重型卡车车架后桥平衡轴处采用L型连接板设计，能有效增加整车架的抗扭刚度。但是L型连接板与纵梁的镶制一直是车架制造的一个难点。东风商用车公司车架厂成功设计出一套自动化镶制设备，代替了以往的手工镶制，在生产中得到积极应用，提高了生产效率和产品质量。

近年来，我国重型卡车市场份额不断扩大，作为重卡车架的产量也同比攀升。为了满足市场需求，东风重型车架设计采用了多层纵梁，其中，后桥平衡轴处采用了L型连接板的设计，增加了整车架的抗扭刚度，使得整车架的承载能力大大增强。

国内外一些重卡厂家在平衡轴处也采用多层梁设计，有的直接将上、下L型连接板（以下简称L板）制作成一体，成为一层槽型加强梁，当然也存在着镶制（或装配）问题。L板与纵梁内梁的贴合间隙越小，多层梁套钻后孔的同心度保证性就越好，上、下L板镶制后形成的开档尺寸也能得到较好的控制，有利于后续整车架平衡轴横梁的装配。因此，L板的镶制是提高整车车架装配效率和质量的重要环节。

产品的工艺性分析

左右纵梁总成分别由主、副纵梁及上下L板组成（见图1），其制造工艺是：主梁冲孔（三面数控冲孔机）→主、副纵梁镶合（电阻点焊）→L板镶制（塞焊）→套钻副纵梁及L板孔（以主梁为模板）。L板位于车架纵梁总成的中后部，镶制时首先确保其在纵梁长度方向上的位置准确，关键控制项是要消除其与纵梁内腹面、翼面的间隙，保证镶制后上下L板之间的开档尺寸。

L板手工镶制的利与弊

L板的制造工艺为：剪切外形→钻腹面塞焊孔→折弯成型。起初，我厂L板采用手工镶制。镶制时，先利用限位器确定L板在长度方向上的位置，然后利用多个弓形夹对腹面预紧，再利用保证开档尺寸的撑杆，镶入上下L板的根部，最后再夹紧弓形夹，测量开档尺寸合格后，将L板与纵梁塞焊成一体（见图2）。

手工镶制的优点在于：L板与纵梁之间的间隙消除较好，关键质量项目开档尺寸能得到较好保证。其不足之处在于：一是人工投入多、劳动强度大，导致效率低，人均每班生产1.5根左右；二是场地占用面积大，需要投入多个工位阵地才能满足生产需要。

L板的自动化镶制

从L板的手工镶制中，我们得到启发：镶制的关键点在于保证A、B、C三个方向的定位与夹紧，即必须同时在A、B、C三个方向施加作用力，图3是L板镶制时的夹具模型示意图。B、C方向上的反作用力大小相等，方向相反，可以相互抵消；A向产生的反作用力必须有支撑面承受。

1. 夹紧力的确定

根据弓形夹的螺纹规格Tr32×6-6g，材料45#，调质处理硬度达到33-38HRC，工作时产生的夹紧力：F=[σb]πd2/4≈610×3.1415×292/4≈402kN；

考虑到夹紧时产生分力的作用，取整后F=500kN。

2. 驱动力的选择及液压原理

图4给出了液压的原理，采用液压作为驱动力，系统压力为12MPa，选用3kW交流异步电动机作为源动机。系统工作原理为：通过溢流阀调节系统压力，当三位四通电磁阀接通后，油缸启动，夹紧L板后通过液控单向阀自锁。塞焊工作完成后，三位四通电磁阀接通另一个工位，油缸复位。双泵的设计保证了系统压力的稳定可靠性。本系统的优点在于结构简单，使用维修方便。

3. 夹具的设计

图5为L板夹紧工作图，可以看出，夹具由本体和夹紧装置组成。由于纵梁的翼面高度和内腹面开档尺寸随着纵梁品种的不同而变化，考虑到产品柔性化生产的需要，我们设计出一套人字形机电液一体化夹紧装置：本体固定在地面上，由电机带动凸轮轴将本体升起，使之高于输送辊道；油缸固定在龙门支架上，龙门支架安装在本体上。A向产生的反作用力由龙门支架承受；A向的中间夹头只起到辅助作用，夹头上安装蝶型弹簧，避免出现过定位，夹头高度可以随着纵梁腹面宽度的变化而调节。由于L板较长，采用三组油缸同时动作。

4. 电气控制系统

L板镶制时，整个夹紧过程采用PLC程序控制完成，三组油缸通过电控开关既可以同时动作，又可以单独动作。操作者通过观察B、C方向上L板与纵梁内梁贴合的间隙大小来判断夹紧的可靠性，再进行塞焊作业。

结语

目前，我厂将这套机电液一体化装置成功运用于镶梁配孔生产线，并于2009年3月正式投产。生产工人很快摸索出一套操作技巧和方法，使生产效率提高了2～3倍，产量稳步攀升。