所述桥壳两端的打底焊接长度为100_150mm。
3.根据权利要求1或2所述的冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，其特征在于，所述步骤2使用的焊接夹具包括用于放置两个对接的所述半壳的底座，所述底座两端设置有用于夹持两个所述半壳两端的螺纹夹。
4.根据权利要求1或2所述的冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，其特征在于，所述步骤3使用的定位夹具包括底板，所述底板设置有用于支撑所述桥壳两端端部的V形开口支架，靠近所述支架设置有从两端夹持所述桥壳的螺纹夹，靠近所述支架还设置有向下施力以配合所述支架夹持所述桥壳两端端部的液压夹；所述底板还设置有横向施力夹持所述桥壳两端中部的液压夹和夹持所述桥壳盘面部分的液压夹。
5.根据权利要求1或2所述的冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，其特征在于，所述步骤3使用的刀具包括圆盘形刀盘，所述刀盘的盘周均匀分布设置有5-15个尖脊形刀夹，所述刀夹装配有刃口部分为尖脊形的刀片。
6.根据权利要求1或2所述的冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，其特征在于，所述步骤2的打底焊接采用电弧焊。
7.根据权利要求1或2所述的冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，其特征在于，所述步骤3加工成型的坡口开口角度为50-70°，深度为5-12mm。
8.根据权利要求7所述的冲焊桥壳纵缝坡口加工工艺，其特征在于，所述步骤3加工成型的坡口开口角度为60°，深度为10mm。
【文档编号】B23P13/00GK103639646SQ201310732146
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】蔡士祥, 张延兵, 郭延东, 郭少磊, 董世辉 申请人:中国重汽集团济南动力有限公司