CN101618492B - 混合动力汽车顶置电池架上架体的装配方法及所用夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车顶置电池架上架体装配方法和装配时使用的专用焊接工装夹具，所述夹具包括夹具体(1)，其特征在于所述夹具体上端固定设置有定位元件(2)，所述定位元件(2)外侧设置夹紧装置(3)，所述定位元件水平限位混合动力汽车顶置电池架上架体各部件，所述夹紧装置水平和垂直方向夹紧混合动力汽车顶置电池架上架体各部件。本夹具大大减轻了操作人员的体力劳动，提高了装配焊接效率；控制或消除了工件的焊接受热变形，减少人工焊接的不稳定性。

Description

混合动力汽车顶置电池架上架体的装配方法及所用夹具

技术领域

本发明属于混合动力汽车顶置电池架上架体的装配生产技术领域，具体涉及一种混合动力汽车顶置电池架上架体的装配生产方法，以及所用的焊接工装夹具。

背景技术

混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicel)就是在纯电动汽车上加装一套内燃机，其目的是减少汽车的污染，提高纯电动汽车的行驶里程。混合动力汽车有串联式和并联式两种结构形式。混合动力汽车具有以下优点：车辆启动停止时，只靠发电机带动，不达到一定速度，发动机就不工作，因此，便能使发动机一直保持在最佳工况状态，动力性好，排放量很低，而且电能的来源都是发动机，只需加油即可。

串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，它们之间用串联方式组成SHEV动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。当车辆处于启动、加速、爬坡工况况时，发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换，机械效率较低。

并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动一发电机组。由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，得到比较广泛的应用。

不管是串联式动力或并联式动力，或者是现阶段更为兴起的混合式动力，对电池的利用和设计是混合动力汽车的重中之重。电池作为混合动力车的主要储能元件，对混合动力汽车的性能有直接影响。现有技术中混合动力汽车常以电池组形式提供，为了让电池组能较好的工作，防止温度以及其他因素的影响，现有技术中常常提供一种电池盒挡板来放置和限位电池组，在电池盒挡板设计进风口和出风口保持散热效果。

然而，现有技术中电池架的生产一般采用手工焊接完成。这种情况下焊接质量不稳定，焊接精度不高，而且由于手工操作，需要较多的人力物力，给生产的机械化、自动化带来困难。现阶段需要为焊接生产提供质量更高、性能更好的焊接设备，才能实现焊接生产机械化和自动化，减少人为因素的干扰，保证焊接质量的稳定，从而提高劳动生产率。正因为现有技术中电池架的焊接生产存在这些问题，本发明由此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种混合动力汽车顶置电池架上架体的焊接工装夹具，解决了现有技术中混合动力汽车顶置电池架采用无工装夹具的人工焊接，焊接质量不稳定、焊接精度不高，不能实现自动化和机械化焊接等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种混合动力汽车顶置电池架上架体的焊接工装夹具，包括夹具体，其特征在于所述夹具体上端固定设置有定位元件，所述定位元件外侧设置夹紧装置，所述定位元件水平限位混合动力汽车顶置电池架上架体各部件，所述夹紧装置水平和垂直方向夹紧混合动力汽车顶置电池架上架体各部件。

优选的，所述混合动力汽车顶置电池架上架体包括上架横板部件，两上架横板间设置数个电池挡板，所述上架体下端设置支撑上架体的左、右挡板；所述定位元件设置上架横板的两端定位限位上架横板。

优选的，所述夹具体包括水平的支承平台，所述支承平台分别与定位元件和夹紧装置固定；所述支承平台下端固定设置有脚轮的支撑支架。

优选的，所述定位元件包括固定在支承平台上端面的多个限位块，所述限位块上开设有限位上架横板两端的限位凹槽。

优选的，所述限位块包括固定在支承平台上端的固定挡块和与第一挡块枢接配合转动的转动挡块，所述转动挡块与固定挡块配合形成限位凹槽限位上架横板。

优选的，所述电池挡板上端设置卡位装置，所述卡位装置包括限位横杆，所述限位横杆下端设置数个卡位凹槽与电池挡板配合限位；所述限位横杆上端设置螺栓与支承平台上端设置的锁定孔配合限位。

优选的，所述卡位装置还包括与限位横杆垂直固定的旋紧杆，所述旋紧杆两端设置限位上架横板的横板凹槽，所述横板凹槽外侧设置旋紧螺母限位固定上架横板。

优选的，所述左、右挡板设置在所述上架横板两端底部，所述夹紧装置包括固定在支承平台上且垂直方向夹紧上架横板和左、右挡板的第一快速夹紧器、设置在限位块外侧使转动挡块、固定挡块闭合夹紧的第二快速夹紧器、固定在支承平台上水平夹紧左、右挡板的第三快速夹紧器。

优选的，所述第一快速夹紧器、第二快速夹紧器、第三快速夹紧器选自垂直式快速夹、水平式快速夹、推拉式快速夹、拉扣式快速夹、多功能焊接组合快速夹、大力钳、C型钳、F型钳。

本发明的另一目的在于提供了一种混合动力汽车顶置电池架上架体的装配生产方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

将上架横板和电池挡板、左右挡板定位安装在所述的焊接工装夹具上；通过焊接工装夹具的定位元件定位，并通过夹紧装置夹紧；

对上架横板和电池挡板连接处以及左右挡板与上架横板连接处进行焊接固定。

本发明通过设计这样的焊接工装夹具，通过定位元件对上架横板和电池挡板两个部件进行定位，不用划线，不用测量就能得到准确的装配位置，从而保证了装配精度，加快了装配作业的进程。

本发明的夹紧装置是利用机械四连杆死点原理而设计的一种快速夹持、快速打开机构，根据其运动方式可分为手动夹紧装置与气动夹紧装置，包括垂直式夹紧装置、水平式夹紧装置、推拉式夹紧装置、拉扣式夹紧装置、多功能焊接组合夹紧装置系列、大力钳、C型钳、F型钳等。优选采用推拉式夹紧装置。

相比于现有技术中的解决方案，本实用新型优点是：

1.本发明技术方案中采用焊接工装夹具进行混合动力汽车电池架上架体焊接固定，夹紧装置可以采用手动夹紧装置或气动夹紧装置，从而大大减轻了操作人员的体力劳动，提高了装配焊接效率。而且，在焊接过程中，由于工件在夹具中夹紧固定或预先给予反变形，所以能控制或消除工件的焊接受热变形，减少人工焊接的不稳定性。焊接过程也是焊件局部受热的过程，为了减少装配的零件受热变形，通过工装夹具对零件进行夹紧，有利于减少焊接的尺寸不稳定。

2、本发明技术方案中采用焊接工装夹具进行焊接，由于保证了装配精度，控制了焊接变形，所以本发明得到的混合动力汽车电池架上架体可以在后续装配任意互换，减少产品不匹配的发生率。而电池挡板或横板上的配合孔等机械加工要素可由原来的先焊接后加工变为先加工成孔再进行焊接，避免了零件焊接后加工困难的问题，有利于缩短工件产品的生产周期。

3、本发明技术方案中当采用焊接工装夹具固定零件后，可以采用焊接变位机械，缩短装配和施焊过程中焊件翻转变位的时间，减少了辅助用时，提高了焊机利用率和焊接生产率。采用焊接变位机械可以使焊件处于较有利的施焊位置如水平或船型位置上进行焊接，有利于操作人员进行操作，有利于保证焊接质量，充分发挥焊接效能，甚至扩大了焊机的焊接范围。

4、本发明技术方案中采用焊接工装夹具进行焊接后，使手工操作变为机械操作，减少了人为因素对焊接质量的影响，降低了焊工操作技术水平的要求，使装配和焊接集中在一个工位上完成，减少了工序数量，节约生产车间面积。焊接工装夹具的使用，使焊接工序实现机械化和自动化成为可能，从而保证焊件的整体尺寸和制造精度。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体的焊接工装夹具立体图；

图2为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体的焊接工装夹具主视图；

图3为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体的焊接工装夹具仰视图；

图4为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体上架横板部件的结构示意图；

图5为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体电池挡板部件的结构示意图；

图6为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体左挡板部件的结构示意图；

图7为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体右挡板部件的结构示意图；

图8为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体部件在焊接工装夹具上组装状态立体图；

图9为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体部件在焊接工装夹具上组装状态主视图；

图10为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体部件在焊接工装夹具上组装状态仰视图；

图11为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体部件在焊接工装夹具上组装焊接状态主视图；

图12为本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体部件在焊接工装夹具上组装焊接状态仰视图；

图13为焊接后得到的本发明实施例混合动力汽车顶置电池架上架体结构示意图。

其中：1为夹具体，2为定位元件，3为夹紧装置；

11为上架横板，12为电池挡板；13为左挡板，14为右档板，15为支承平台，16为脚轮，17为支撑支架；18为锁定孔；

21为限位块；22为限位凹槽；23为限位横杆，24为卡位凹槽；25为旋紧杆；26为横板凹槽；

31为第一快速夹紧器；32为第二快速夹紧器；33为第三快速夹紧器；211为固定挡块；212为转动挡块。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例如图1～3，为混合动力汽车顶置电池架上架体的焊接工装夹具，包括夹具体1，所述夹具体上端固定设置有定位元件2，所述定位元件2外侧设置夹紧装置3，所述定位元件水平限位混合动力汽车顶置电池架上架体各部件，所述夹紧装置水平和垂直方向夹紧混合动力汽车顶置电池架上架体各部件。

如图4～7为混合动力汽车顶置电池架上架体的各个部件，包括上架横板11部件，两上架横板11间设置数个电池挡板12，所述上架体下端设置支撑上架体的左、右挡板13、14；所述定位元件设置上架横板11的两端定位限位上架横板11。

夹具体1包括水平的支承平台15，所述支承平台15分别与定位元件2和夹紧装置3固定；所述支承平台15下端固定设置有脚轮16的支撑支架17。

定位元件2包括固定在支承平台15上端面的多个限位块21，所述限位块上开设有限位上架横板11两端的限位凹槽22。所述限位块包括固定在支承平台上端的固定挡块211和与第一挡块枢接配合转动的转动挡块212，所述转动挡块212与固定挡块配合形成限位凹槽22限位上架横板。电池挡板12上端设置卡位装置，所述卡位装置包括限位横杆23和与限位横杆垂直固定的旋紧杆25，所述限位横杆23下端设置数个卡位凹槽24与电池挡板12配合限位；所述限位横杆23上端设置螺栓与支承平台上端设置的锁定孔18配合限位。所述旋紧杆25两端设置限位上架横板的横板凹槽26，所述横板凹槽外侧设置旋紧螺母限位固定上架横板。

左、右挡板13、14设置在所述上架横板11两端底部，所述夹紧装置包括固定在支承平台上且垂直方向夹紧上架横板11和左、右挡板13、14的第一快速夹紧器31、设置在限位块外侧使转动挡块、固定挡块闭合夹紧的第二快速夹紧器32、固定在支承平台上水平夹紧左、右挡板13、14的第三快速夹紧器33。第一快速夹紧器31、第二快速夹紧器32、第三快速夹紧器33为推拉式快速夹。

如图8～12为本发明的混合动力汽车顶置电池架上架体的装配生产方法流程示意图；该方法包括以下步骤：

将上架横板11和电池挡板12、左右挡板13、14定位安装在实施例所述的焊接工装夹具上；通过焊接工装夹具的定位元件定位，并通过夹紧装置夹紧；对上架横板11和电池挡板12连接处以及左右挡板13、14与上架横板11连接处进行焊接固定。

具体的说，包括根据混合动力汽车顶置电池架上架体上架横板11和电池挡板12的焊接位置和焊接后结构构建上述的焊接工装夹具；然后将上架横板11和电池挡板12定位安装在焊接工装夹具上；通过定位元件的限位块限位上架横板11，上架横板11的左右两端安装在限位块闭合形成的限位凹槽内限位；在两上架横板11间安装多个电池挡板12，两上架横板11两端设置第一快速夹紧器31垂直夹紧上架横板和设置在上架横板下端的左右挡板，并通过第二快速夹紧器32旋紧转动挡块，使限位块的固定挡块转动挡块闭合形成限位凹槽固定限位上架横板11；另外通过第三快速夹紧器水平夹紧处于两上架横板下端的左右挡板。

另外，为了防止焊接时的受热变形，通过在电池挡板上端设置卡位装置，所述卡位装置包括限位横杆23和与限位横杆垂直固定的旋紧杆25；所述支承平台上设置锁定孔18，所述锁定孔与所述限位横杆上设置的螺栓配合垂直方向定位电池挡板；为了防止上架横板的径向受热变形，在限位横杆垂直方向设置旋紧杆25，所述旋紧杆25两端设置横板凹槽26，并通过凹槽外侧的螺栓旋紧固定上架横板。

当上架横板和电池挡板、左右挡板都定位夹紧后，通过焊接工具对上架横板11和电池挡板12连接处进行焊接固定，即可形成如图13所示的焊接后的混合动力汽车顶置电池架上架体结构。

本实施例通过焊接工装夹具对混合动力汽车顶置电池架上架体进行焊接，大大减少了人工焊接的成本和时间，并且保证了焊接的精度和焊件尺寸的稳定。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种混合动力汽车顶置电池架上架体的焊接工装夹具，包括夹具体(1)，其特征在于所述夹具体上端固定设置有定位元件(2)，所述定位元件(2)外侧设置夹紧装置(3)，所述定位元件水平限位混合动力汽车顶置电池架上架体各部件，所述夹紧装置水平和垂直方向夹紧混合动力汽车顶置电池架上架体各部件；所述夹具体(1)包括水平的支承平台(15)，所述支承平台(15)分别与定位元件(2)和夹紧装置(3)固定；所述混合动力汽车顶置电池架上架体包括上架横板(11)，两上架横板(11)间设置数个电池挡板(12)，所述上架体下端设置支撑上架体的左、右挡板(13、14)；所述定位元件设置在上架横板(11)的两端定位限位上架横板(11)，所述左、右挡板(13、14)设置在所述上架横板(11)两端底部；所述定位元件(2)包括固定在支承平台(15)上端面的多个限位块(21)，所述限位块上开设有限位上架横板(11)两端的限位凹槽(22)，所述限位块(21)包括固定在支承平台上端的固定挡块(211)和与固定挡块枢接配合转动的转动挡块(212)，所述转动挡块(212)与固定挡块(211)配合形成限位凹槽(22)限位上架横板；所述夹紧装置包括固定在支承平台上且垂直方向夹紧上架横板(11)和左、右挡板(13、14)的第一快速夹紧器(31)、设置在限位块(21)外侧使转动挡块(212)与固定挡块(211)闭合夹紧的第二快速夹紧器(32)、固定在支承平台上水平夹紧左、右挡板(13、14)的第三快速夹紧器(33)。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车顶置电池架上架体的焊接工装夹具，其特征在于所述支承平台(15)下端固定设置有脚轮(16)的支撑支架(17)。

3.根据权利要求1所述的混合动力汽车顶置电池架上架体的焊接工装夹具，其特征在于所述电池挡板(12)上端设置卡位装置，所述卡位装置包括限位横杆(23)，所述限位横杆(23)下端设置数个卡位凹槽(24)与电池挡板(12)配合限位；所述限位横杆(23)上端设置螺栓与支承平台上端设置的锁定孔(18)配合限位。

4.根据权利要求3所述的混合动力汽车顶置电池架上架体的焊接工装夹具，其特征在于所述卡位装置还包括与限位横杆垂直固定的旋紧杆(25)，所述旋紧杆(25)两端设置限位上架横板的横板凹槽(26)，所述横板凹槽外侧设置旋紧螺母限位固定上架横板。

5.一种混合动力汽车顶置电池架上架体的装配生产方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

将上架横板(11)和电池挡板(12)、左、右挡板(13、14)定位安装在权利要求1所述的焊接工装夹具上；通过焊接工装夹具的定位元件定位，并通过夹紧装置夹紧；

对上架横板(11)和电池挡板(12)连接处以及左、右挡板(13、14)与上架横板(11)连接处进行焊接固定。

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