O前言
随着社会现代化的推进，汽车工业也有了迅猛的发展，在汽车数量逐步增加、汽车品牌开始步入多样化的同时，对汽车的整体性能及各部分零件的生产也有了新的要求。而后桥壳作为汽车的关键部位，在汽车运行过程中不但承受大量载荷和传输受力，同时车辆运作中产生的动载荷和静载荷会形成巨大的弯矩与扭矩作用于后桥壳。因此，在要求后桥壳质量的基础上，对后桥壳的焊接生产有着重要要求。而传统的后桥壳生产路线受限于人工焊接等因素，在生产质量、生产效率等方面难以满足技术指标。随着中国工业化的推进，人力成本与材料成本的逐步提高，选择合适的焊接工艺，设计合理的自动化生产线，在提高生产质量的同时减少手工作业的难度与强度，降低人力成本，成为完善后桥壳生产、推动汽车行业进一步发展的关键所在［1-2］。
1后桥壳组件分析
车辆后桥壳是汽车构架中的重要组成部分。它作为驱动桥的主要构件，能够增大传动轴及变
速器的变动所带来的扭矩，从而将动力合理的分配给驱动轮，是汽车行驶过程中的重要传动装置［1］。同时也因为其受力传动特点，会在行驶过程中承受巨大的载荷，没有达到生产指标要求的后桥壳会在汽车行驶过程中由于受地面与车体之间不断的冲击载荷的影响而发生断裂。因此，在设计优化后桥壳自动化生产线前，首先要了解后桥壳的构成并对其进行分析。
］分析了桥壳半轴套管在使用过程中发生的焊缝开裂问题，通过对问题件进行分析，得出是工序问题导致了使用过程中焊缝的开裂。针对后桥壳的成形过程进行了数值模拟，得出了后桥壳加工工艺成形的具体参数。对后桥壳的模态分析同样具有重要意义，通过理论计算模拟分析了桥壳的模态对振动与噪声的影响，为桥壳合理设计提供依据。
在车辆技术刚刚兴起、工艺尚未改进之前，国内的后桥壳制造主要采取铸造桥壳，铸造桥壳具有强度高、易于浇筑等特点，但是相应的，为了配合手工装配,通常采用加大截面及安装尺寸等方法来进行装配强化，这就大大提高了铸造桥壳的质量，从而提高了成本，降低了质量要求，这种提高质量的方法也难以满足日
奔驰s级多少钱趋复杂的汽车轻量化要求［5］。为了保证桥壳的力学性能，同时便于生产、装配及后期维
修，现在的工业生产大多采用焊接桥壳，焊接桥壳很好地避免了铸造桥壳质量过大的缺点，相对于铸造桥壳，成本更低、材料使用程度更高［6］。后桥壳总成如图1所示。由图1可以看出，后桥壳的主体是附有半轴套管的圆柱型棒体，整个后桥壳共由半轴套管、后盖、加强圈、三角板等清净剂4部分构成。其中，后桥壳总成的焊接成为了关键所在，其焊接示意图如图2所示，在后壳体的上下坯拼接时，共有4条焊缝，该焊缝在生产过程中多为人工焊接，在批量生产的要求下，不但难以保证质量，且存在安全隐患，故使用自动焊接机器人是完成自动化生产线的重要凭据，在降低生产成本的同时，也可以有效提高焊接质量［7］。
半轴后桥壳体
套管总成后盏加强赛三角板
图1汽车后桥壳总成示意图
图2后桥壳总成焊接示意图
经过焊接，2个上下坯完成连接，形成完整的壳体时，再由后桥壳与半轴套管，加强圈，三角板，后盖等焊接形成后桥壳体，所成桥壳体具有质量轻，强度高等优点。在众多焊缝中，桥壳与半轴套管的所焊接的环形焊缝对整个后桥壳体的生产质量也有着重要影响。同时，桥壳总成的焊接也直接影响到后续装配的情况。因此，所选择的焊接工艺是否为最优，是避免车辆在运行过程中出现壳体受冲击载荷断裂及液滴泄露等问题，同时也是解决传统焊接方法不易实现生产机械化和自动化等问题的关键所在，也为合理提高后桥壳生产质量提供可靠依据。
2焊接工艺
后桥壳零件及相应焊接参数见表1。图3为焊缝示意图。传统的后桥壳焊接选用焊条电弧焊工艺，但由于其生产效率低下，焊工劳作强度过大，且焊接质量难以掌控等因素，已经难以满足日趋复杂的产品生产需求。为了提高产品的生产质量，自动焊机由于其高效、高质量及良好的焊接再现性，开始逐步取代焊条电弧焊，在减小工人劳动量的同时，也提高了生产效率，同时由于其稳定的工艺过程，充分的消除了手工焊接的不确定性，提高了经济效益。
表1后桥壳及相关焊接参数
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图3焊缝示意图
2.1焊接方法的选择
目前的后桥壳焊接主要采用Co2气体保护电弧焊、电子束焊及摩擦焊等焊接工艺。在该设计中，选择主要焊接工艺为C02气体保护电弧焊，与其他2种焊接方法相比，C02气体保护电弧焊具有以下优点［8］：①气体来源广泛，C02作为来源最广的保护气体之一，价格也远低于其他保护气体，这使得C02衡阳交通违章查询气体保护电弧焊相比于其他2种焊接方法成本更低，且C02气体保护电弧焊所消耗的电能，均低于电子束焊、摩擦焊及传统的焊条电弧焊，极大的提高了经济效益。②Co2气体保护电弧焊相比于其他2种焊接可达性更好，在焊接时焊接死角更少，并且更适合后桥壳的板厚。北汽幻速③C02气体保护电弧焊熔敷率更高、焊缝抗裂性好，且不用清渣，焊接过程中更易于观察并控制熔池成形。
2.2焊接工艺参数设定
焊丝的选取原则为焊丝性能大于板材性能，后桥壳焊接的具体工艺参数设定为：由于板厚为5〜8mm,故选取焊丝直径为1.2mm,焊接速度为15m∕h,Co2气体流量为15L∕min,采用短路过渡，电流设定范围为红线机油180〜240A,电压设定值依据公式：∪=0.04l+16(<200A)；∪=0.04l+20(>200A),其电压值的上下变化不超过2V[9]°采用上述焊接工艺参数，对试验件
进行焊接，样件实物如图4所示，焊缝表面成形良好，焊缝均匀，飞溅较少。
图4样件实物图
3后桥壳自动化生产线
3.1后桥壳自动化生产线组成设计
该自动化生产线需要适应后桥壳不同零部件的焊接与拼装，整条生产线以推进生产效率及生产质量、提高自动化焊接水平及减小焊工劳动强度为核心内容，确定以CO2气体保护电
弧焊为主要焊接方法，自动化焊机为主要焊接单元，以进行后桥壳的自动化生产。
整条生产线应呈流水状分布，除了必要的自动化焊机焊接外，为了符合核心设计理念，还应使用PLC控制系统，对其余步骤进行自动化优化，完成如图5所示的生产线流程图。
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