車橋自動檢測校正技術的研究

牛加飛，劉 立，陳 城，車立志，周恩呈，吳志佳

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

1 引 言

車橋是車輛行駛系統的重要組成部分，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自動焊接專機焊接而成，在焊接加工生產過程中不可避免地會出現加工誤差和應力變形，導致車橋形位公差偏差過大。對于大多數偏差較大的車橋，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階段，第一階段是車橋中段法蘭面對稱度的校正，第二階段是對車橋總成加強環校平。目前，大多數廠家使用油壓機進行校正，由操作人員根據相關參數手動校正，操作者勞動強度大，生產效率低，校正公差離散性大[1]?；谶@個問題，本文對車橋兩個階段的自動檢測校正技術進行了研究，并設計了相關設備。

2 車橋校正的基本原理

車橋較正時，車橋處于彈塑性變形階段，即彈性和塑性共存。因為彈性變形是可逆的，塑性變形是不可逆的，所以彈塑性變形后，必然有一部分變形得到恢復，另一部分變形永久保留下來[2]。為了便于分析，將車橋的實際應力應變關系簡化為圖1所示模型。

圖1 應力-應變

根據彈塑性變形理論，由圖1可得，在彈塑性變形階段應力應變的關系為：

θ1(ε-ε0)=θ1εt+θ2(ε-εt)

即：

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

當一次加載車橋未能達到要求的精度時，需要進行二次加載，此時初始變形量x為上一次加載后測得的變形量，并累加一個C值，直到工件達到要求的精度。

3 車橋自動檢測校正系統與裝置

車橋校正分為兩個階段，第一階段為車橋中段的對稱度校正，第二階段為車橋總成的加強環校平。本文設計的校正設備采用雙壓頭M型結構主機，并配合電控系統和軟件系統，對車橋校正裝置和自動檢測系統進行了重新設計。

3.1 車橋中段對稱度的自動檢測系統

本文所設計的校正裝置主要包括夾持驅動模塊、支撐機構、測量機構和壓頭，其結構原理如圖2所示。夾持驅動機構夾持車橋中段兩端外圓旋轉至水平位置后，測量機構1和測量機構2測量大止口外圓c的對稱度，測量機構3和測量機構4測量大止口厚度方向d的對稱度。

圖2 車橋中段校正裝置結構原理示意圖

設測量機構1～4在車橋初始水平位置時的測量值分別為m1、n1、h1、k1，令Δ1=h1-k1，當Δ1∈[-a,a](a為允許的測量誤差)時，認為車橋在水平位置。設工件旋轉180°后的測量值分別為m2、n2、h2、k2，令Δ2=h2-k2，當Δ2∈[-a,a]時，認為車橋在水平位置。令H1=(h1+k1)/2，H2=(h2+k2)/2，厚度方向d的對稱度誤差ΔH=(H1-H2)/2。設合格線為±Δd，當ΔH∈[-Δd,Δd]時，工件合格，反之需要校正。當ΔH>Δd時，在初始水平位置加載；當ΔH<-Δd時，在旋轉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的對稱度為Δm，判斷Δm是否滿足合格線±Δc的要求。當Δm∈[-Δc,Δc]時，工件合格，反之工件需要校正。當Δm>Δc時，在工件初始水平位置逆時針旋轉90°后加載；當Δm<-Δc時，在工件初始水平位置順時針旋轉90°后加載，直到滿足合格線要求。

3.2 車橋總成加強環的自動檢測系統

車橋總成的校平，是保證加強環底面到車橋回轉中心線的距離t在要求的公差內，據此設計車橋總成加強環校平裝置是在車橋中段對稱度校正裝置的基礎上更換頂尖夾緊驅動，并去掉測量機構1、2。本文所設計的車橋總成加強環校平結構原理如圖3所示。

圖3 車橋總成加強環校平結構原理示意圖

4 試驗分析

圖4所示為本文設計的車橋自動檢測校正設備實物圖。設備試驗驗證結果表明，本文提出的校正技術，能夠精確實現車橋中段法蘭面的對稱度校正和車橋總成加強環校平，完全滿足實際生產的需要。

圖4 車橋自動檢測校正設備

5 結 論

本文針對車橋自動檢測校正技術進行了研究，提出了適合車橋自動校正的方法，設計了相應的校正設備，并進行了試驗驗證。結果表明，本文提出的車橋校正技術能夠滿足實際車橋生產中校正工藝的需求，為車橋自動化生產提供了有力的支持。