摘 要：隨著客戶需求的不斷升級，平地機車型也呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展趨勢。后車架作為平地機的主要結構件，其種類及數(shù)量也逐步增加。在傳統(tǒng)的組合平臺上進行后車架的拼焊時，存在操作難度大、生產效率低等問題。針對后車架結構及零部件尺寸特征，設計了一種通用型的后車架拼焊工裝。在該拼焊工裝上，可以生產多種車型的后車架，節(jié)約了車間生產場地，提高了拼焊效率，也降低了操作者勞動強度。

關鍵詞：平地機；后車架；拼焊工裝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.005

平地機作為一種重要的工程機械，在構筑路基路面、修筑邊坡、開挖邊溝等方面發(fā)揮著不可替代的作用。后車架是平地機上的主要構件之一，起到承載發(fā)動機、前車架、油箱及松土器等部件重量的作用[1]。在傳統(tǒng)的組合平臺上拼焊后車架時，受生產條件的影響，生產效率偏低，已成為平地機生產的瓶頸。而隨著平地機的多樣化發(fā)展，機型種類不斷增加，現(xiàn)有的組合平臺及生產場地，已經不能滿足生產的需要。因此，急需設計一種通用型的后車架拼焊工裝，來解決這一瓶頸問題。

1 后車架結構及制造工藝

平地機主要結構件有前車架、后車架、牽引架、回轉圈、鏟刀體、松土器等，其結構及分布位置如圖1所示。后車架在平地機的后部，其前部與前車架鉸接，后部與松土器連接。后車架結構復雜，零部件較多，主要由前上鉸接板、前下鉸接板、槽鋼、尾板、前側板、后橋支座、變速箱支座及諸多尺寸不一的螺母板組成，其結構如圖2所示。

后車架一般采用模塊化的制造工藝，先將前上鉸接板、前下鉸接板、槽鋼等拼焊為組合件，然后在組合平臺上將上述組合件拼焊為后車架框架，最后拼焊數(shù)量諸多的螺母板等小部件。組合拼臺是通用型拼臺，可以進行多種結構件的拼焊作業(yè)。拼焊后車架時，受組合拼臺尺寸及場地等因素的限制，一次只能拼焊一臺后車架，導致組合平臺利用率不高、生產組織效率低。因此，設計一種通用型的后車架拼焊工裝，滿足多機型生產需要，是迫在眉睫的問題。

2 后車架拼焊工裝的設計

隨著平地機產品多樣化，為以縮短工裝制造時間，提高工裝通用性，對后車架拼焊工裝也提出了模塊化、通用化的設計思想[2]。工裝設計時，既要考慮不同后車架的定位基準及尺寸特征，設計不同的定位模塊，以實現(xiàn)通用性，也要考慮不同后車架的結構及尺寸差異對工裝設計難度的影響。根據(jù)對后車架的結構分析，其零部件種類、數(shù)量雖然較多，但其結構保持相對一致，大部分零件具有通用性。因此，確認主要結構件的定位尺寸的差異，并制定合理的定位方案，是工裝設計成功與否的關鍵點。經梳理，后車架的結構涉及的關鍵定位尺寸，如圖3所示。

其中，各個尺寸代號及含義如下：

L：后車架主定位孔到尾板距離；

H：槽鋼下表面到前下鉸接板距離；

W：后車架寬度；

D1：前上鉸接板定位孔直徑；

D2：前下鉸接板定位孔直徑；

L1：前鉸接板定位孔到后橋支座距離；

L2：前鉸接板定位孔到變速箱支座距離。

經過對各種機型后車架的結構及尺寸分析，最終確定四種機型的結構及尺寸差異較小，適合設計通用型拼焊工裝，其關鍵定位尺寸，如表1所示。表1的數(shù)據(jù)顯示，四種機型的后車架主定位孔、車架寬度及高度等尺寸一致，主要差異點是后車架長度及變速箱支座位置不一致。因此，后車架拼焊工裝的設計，必須考慮這些差異點的定位方法。

后車架通用拼焊工裝采用Creo制圖軟件設計，設計效果如圖4所示。前下鉸接板的定位銷采用固定銷結構形式；前上鉸接板的定位銷采用旋轉機構形式，并與定位套配合使用，可實現(xiàn)快速裝夾；左右槽鋼零件采用內側偏心旋轉機構定位、外部夾緊的方式，后車架出模方便、避免與工裝干涉卡滯；變速箱支座零件采用了不同的定位銷定位，拼焊不同機型車架時切換對應機型的定位銷，即可實現(xiàn)準確定位；尾板設計前后雙重夾緊機構，以實現(xiàn)不同長度后車架的拼焊。后車架通用拼焊工裝完成數(shù)模設計后，需將這四種機型后車架，按照預先設定的工藝對整個拼焊過程進行仿真分析，查找潛在問題并改進設計，如圖5所示。設計方案經評審可行后，方可開始加工生產。

3 后車架拼焊工裝的應用

后車架拼焊工裝加工完畢后，經三坐標測量，其定位銷、定位面等關鍵定位尺寸均達到了設計要求。在工裝上對這四種平地機后車架進行拼焊驗證，后車架各部件裝夾牢固、定位準確，出模方便、與工裝沒有干涉卡滯等異常情況，后車架拼焊后的尺寸符合工藝要求，如圖6所示。

后車架通用型拼焊工裝經過三個月使用后，對后車架拼焊作業(yè)時間進行測定，相對在組合拼臺上生產時，四種車型后車架的平均拼焊時間降低了70分鐘，生產效率提升了29%，如表2所示。后車架通用型拼焊工裝的應用，提升了后車架拼焊效率，降低了操作者勞動強度及對組合拼臺的依賴，達到了預期的效果。

4 結束語

通過設計一套通用型拼焊工裝，實現(xiàn)了多機型后車架的生產，對生產效率的提升具有重大意義，同時也節(jié)約了車間場地，降低了操作者勞動強度。后車架拼焊工裝模塊化、通用化的設計思想，對具有類似結構及尺寸結構件的生產制造，具有較高的借鑒及推廣價值。

參考文獻：

[1]陳沛，黃皓，陳文，郭世旺.平地機后機架工況分析與試驗測試[J].工程機械，2011（06）：32-36.

[2]梁春芝，黃河杰.淺談工藝裝備設計發(fā)展趨勢[J].裝備制造技術，2015（11）：109-111.

作者簡介：蘭偉斌（1964-），男，廣西柳州人，大專，高級主管工藝師，主要從事產品工藝裝備、機械加工及焊接技術等方面研究。