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摘要：笔者先分析卡车车架铆接工艺现状，在进一步分析卡车车架铆接工艺存在的一些问题，最后探讨未来车架铆接制造工艺发展趋势。
关键词：卡车车架铆接；螺栓连接；焊接；发展趋势
1 卡车车架铆接工艺现状
车架是卡车中最重要的零部件之一，卡车上几乎所有的关键部件都装配其上，是卡车的基础部件之一，它承受着所装载的全部重量，传递着全部驱动力和制动力，在汽车中发挥着重要作用。卡车车架一般由纵梁、横梁以及纵梁上的各种附件等通过铆接设备把各种规格铆钉铆接后拼装而成。风动铆接是通过压缩空气吹动风锤连续锤击铆钉窝使铆钉杆墩粗并使钉帽成型。液压铆接是通过液压泵产生高压驱动油缸，通过由合金结构钢做成的弓形铆钳将铆钉压合成形。与风动铆接相比较，采用液压铆接具有以下优点：1.噪音小。2.劳动强度低。3.铆接速度快，约3秒钟即可铆接一只铆钉。4.铆接力大，冷热铆均可。5.铆钉受力均匀，铆接质量好，可矫正车架局部变形。所以，现阶段国内各卡车生产厂家均采用液压铆接工艺，也是本文所讨论的重点[1]。
2 卡车车架铆接工艺存在的问题
2.1干涉问题：
通常一个生产制作完成后的车架上，分布着密密麻麻各种规格的数以百计的铆钉，而有些铆钉的位置很特殊：a.紧贴纵梁（或横梁）的翼面，铆钉孔中心与翼面半径方向过于狭小，从而造成铆钳活塞杆（或铆模）在铆接过程中干涉；b.在横梁与纵梁连接处的三角地带内部，而内部空间狭小使铆钳无法进入；c.在距离很近的两横梁之间，铆钳在两横梁之间无法活动。铆钳一般为弓形结构，在铆接铆钉时承受了巨大的压力，在保证强度、刚性的情况下必须保持一定的体积形状。从而出现了一方面铆接空间狭小，需要减小铆钳体积形状，而另一方面还要保证铆钳的强度和刚性，这两方面的矛盾[2]。
2.2操作问题：
铆钳铆接分两种形式；一种为卧铆铆接，就是将铆钳放在地上，工人将纵梁吊挂起来推到铆钳中间来进行铆接。另一种为悬吊铆接，就是车架放置在工作台上，将铆钳悬挂在导轨上，移动铆钳来对车架进行铆接。在车架铆接制造过程中多采用悬吊铆接方式。铆钳体的尺寸根据铆钉大小，车架的不同而差别很大，重量一般在50～100 公斤左右，大的甚至达到200 公斤。所以在有些情况下需要2-3人才能操作一台铆钳进行铆接。
2.3其它问题：
a.安全性：铆钳的每一次铆接动作，都要承受几十吨的压力，而且动作非常频繁，如果铆钳材质内部有缺陷，可能会发生疲劳断裂。
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b.漏油问题：液压设备的漏油问题一直是个技术难题，在高压状态下，各种密封件的寿命都不长，很容易漏油，污染环境[3]。
3 未来车架铆接制造工艺发展趋势
3.1螺栓连接：
工人使用气动扳手通过高强度螺栓将横梁与纵梁以及附件连接在一起，这种制造工艺优势在于：a、在通过螺栓连接横梁与纵梁时，一侧用开口扳手固定高强度螺母，另一侧用气动（或电动）扳手将螺栓快速拧紧。由于扳手体积很小，不用像铆钳铆接那样过多考虑干涉问题。b、操作方便，速度快。由于扳手体积小、重量轻，工人使用起来比用铆钳方便很多（虽然铆钳悬挂装置上有弹簧平衡器），也容易上手。也较为安全。但是这种工艺也存在一些问题需要解决：a、生产成本高：车架螺接都采用高强度螺栓和高强度螺母，才能承受大的载荷。而一个高强螺栓和螺母的价格是一个铆钉的几倍甚至十几倍，在一个车架上（特别是加长的一些重卡车型上）分布着数以百计的螺栓。所以，在大批量生产中这种螺接与铆接的成本差距是显而易见的。b、螺栓的.放松问题：车架在车辆运输、行驶过程中因震动、变载、冲击等动载荷或温度发生较大变化时可使螺栓连接产生松动。由松动产生失效，由失效会产生严重的后果。而铆接相对来说就比较稳定[4]。
3.2焊接：
在轿车和轻卡的车架制造上广泛应用到焊接工艺，在中、重卡上只是在一些不太重要的车架附件上进行焊接。焊接工艺的优势在于：无需在纵梁和横梁上打孔或冲孔，这样就不会影响车架的强度。然而，在焊接后都会产生不同程度的应力集中，产生整体或局部的变形，特别是车架这样的薄板焊接就更为严重。为了防止车架变形和增加效率，需要为车架焊接制作专用的工装夹具，但是车架的种类很多，车型的更新换代很快，这样就无疑在车架焊接的工装夹具上的制造成本是非常巨大的。并且对于车架的焊接质量的控制也很难，相比铆接和螺接，检查车架的焊接质量需要专用设备，投入高成本。而铆接和螺接在质量控制方面就更加的方便、直观和经济[5]。
结语
从目前的形状来看，未来一段时间，通过以上分析，就现状来看，未来几年内在制造轻、中、重卡车架过程中铆接技术还是占主导地位。然而，发展趋势是结合螺接和焊接，取长补短，灵活运用。倘若螺接与焊接在几个关键问题上能够解决的话，在车架制造业中将会逐步取代铆接，从而使车架制造工艺方面更加高效、合理，最终形成高质量、低成本的生产模式。
参考文献：
[1] 曲令晋，史亚贝.基于灵敏度的重型卡车车架优化设计的研究[J].汽车零部件.2010（09）
[2] 张建，戚永爱，唐文献，张攀.基于有限元法的某卡车车架优化设计[J].机械设计与制造.2012（05）
[3] 黄会茹，夏旭东，刘晓熙.浅析施必牢螺纹技术在卡车车架上的应用趋势[J].时代汽车.2018（01）
[4] 杨希志，葛全.基于某卡车系列车型边梁式车架横梁与性能关系的研究[J].汽车维修.2015（08）
[5] 操芹，夏鹏飞.轻卡车架有限元对比分析[J].轻型汽车技术.2013（04）
论文作者:周君军
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/17
标签：车架论文; 卡车论文; 铆钉论文; 横梁论文; 螺栓论文; 扳手论文; 发展趋势论文; 《建筑模拟》2018年第24期论文;