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      車橋自動(dòng)檢測(cè)校正技術(shù)的研究

      2021-07-14 07:12:50牛加飛車立志周恩呈吳志佳
      工程與試驗(yàn) 2021年2期
      關(guān)鍵詞:車橋自動(dòng)檢測(cè)彈塑性

      牛加飛,劉 立,陳 城,車立志,周恩呈,吳志佳

      (1.中機(jī)試驗(yàn)裝備股份有限公司,吉林 長春 130103;2.火箭軍裝備部駐哈爾濱地區(qū)軍事代表室,黑龍江 哈爾濱 150000)

      1 引 言

      車橋是車輛行駛系統(tǒng)的重要組成部分,其主要作用是承受汽車的載荷,維持汽車在道路上的正常行駛,因此車橋的性能在很大程度上影響著車輛的整體性能。車橋一般采用CO2自動(dòng)焊接專機(jī)焊接而成,在焊接加工生產(chǎn)過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)加工誤差和應(yīng)力變形,導(dǎo)致車橋形位公差偏差過大。對(duì)于大多數(shù)偏差較大的車橋,可通過校正的手段使其滿足使用要求,降低廢品率。

      一般車橋校正分為兩個(gè)階段,第一階段是車橋中段法蘭面對(duì)稱度的校正,第二階段是對(duì)車橋總成加強(qiáng)環(huán)校平。目前,大多數(shù)廠家使用油壓機(jī)進(jìn)行校正,由操作人員根據(jù)相關(guān)參數(shù)手動(dòng)校正,操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低,校正公差離散性大[1]?;谶@個(gè)問題,本文對(duì)車橋兩個(gè)階段的自動(dòng)檢測(cè)校正技術(shù)進(jìn)行了研究,并設(shè)計(jì)了相關(guān)設(shè)備。

      2 車橋校正的基本原理

      車橋較正時(shí),車橋處于彈塑性變形階段,即彈性和塑性共存。因?yàn)閺椥宰冃问强赡娴模苄宰冃问遣豢赡娴?,所以彈塑性變形后,必然有一部分變形得到恢?fù),另一部分變形永久保留下來[2]。為了便于分析,將車橋的實(shí)際應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系簡化為圖1所示模型。

      圖1 應(yīng)力-應(yīng)變

      根據(jù)彈塑性變形理論,由圖1可得,在彈塑性變形階段應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系為:

      θ1(ε-ε0)=θ1εt+θ2(ε-εt)

      即:

      y=Ax+B+(n-1)C

      當(dāng)一次加載車橋未能達(dá)到要求的精度時(shí),需要進(jìn)行二次加載,此時(shí)初始變形量x為上一次加載后測(cè)得的變形量,并累加一個(gè)C值,直到工件達(dá)到要求的精度。

      3 車橋自動(dòng)檢測(cè)校正系統(tǒng)與裝置

      車橋校正分為兩個(gè)階段,第一階段為車橋中段的對(duì)稱度校正,第二階段為車橋總成的加強(qiáng)環(huán)校平。本文設(shè)計(jì)的校正設(shè)備采用雙壓頭M型結(jié)構(gòu)主機(jī),并配合電控系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),對(duì)車橋校正裝置和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。

      3.1 車橋中段對(duì)稱度的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

      本文所設(shè)計(jì)的校正裝置主要包括夾持驅(qū)動(dòng)模塊、支撐機(jī)構(gòu)、測(cè)量機(jī)構(gòu)和壓頭,其結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)夾持車橋中段兩端外圓旋轉(zhuǎn)至水平位置后,測(cè)量機(jī)構(gòu)1和測(cè)量機(jī)構(gòu)2測(cè)量大止口外圓c的對(duì)稱度,測(cè)量機(jī)構(gòu)3和測(cè)量機(jī)構(gòu)4測(cè)量大止口厚度方向d的對(duì)稱度。

      圖2 車橋中段校正裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖

      設(shè)測(cè)量機(jī)構(gòu)1~4在車橋初始水平位置時(shí)的測(cè)量值分別為m1、n1、h1、k1,令Δ1=h1-k1,當(dāng)Δ1∈[-a,a](a為允許的測(cè)量誤差)時(shí),認(rèn)為車橋在水平位置。設(shè)工件旋轉(zhuǎn)180°后的測(cè)量值分別為m2、n2、h2、k2,令Δ2=h2-k2,當(dāng)Δ2∈[-a,a]時(shí),認(rèn)為車橋在水平位置。令H1=(h1+k1)/2,H2=(h2+k2)/2,厚度方向d的對(duì)稱度誤差ΔH=(H1-H2)/2。設(shè)合格線為±Δd,當(dāng)ΔH∈[-Δd,Δd]時(shí),工件合格,反之需要校正。當(dāng)ΔH>Δd時(shí),在初始水平位置加載;當(dāng)ΔH<-Δd時(shí),在旋轉(zhuǎn)180°后的水平位置加載。

      令Δm=m1-m2,Δn=n1-n2,Δ3=|Δm|-|Δn|,若Δ3?[-b,b](b為允許的工件形狀偏差),則認(rèn)為工件形狀偏差過大,不適合校正。若Δ3∈[-b,b],則大止口外圓c的對(duì)稱度為Δm,判斷Δm是否滿足合格線±Δc的要求。當(dāng)Δm∈[-Δc,Δc]時(shí),工件合格,反之工件需要校正。當(dāng)Δm>Δc時(shí),在工件初始水平位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后加載;當(dāng)Δm<-Δc時(shí),在工件初始水平位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后加載,直到滿足合格線要求。

      3.2 車橋總成加強(qiáng)環(huán)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

      車橋總成的校平,是保證加強(qiáng)環(huán)底面到車橋回轉(zhuǎn)中心線的距離t在要求的公差內(nèi),據(jù)此設(shè)計(jì)車橋總成加強(qiáng)環(huán)校平裝置是在車橋中段對(duì)稱度校正裝置的基礎(chǔ)上更換頂尖夾緊驅(qū)動(dòng),并去掉測(cè)量機(jī)構(gòu)1、2。本文所設(shè)計(jì)的車橋總成加強(qiáng)環(huán)校平結(jié)構(gòu)原理如圖3所示。

      圖3 車橋總成加強(qiáng)環(huán)校平結(jié)構(gòu)原理示意圖

      4 試驗(yàn)分析

      圖4所示為本文設(shè)計(jì)的車橋自動(dòng)檢測(cè)校正設(shè)備實(shí)物圖。設(shè)備試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明,本文提出的校正技術(shù),能夠精確實(shí)現(xiàn)車橋中段法蘭面的對(duì)稱度校正和車橋總成加強(qiáng)環(huán)校平,完全滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。

      圖4 車橋自動(dòng)檢測(cè)校正設(shè)備

      5 結(jié) 論

      本文針對(duì)車橋自動(dòng)檢測(cè)校正技術(shù)進(jìn)行了研究,提出了適合車橋自動(dòng)校正的方法,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的校正設(shè)備,并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,本文提出的車橋校正技術(shù)能夠滿足實(shí)際車橋生產(chǎn)中校正工藝的需求,為車橋自動(dòng)化生產(chǎn)提供了有力的支持。

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