Картер заднего моста грузового автомобиля (листы 213 ... 215).

Изготовление сложных машиностроительных деталей и узлов требует выполнения ряда сбороч­ных и сварочных операций в сочетании с операциями правки, механической обработки, контроля качества и транспортировки узла с одной позиции на другую. В крупносерийном производстве для этой цели используют автоматические линии, оснащенные специальным оборудованием.

Примером такой линии может служить автоматическая линия изготовления картера заднего мос­та грузового автомобиля ЗИЛ. Корпус картера (лист 213, рис. 1,а) сварен из двух горячештампован­ных заготовок 3 из стали 17ГС с клиновыми вставками 2. Наличие четырех клиновых вставок сильно усложнило сборку и сварку корпуса, однако упрощение формы раскроя заготовки под штамповку позволило существенно снизить расход металла, как это можно видеть на рис. 1, б. За счет использо­вания клиновых вставок размер листа исходной заготовки уменьшился на величину заштрихованной части. Квадратная форма сечения средней части корпуса переходит в круглую по концам, где наса­жены и приварены фланцы 4 (рис. 1 ,а) угловыми швами и изготовленные из стали 35 цапфы 5 встык. В центральной части картера ("банджо") с обеих сторон отверстия приварены усилительный фланец 1 из стали 35 и крышка 6 из стали 20. Все швы — электродуговые, сваренные в СО2, за ис­ключением стыковых соединений корпуса картера с цапфами 5, выполненных сваркой трением.

Последовательность выполнения технологических операций в линии и общая ее компоновка пока­заны на рис. 3. Вся линия состоит из девяти стендов, которые объединены в три отдельных участка, имеющие накопители и способные работать автономно. В линии использованы шаговые конвейеры челночного типа, совершающие возвратнопоступательное движение, с подъемными устройствами на каждой позиции. Имеются конвейеры верхнего и нижнего типов.

Сварка продольных швов корпуса картера выполняется за два прохода. Корневые швы сварива­ются на вертикальной плоскости одновременно с двух сторон балки. Сварка вторых проходов ведет­ся в нижнем положении с поперечными колебаниями электрода и автоматической заваркой крате­ров. Так как швы расположены в нейтральной плоскости изгибаемой балки, то технические условия допускают непровар корня шва.

На стенде I (рис. 3) выполняются операции сборки половин (рис. 2) корпуса картера, установки 'клиновых вставок и сварки корневого прохода продольных швов. Стенд имеет четыре рабочие пози­ции. Как и на всех последующих стендах, первая и последняя позиции предназначены соот­ветственно для установки и съема изделия. На промежуточных позициях выполняются технологиче­ские операции. Половины корпуса картера и клиновые вставки поступают на сборку из заготови­тельного цеха в контейнерах, кромки под сварку подготовлены механической обработкой.

Схема и последовательность выполнения операций на стенде I показаны на рис. 4, а... г (лист 214), на котором цифрами обозначены последовательно выполняемые операции с указанием их со­держания. Два оператора укладывают штампованные половины корпуса картера в пазы транспор­тирующего устройства на позиции 1. Все остальные операции выполняются автоматически. Подан­ный на позицию 2 корпус картера поднимается вверх до уровня сварочных головок. Против лысок, сфрезерованных на торцах собираемых заготовок, выставляется упор J (рис. 5, а, б). Выравнивание достигается ударом шарнирного упора 2 (рис. 5,6) по противоположному торцу. В поперечном на­правлении позиционирование половин обеспечивается подвижными упорами 3 и 4, а в вертикальном направлении прижимами 1. Прижатие собираемых заготовок осуществляется в трех местах; в облас­ти "банджо" и по концам. Клиновые вставки на позиции загрузки попадают в поворотное устройство, где упоры 1 (рис. 6) ориентируют их, а рычаги 2 прижимают к опорным базам. Затем поворотные рычаги 1 (рис. 7, а) переводят клиновые вставки в вертикальное положение, а смещение этих рыча­гов в направлениях А и Б (рис. 7,6) обеспечивает установку каждой клиновой вставки в проектное положение с выборкой зазоров. С завершением сборки без прихватки одновременно производится сварка четырех корневых швов по схеме, показанной на рис. 8, а, горизонтальными швами на вер­тикальной плоскости с помощью копирных устройств. Сварка оставшихся четырех участков шва выполняется на позиции 3 (рис. 4, в) двумя сварочными головками по схеме рис. 8,6.

Между позициями 2 и 3 (рис. 4, б) имеет место кантовка собранного корпуса на 180° вокруг про­дольной оси. Схема кантовки показана на рис. 9. Вилка 2 кантователя поворачивает корпус 1 в па­зах подвижной каретки конвейера. Привод кантователя осуществляется поворотом входного вала повышающего редуктора 3 рычагом 4 с копирным роликом, движущимся по копирной планке 5 в процессе передачи корпуса с одной позиции на другую.

Корпус, сваренный корневыми швами, поступает на позицию 4 (лист 213, рис. 3) и механической рукой сбрасывается в накопитель, где производится визуальный контроль выполненных сварных швов. Далее в линии на стендах II выполняется заполнение разделки продольных швов, которое ве­дется в нижнем положении с поперечными колебаниями электрода (лист 215, рис. 10). Поскольку эта операция идет с меньшей скоростью и занимает больше времени, чем сварка корневых швов, в ли­нии предусмотрено раздвоение потока на два параллельных стенда.

Сваренные корпуса с двух параллельных стендов II (лист 213, рис. 3) поочередно автоматически передаются механической рукой с поворотом на 90° на стенд III для правки фланцев "банджо" на гидропрессе, что необходимо для их последующей механической обработки.

Здесь, на позиции 10 нижний пуансон приподнимает балку до упора в верхний пуансон, созда­вая прогиб кромок "банджо" примерно на 2°. Затем на позиции 11 подающее устройство верхнего типа захватывает корпус и выносит его из линии для визуального контроля на позиции 11а. Контро­лер осматривает швы и, если корпус требует подварки, нажимает кнопку "дефект". По этой команде подающее устройство опускает корпус на склиз, направляя его на подварку, а из накопителя забира­ет ранее подваренный корпус и подает его в линию. При качественных швах контролер нажимает кнопку "годен". Тогда подающее устройство уносит корпус в линию непосредственно.

Далее происходит передача корпуса на верхний конвейер с захватами клещевого типа, связы­вающий позиции стенда IV. На них механически обрабатываются торцы корпуса, снимается усиле­ние сварного шва на цилиндрической части концов, растачиваются отверстия и выравниваются фланцевые поверхности "банджо". Между позициями предусмотрено удаление стружки из полостей корпуса сжатым воздухом.

Сборка и сварка корпуса с фланцем 1 (лист 213, рис. 1) и крышкой 6 выполняется на стенде V (рис. 3). Сборка с фланцем происходит на позиции 16 и совмещена с передачей корпуса с верхнего конвейера стенда IV на нижний конвейер стенда V. Схема сборки по казана на рис. 11 (лист 215). В пазы нижнего конвейера 1 механической рукой укладывается фланец 2. Подъемным механизмом 3 фланец 2 захватывается и прижимается к нижней поверхности корпуса 4. Далее корпус освобожда­ется от захватов 5 верхнего конвейера и вместе с фланцем опускается подъемником в базы исходной позиции нижнего конвейера стенда V. Крышки укладываются оператором в магазин карусельного типа с шаговым поворотом стола на позиции 17д (лист 213, рис. 3). Механическая рука с кулачковым захватом автоматически подает крышку из магазина к месту сборки с корпусом на позицию 17 и располагает ее по центру "банджо". Подъемник с трехкулачковым патроном захватывает корпус с фланцем снизу, центрирует его и поднимает в позицию прихватки, прижимая к крышке. В таком по­ложении производится прихватка фланца и крышки к корпусу картера двумя сварочными головка­ми в последовательности, показанной цифрами на рис. 12 (лист 215).

Сварка угловых швов фланца и крышки выполняется на двух параллельных стендах VI (лист 213, рис. 3). Специальный манипулятор (лист 215, рис. 13) распределяет собранные под сварку узлы на два параллельных потока, одновременно выполняя кантовку корпуса на 90°. Приварка крышки выполняется на позиции 19 (рис.3) .Манипулятор-подъемник захватывает корпус из баз конвейера и отверстием во фланце надевает на трехкулачковый патрон вращателя (лист 215, рис. 14, а, б). Свар­ка ведется в положении "в лодочку" с поперечными колебаниями электрода и изменением угла на­клона на некоторых участках кругового шва с помощью кулисы и кулачка. Аналогично выполняется сварка углового шва фланца на позиции 20 (рис. 3). При этом манипулятор насаживает корпус на трехкулачковый патрон снизу (рис. 15, а, б) .

На стенд VII (лист 213, рис. 3) сборки и сварки тормозных фланцев корпус поступает, проходя через промежуточный накопитель, выполненный в виде горизонтального конвейера (позиция 22) . Технология сборки и сварки тормозных фланцев включает автоматическую подачу фланцев из вер­тикальных магазинов в зону сборки и центрирование их в зажимных патронах, которые с двух сто­рон одновременно насаживают фланцы на корпус. В таком положении на позиции 24 четыре сва­рочные головки сваривают корневые швы фланцев при вращении корпуса относительно продольной оси (лист 215, рис. 16). Для снижения концентрации напряжений угловые швы фланцев выполняют не непрерывными, а с разрывом в 90° в зоне растянутых волокон, как показано на рис. 17, а. Вторые слои этих швов выполняются на позициях 25 и 26 (лист 213, рис. 3). На каждой из них с помощью центрирующих элементов корпус закрепляется в поворотной раме. Поворотом рамы корпус снимает­ся с конвейера и устанавливается в положение для сварки двух угловых швов "в лодочку" при вра­щении относительно наклонной оси (лист 215, рис. 17,6).

Разогрев концов корпуса при сварке угловых швов тормозных фланцев может явиться причиной нестабильности качества приварки цапф сваркой трением на стенде IX (лист 213, рис. 3). Для устра­нения влияния перегрева между стендами VII и IX установлен стенд VIII, представляющий собой вер­тикальный шаговый конвейер (позиция 27) , работающий таким образом, что корпус не может прой­ти его быстрее, чем за 40 мин, в течение которых происходит его остывание. Передача корпуса кар­тера в этот конвейер-накопитель, съем и выдача к установке для сварки трением осуществляется ав­томатически.

Приварка цапф трением выполняется на позиции 28 одновременно с двух сторон. Корпус картера центрируется по отверстию "банджо" и зажимается по тормозным фланцам (лист 215, рис. 18). Цап­фы автоматически подаются из наклонных лотков накопителей 1 .С помощью поворотного загрузоч­ного устройства 2 две цапфы подаются в зону сварки. Патроны машины сварки трением, имеющие приводы вращения и продольного перемещения, захватывают цапфы, отходят назад, освобождая базы загрузочного устройства. Далее при вращении и продольном перемещении патронов с цапфами осуществляется процесс сварки при неподвижном корпусе картера. После окончания сварки патро­ны освобождают приваренные цапфы, и смонтированными на этих же патронах резцовыми голов­ками производится удаление наружного грата.

Последние две позиции автоматической линии предусмотрены для автоматического контроля снятия грата после сварки трением и для визуального контроля сварных соединений тормозных фланцев и цапф.