任务一拉伸矫正的基本原理课件.ppt
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1、,拉伸矫正作业必须以测量、分析、诊断为基础,矫正作业所遵循的基本原则是:利用力的合成、分解、位移的原理,将车身构件受到碰撞的变形向相反的方向牵引,并根据金属材料的弹性进行矫正。对于现代汽车车身来说,精确的整体定位参数和消除构件的内应力,对使用性和安全性都有十分深刻的意义。,任务一 拉伸矫正的基本原理,【任务分析】 对于受到严重损坏的汽车,其钣金维修要经过一系列的过程,如进行损伤分析、拆卸零部件、拉伸矫正、维修和更换钣件等,也即进行大修工作。【基础知识】一、拉伸矫正的重要性 从汽车钣金维修工艺流程中知道车身的拉伸矫正是整个工艺流程的核心部分,也是严重损坏的事故车钣金维修的重心。 汽车产生严重碰撞
2、时,整个车身的钣件可能都会变形。类似车身覆盖件蒙皮的凹凸变形,可以通过钣金锤、垫铁和车身修复机来维修;但车身的结构件,如纵梁、横梁等,作为汽车的骨架构件,钣件的厚度比较厚,形状结构比较复杂,强度很高,仅仅依靠手工工具和车身修复机是无法维修的。汽车的车架或整体式车身又是一个受力的刚性立体,要对它们进行形状复原的前提,就是要进行有效的拉伸矫正。,1拉伸矫正,可以使车身钣金维修高效率、高精度地恢复钣件形状和状态拉伸矫正的设备,有能够轻松施加巨大拉伸力的液压动力,有能够对车身各种变形都可以进行矫正的夹具,有车身矫正的各种相关数据和图表。,2拉伸矫正,可以帮助车身维修人员准确判断钣件是维修还是更换车身钣
3、件维修的习惯是“弯曲就修,扭曲就换”。通过拉伸矫正,不仅可以十分容易的维修弯曲的钣件,还可以根据初步拉伸矫正的恢复程度准确判断钣件是否应该更换。二、拉伸矫正的基本原理 拉伸矫正的基本原理是:利用力的合成、分解、平移的原理,向与变形相反的方向设计牵拉顺序来拉伸变形的车身,并根据金属材料的弹性适度地“矫枉过正”,即适当过度拉伸。 1力的合成、分解 如图7-1所示,两辆相同的汽车在平地上发生碰撞,碰撞力F可以根据它的作用效果,利用力的平行四边形法则分解为两个力,即使车身钣件产生纵向弯曲的力F1和产生横向弯曲的力F2。其中F称为合力,F1、F2称为分力。,图 7-1 力的合成与分解,2单向拉伸 在进行
4、拉伸矫正时,首先根据碰撞力相反方向找到施加拉伸力的方向,然后在撞击点上在这方向上进行拉伸。对于碰撞程度较轻的局部变形,很容易使变形得到矫正,但在拉伸过程中还要根据变形恢复的程度调整拉伸力方向和大小,才能有效维修。如图7-2所示。,图 7-2 单向拉伸法,3多向拉伸 当车身发生严重的变形时,碰撞力的作用是非常复杂的,其受力状态多为空间力系,车身变形的情形也是十分多样的,仅仅依靠单向拉伸,维修的效果会很差,特别是整体式的车身,往往容易把钣件拉坏。这时应该用多向拉伸(也叫多点拉伸)方法,提高拉伸效率和拉伸矫正质量。 实现多向拉伸,必须找到多向力。方法是把矫正的拉伸力分解,分解为两个或者两个以上的力。
5、同样利用力的平行四边形法则进行。 如图7-3所示,以O为原点,拉伸力(合力)作为平行四边形的对角线,把它在两个相互垂直的方向进行分解。拉伸力F可以分解为F1和F2两个分力;拉伸力F可以分解为F1和F2两个分力;拉伸力F,可以分解为F1和F2两个分力。如果变形更加复杂,可以在空间中分解,每个合力就可以分解出三个分力。,在图7-3中同样可以看出,在单向拉伸过程中要随着变形恢复的程度改变拉伸力的大小和方向。成功的拉伸,拉伸力应该是逐渐减小的,形状变化后拉伸力方向肯定要同步改变,比如由F减小为F或F方向和大小都发生了变化。 在拉伸矫正时,如图7-3的拉伸力F可用其两个分力F1和F2来代替拉伸,效果会更
6、加好。如图7-4所示。,图 7-3 力的平行四边形法 图 7-4 可用分力代替合力进行拉伸,许多变形都很难通过一次拉伸来完全复位,必须通过不断调整矫正力的大小和方向,有时还要重新选择矫正力的作用点。实现多向拉伸最直接的方法是多点拉伸。有时只是在分析好的某一点上附加一个小小的其他方向拉力,就能较好地达到目的。如图7-5所示,纵梁产生弯曲变形。可以把矫正的拉伸力分解为纵向和横向的两个分力,即一个是惯性锤的作用力,另一个是液压机通过链条施加的拉力,就比较容易把纵梁的变形修复。,图 7-5 适当增加辅助拉伸力,弯曲便很容易得到恢复,车身侧面碰撞引起的整体弯曲变形,矫正时需要三个方向的拉伸力,如图7-6
7、所示。,(a)原理 (b)拉伸力方向 图7-6车身侧向整体变形的拉伸矫正,车架的矫正可以用单向拉伸,整体式车身开始应该用多点、多方向的拉伸,到变形恢复程度差不多的时候再用单向拉伸。通过多点拉伸,很大程度上减小了每个受力点上所需的力,大的拉伸力经过几个连接点加以分散,减少了薄钢板被拉断的危险。,4拉伸矫正的过程 对钣件进行拉伸矫正,既要使其恢复表面形状,也要消除其内应力。所以在矫正过程中要实施“拉伸一保持一拉伸一保持”的反复拉伸过程,避免产生因为想一次拉伸到位而引起的钣件二次损伤,比如断裂等;在矫正过程的保持阶段中还要对被拉伸部位,利用钣金锤进行适度敲击,以释放钣件内部应力。对于结构钣件,比如纵
8、梁的拉伸矫正,保持阶段还要进行测量工作。如图7-7所示。 拉伸矫正过程中,要慢慢地、小心地启动液压系统,仔细观察车身损坏部位的移动,看它是否与预计恢复的方向相吻合,它是否在正确的方向上移动。如果不是,应查明原因,调整角度和方向后再重新启动。,图 7-7 板件拉伸矫正过程,5车身拉伸矫正维修原则 (1)“后进先出”,即对整车维修或者某个钣件损伤的维修,都是先维修间接损伤,再维修直接损伤。 (2)“先里后外”,即先维修车身中间段,再维修前后段;先维修长度方向(纵向)的变形;再维修宽度方向(侧面)的变形;最后维修高度方向的变形,由底部逐渐过渡到车顶的维修。 6过度拉伸方法 在拉伸矫正时必须把钣件尺寸
9、拉伸到超过一定的长度,使钣件拉伸力释放后,钣件由于弹性回归到正确尺寸。但过度拉伸绝对不能超过太大的尺寸,否则拉伸力释放后,存在了绝对的过长长度,钣件只能报废,反而加大了维修的难度和时间。如图7-8所示。,图 7-8 过度拉伸,控制过度拉伸的顺序如下。 (1)测量 拉伸前进行测量,做到心中有数,有意识地控制拉伸力的大小。 (2)拉伸 小心地进行拉伸矫正。 (3)释放应力 停止拉伸,利用钣金锤和扁冲等工具,对拉伸点附近进行敲击。 (4)解除拉力 卸掉拉伸力或支撑力。 (5)测量 进行测量,观察已经恢复到的位置离原来位置还有多少长度,为进一步拉伸施加拉力做准备。 (6)重复 这个拉伸顺序必须反复进行
10、,拉伸只能一点点地进行。,7拉伸矫正的程序 (1)了解拉伸矫正设备的性能和安全规范。 (2)对车身损伤做出分析和判断,确定拉伸矫正方案。 (3)初步矫正主夹具的固定点,维修变形的基准点并测量。 (4)拉伸矫正。,任务二 车身固定拉伸设备,【任务分析】 车身大梁矫正系统(也称校正系统)是车身大修的主要设备,只有正确使用它们,才能使矫正工作顺利进行。尽管车身大梁矫正系统有多种多样,但它们的使用方法基本相同,主要包括上车、车身固定和拉伸矫正等工作。 【基础知识】一、上车 如果是地框式(地八挂式)和简易的“L”矫正系统,上车就简单了,只要把汽车移动到位摆正即可。如果是其他形式的车身大梁矫正系统,比如平
11、台式,上车的方式有时就要麻烦些。下面介绍平台式矫正系统的上车方式。 1开车上平台 如果事故车还可以开动,可以把矫正系统平台的上车端通过液压系统放低,并放正上车板,小心开车或倒车上去。注意一定要有人在附近指挥。 2拉车上平台 如果事故车已经不能开动,但转向系统没有问题,可以把平台放低后,利用拉车装置把汽车拉上平台。,3其他方法 特别严重的事故车,只能利用起重设备上车了。有时必须拆卸机械部件以后才能把车身放到平台上。 不管用哪一种方式上车,都要小心翼翼,保证安全。二、汽车固定设备,矫正将使车身构件承受很大的拉压作用力,必须对车身进行可靠固定,否则就不能与强大的矫正变形的作用力相适应,既不可能使维修
12、、矫正到位,同时还给测量工作带来许多困难和麻烦。但具体的固定方式要根据校正系统、固定夹具和汽车损伤的情况来决定。常见的车身固定设备有以下几种。,(一)地锚式车身固定设备 地锚式车身固定设备是利用地锚固定车身的底板纵梁和车架来矫正车身,如图7-9 所示。这种方式可以防止因矫正而造成二次损伤,牵引力的方向与大小也比较容易控制。,图7-9 利用地锚固定车身,地锚与地面的固定方式有两种:一种是与地面位置相对固定的埋入式地锚,另一种是能与地面位置相对移动的滑动式地锚。前者施工简便、易行,但灵活性较差,后者虽然施工复杂些,但车身固定点的可选范围较大,灵活性好。(二)回转牵引桩式整形台 可移动的回转牵引桩式
13、整形台,能够更加灵活地运用于车身和车架的矫正与修理中,如图7-10所示。这种整形台可整体移动,牵引桩亦可方便地变换牵引方向;对车身高度方向上的测量也十分容易实现。,图7-10 回转牵引桩式整形台,(三)移动式车身矫正架 还有一种移动式车身矫正架,如图7-11所示,虽不具备上述台架式固定车身的那些特点,但以其机动性好、构造简单、价格低廉等优点,也为汽车车身维修行业所广泛采用。移动式车身矫正架,可直接以刚性方式支撑于车身底板纵梁的一侧,用以限制在同一断面上做侧向牵引时的移动;通过专门夹具以拉链方式固定于车身另一侧的门槛上,也可以实现车身的侧向、纵向固定和牵引。(四)台架方式 台架方式固定车身是通过
14、夹紧支撑装置与台架呈多点刚性连接,故具有固定可靠、支撑稳定性好等许多优点。尤其是用在对变形同时进行任意方向的矫正作业时,可以有效地使变形及其关联损伤一并得到矫正。因此,这种车身固定方式得到广泛的应用。,图7-11 移动式车身牵引架,典型的连接与使用方式如图7-12所示。夹具的下部与台架横梁固定,上端则通过夹板、螺栓与车身门槛下边缘牢固地连接在一起。为了适应不同的车身宽度,一般固定架还可以沿车身的宽度方向水平滑动。如果车身的宽度与台架的差距较大,也可以借助贯通的中间轴和拉臂将车身固定在台架上。如此,这种台架方式可以实现多方位的牵引与矫正。 以这种台架方式固定的车身,还为测量工作提供了很大的方便。
15、矫正与定位都是在同一台架上进行的,故操作过程中一般不会发生位移现象。作业前的检测、矫正过程中参数的校核、竣工验收的质量评价等测量工作,都可以在台式固定架上依次完成。,图7-12 台架式车身固定,三、液压矫正设备 车身维修作业的质量、效率和劳动强度,均取决于车身维修机械与工具的应用水平。了解和正确使用液压式车身设备不仅可以给维修作业带来更大的方便,还可以正确维护和修理液压矫正设备。,(一)液压式矫正设备的特点 液压式车身矫正设备在车身维修中的应用比较普遍。依靠液体压力所进行的能量转换,比其他方式所进行的能量转换来得方便、平缓、安全。利用液压传动的特点是更为省力,可以使操纵力与矫正力之间形成相差悬
16、殊的能量转换。 现代汽车车身大多是由车身骨架、封闭型断面构件、金属车身覆盖件以及合理的加强支承等组成。当汽车受到碰撞冲击时,除了车身局部会受到损伤外,车身的整体变形也是不可避免的。若实现有效的、高质量的修理,必须对车身覆盖件、骨架及支撑构件进行矫正。针对金属材料变形和车身构件的特点,修复时的矫正力应连续、均匀,并且能够根据修理需要调节矫正力的大小。液压设备是车身维修作业中必不可少的专用工具。 车身矫正设备的结构形式很多,因适用车型、维修企业的任务和规模不同而有很大差异。在车身矫正作业中都必须使用相应的矫正装置和解决如下问题,即施力装置、施力方向的实施装置、连接和支撑装置等;各装置之间通过图9-
17、20所示的方法互相连接,有效地作用于损伤的车身构件上。,(二)液压式矫正设备的组成 便携式液压矫正设备主要由液压泵、油管、快速接头、工作液压缸等部件组成。液压式车身矫正设备的液压泵种类很多,其中液压静力式施力装置以其动力大、施力平衡、功能齐全、使用方便,在车身维修作业中得到广泛的应用。 1脚踏式液压泵 脚踏式液压泵操纵更加方便,运动精确、反应迅速快等优点。它可以使作业者在操纵液压泵的同时,还能用双手从事与其相配合的其他作业(图7-13)。与手动式液压泵不同的是,这种类型的液压泵需要以压缩空气为动力,其结构可分为油、气复合式动力缸和控制阀两部分。其中,复合式动力缸可为工作液压缸输人动力;空气控制
18、阀受脚踏板的操纵,可以实现增压或卸荷两个控制功能。,图7-13 脚踏式液压泵的操纵,液压静力式施力装置中的液压缸,是矫正作业中的执行机构,要直接或间接与车身各种不同的变形和部位发生关系,完成支撑、装夹、调向和操作中的各种要求。要求液压缸必须具有体积小、质量轻、结构简单、组装方便和功能齐全的特点,为此在液压缸的结构上采用如下措施:(1)采用柱塞式单作用液压缸,可以简化管路连接和液压缸内部结构,缩小外形尺寸。(2)将液压缸与液压泵油箱分置,既保留了液压千斤顶机动灵活的特点,又克服了垂直方向使用的不足,使液压缸可以作任意方向的安装。(3)采用组合式结构,通过在柱塞杆和液压缸端部加装各种不同结构的接头
19、、接杆、接盘等装置,变换液压缸的尺寸和功能,使其能完成推、扩、拉等多种作业,可适应与不同支承结构的连接、定位等。,2液压缸的形式 使用液压工具进行支撑、扩展、夹紧、收缩和拉伸等项作业,一是要依赖液压泵提供动力,二是要依赖工作缸(柱塞)来完成作用力的转换,实现液压工具所能完成的各类任务。 3液压矫正系统基本知识及运用 对于碰撞变形车体的矫正,就是通过牵引、拉伸、扩张等方法恢复其原来的形状。下面简要介绍一些液压矫正系统的基本知识。轻便液压杆系统是利用手动液压泵提供的压力能来驱动各种用途的液压缸,如图7-14所示,通过在液压杆两端装上可以满足车身内部两点间校正尺寸的需要的端头,实现各种矫正作业。,图
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