CN102294564A - 用于制造桁架车架的焊接夹具和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制造桁架车架的焊接夹具，该焊接夹具包括主框架(10)和沿该主框架的长度方向设置的前车架总成定位部(20)、副车架总成定位部(30)和后车架总成定位部(40)。本发明还提供一种使用本发明的焊接夹具制造桁架车架的方法。通过上述技术方案，可以将分别制作的前车架总成、副车架总成、后车架总成分别装配到本发明的焊接夹具相应的定位部进行定位和装配，然后装配行李架总成和立柱，最终进行焊接。由此，可以方便、准确地进行装配和定位，并且通过分体形成前车架总成和后车架总成可以避免切割材料，提高了材料利用率且降低了成本。

Description

用于制造桁架车架的焊接夹具和方法

技术领域

本发明涉及车辆的桁架车架的制造工艺，更具体地，涉及用于制造桁架车架的焊接夹具和方法。

背景技术

在汽车制造领域中，桁架车架是高等级客车首选的车架，桁架车架是由许多不同类型的型材组焊而成的空间三维结构体，主要是由前车架总成、后车架总成、副车架总成、行李架总成和立柱等焊接而成。由于桁架车架的形状复杂，因而装配精度要求高，并需要先进的工艺与可靠的工装来保证。

现有技术中，通常将前车架总成和后车架总成制作为一体件，组装通常使用支撑架、垫板、焊接夹具等。具体地，首先将副车架总成固定在支撑架上并通过垫板和焊接夹具定位；然后将前车架总成和后车架总成的一体件放置在支撑架上，并在调整完该一体件与副车架的装配位置之后通过垫板和焊接夹具使一体件定位；然后在一体件上切割掉用于装配行李架总成的部分；最终将立柱和行李架总成定位到一体件(经切割后分为前车架总成和后车架总成两部分)上并将前车架总成、副车架、立柱、行李架总成和后车架总成彼此焊接。

由此可见，现有技术中需要首先调整一体件和副车架总成的相对位置，调整过程需要人工操作，费时费力且无法保证精度。另外，需要在一体件上切割掉用于装配行李架总成的部分，然后才能装配行李架总成，导致较高的成本和较低的材料利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制造桁架车架的焊接夹具和方法，以简化制造工艺并提高装配精度和材料利用率。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于制造桁架车架的焊接夹具，其中，该焊接夹具包括主框架和沿该主框架的长度方向设置的前车架总成定位部、副车架总成定位部和后车架总成定位部。

优选地，所述前车架总成定位部、所述副车架总成定位部和所述后车架总成定位部中的至少两个具有用于沿所述主框架的长度方向定位的装置，所述前车架总成定位部、所述副车架总成定位部和所述后车架总成定位部各自具有用于沿所述主框架的宽度方向定位的装置。

优选地：所述主框架包括两个平行设置的杆状框架；所述前车架总成定位部包括分别设置在两个所述杆状框架上的第一定位座，横跨所述杆状框架并安装在所述第一定位座上的第一定位轴，以及对称设置在两个所述杆状框架上的第一宽度定位垫板；所述后车架总成定位部包括分别设置在两个所述杆状框架上的第二定位座，横跨所述杆状框架并安装在所述第二定位座上的第二定位轴，以及对称设置在两个所述杆状框架上的第二宽度定位垫板；所述副车架总成定位部包括设置在所述前车架总成定位部和所述后车架总成定位部之间的对称设置在两个所述杆状框架上的第三宽度定位垫板。

优选地：所述前车架总成定位部、所述副车架总成定位部和所述后车架总成定位部中的两个分别包括用于沿高度方向定位而设置的第一高度定位垫板和第二高度定位垫板；所述第一定位座和所述第二定位座各自具有安装槽孔，所述第一定位轴和所述第二定位轴能够通过所述安装槽孔沿高度方向调节。

优选地，所述第一定位座和/或所述第二定位座能够相对于所述主框架沿所述主框架的长度方向调节，所述第一宽度定位垫板和所述第一高度方向定位垫板以及/或者所述第二宽度定位垫板和所述第二高度定位垫板能够相应于所述第一定位座和/或所述第二定位座沿所述主框架的长度方向调节。

优选地，所述主框架上设置有导槽或多个销孔，所述第一定位座上设置有定位孔，所述第一定位座通过穿过所述定位孔和所述导槽或所述多个销孔中的一个销孔的定位销而能够沿所述主框架的长度方向调节。

优选地，所述主框架上设置有第一导轨，所述第一定位座、所述第一宽度定位垫板和所述第一高度定位垫板可滑动地设置在所述第一导轨上。

优选地，所述主框架上设置有螺旋传动机构，该螺旋传动机构包括固定块和穿过该固定块的螺杆，所述固定块固定在两个所述框架之间，所述螺杆的一端连接于所述第二定位座。

优选地，所述主框架上设置有第二导轨，以允许所述第二定位座、所述第二宽度定位垫板和所述第二高度定位垫板可滑动地设置在所述第二导轨上。

优选地，所述第三宽度定位垫板为多个，至少两个所述第三宽度定位垫板分别可滑动地设置在所述第一导轨和所述第二导轨上。

本发明还提供一种使用本发明的焊接夹具制造桁架车架的方法，该方法包括：

(a)、分别制作前车架总成、副车架总成、后车架总成、行李架总成和立柱；

(b)、分别使用所述前车架总成定位部、所述副车架总成定位部和所述后车架总成定位部定位所述前车架总成、所述副车架总成和所述后车架总成，并且焊接所述前车架总成、所述副车架总成和所述后车架总成；

(c)、将所述立柱和所述行李架总成焊接到所述前车架总成和所述后车架总成。

通过上述技术方案，可以将分别制作的前车架总成、副车架总成、后车架总成分别装配到本发明的焊接夹具上相应的定位部进行定位和装配，然后装配行李架总成和立柱，最终进行焊接。由此，可以方便、准确地进行装配和定位，并且通过分体形成前车架总成和后车架总成可以避免切割材料，提高了材料利用率且降低了成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是说明本发明的用于制造桁架车架的焊接夹具的一种实施方式的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3和图4是说明制造桁架车架的方法的示意图。

附图标记说明

10：主框架    11：杆状框架

20：前车架总成定位部    21：第一定位座    22：第一定位轴

23：第一宽度定位垫板    24：第一高度定位垫板    25：第一导轨

26：销孔    27：定位孔

30：副车架总成定位部    31：第三宽度定位垫板

40：后车架总成定位部    41：第二定位座    42：第二定位轴

43：第二宽度定位垫板    44：第二高度定位垫板

45：第二导轨

50：螺旋传动机构

60：副车架总成    70a：前车架总成    70b：后车架总成

80：行李架总成

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

本发明提供一种用于制造桁架车架的焊接夹具(以下简称焊接夹具)，其中，该焊接夹具包括主框架10和沿该主框架10的长度方向设置的前车架总成定位部20、副车架总成定位部30和后车架总成定位部40。

本发明还提供一种使用本发明的焊接夹具制造桁架车架的方法，该方法包括：

(a)、分别制作前车架总成70a、副车架总成60、后车架总成70b、行李架总成80和立柱；

(b)、分别使用所述前车架总成定位部20、所述副车架总成定位部30和所述后车架总成定位部40定位所述前车架总成70a、所述副车架总成60和所述后车架总成70b，并且焊接所述前车架总成70a、所述副车架总成60和所述后车架总成70b；

(c)、将所述立柱和所述行李架总成80焊接到所述前车架总成70a和所述后车架总成70b。

图3显示了在本发明的焊接夹具上装配好前车架总成70a、副车架总成60和后车架总成70b的示意图，图4显示了继续在焊接夹具上装配好整个车架的示意图(其中显示了车架的前车架总成70a、副车架总成60、后车架总成70b和行李架总成80，立柱被遮挡而未显示)。

通过分别制作前车架总成70a和后车架总成70b，可以避免现有技术中在一体件上切割材料以安装行李架总成80的步骤，而且能够节省材料、降低成本。通过将分别制作的前车架总成70a、副车架总成60、后车架总成70b装配到相应的定位部进行定位和装配，可以确保装配的精准性。

为了准确定位前车架总成70a、副车架总成60和后车架总成70b，优选地：所述前车架总成定位部20、所述副车架总成定位部30和所述后车架总成定位部40中的至少两个具有用于沿所述主框架10的长度方向定位的装置，所述前车架总成定位部20、所述副车架总成定位部30和所述后车架总成定位部40各自具有用于沿所述主框架10的宽度方向定位的装置。由于前车架总成70a、副车架总成60和后车架总成70b依次设置，相应地，前车架总成定位部20、副车架总成定位部30和后车架总成定位部40沿主框架10的长度方向依次设置。因此，只需要沿所述长度方向定位前车架总成定位部20、副车架总成定位部30和后车架总成定位部40中的两个即可满足前车架总成70a、副车架总成60和后车架总成70b沿长度方向的定位。但在宽度方向上，需要通过各定位部分别定位。

其中，主框架10，以及用于沿主框架10的长度方向和宽度方向的定位装置可以是各种类型和结构。在本发明的优选实施方式中，如图1和图2所示，所述主框架10包括两个平行设置的杆状框架11；所述前车架总成定位部20包括分别设置在两个所述杆状框架11上的第一定位座21，横跨所述杆状框架11并安装在所述第一定位座21上的第一定位轴22，以及对称设置在两个所述杆状框架11上的第一宽度定位垫板23；所述后车架总成定位部40包括分别设置在两个所述杆状框架11上的第二定位座41，横跨所述杆状框架11并安装在所述第二定位座41上的第二定位轴42，以及对称设置在两个所述杆状框架11上的第二宽度定位垫板43；所述副车架总成定位部30包括设置在所述前车架总成定位部20和所述后车架总成定位部40之间的对称设置在两个所述杆状框架11上的第三宽度定位垫板31。

换言之，前车架总成定位部20通过第一定位座21和第一定位轴22沿长度方向定位，后车架总成定位部40通过第二定位座41和第二定位轴42沿长度方向定位，前车架总成定位部20、后车架总成定位部40和副车架总成定位部30分别通过第一宽度定位垫板23、第二宽度定位垫板43和第三宽度定位垫板31沿宽度方向定位。使用时，可以将第一定位轴22和第二定位轴42分别插入形成在前车架总成70a和后车架总成70b上的定位孔中，以实现前车架总成70a和后车架总成70b的沿长度方向的定位。根据各宽度定位垫板设置的位置，可以与相应的总成的适当部件接触，以实现沿宽度方向的定位。

其中，第一宽度定位垫板23、第二宽度定位垫板43和第三宽度定位垫板31可以形成为相同或类似的结构，例如可以使用本领域技术人员公知的焊接用定位垫板。

另外，所述前车架总成定位部20、所述后车架总成定位部30和所述副车架总成定位部40中的两个可以分别包括用于沿高度方向定位而设置的第一高度定位垫板24和第二高度定位垫板44；所述第一定位座21和所述第二定位座41各自具有安装槽孔，所述第一定位轴22和所述第二定位轴42能够通过所述安装槽孔沿高度方向调节。在本发明的图示实施方式中，前车架总成定位部20和副车架总成定位部40分别包括第一高度定位垫板24和第二高度定位垫板44，但本领域技术人员也可以将本发明修改为使得所述前车架总成定位部20、所述后车架总成定位部30和所述副车架总成定位部40中的任意两个分别具有高度定位垫板。在本发明的实施方式中，通过这种布置，以第三宽度定位垫板31的高度为基准，可以使第一定位座21沿高度方向调节距离H1，并且可以使第二定位座41沿高度方向调节距离H2，从而使本发明的焊接夹具适于不同高度尺寸的桁架车架的装配。

可以理解的是，还可以通过调节对称设置的定位垫板的厚度来该对称设置的定位垫板之间的距离W，以适于不同宽度尺寸的桁架车架的装配。

另外，根据各定位垫板的位置，可以用于定位前车架总成定位部20、后车架总成定位部40和副车架总成定位部30的适当部位，本领域技术人员可以根据需要进行设计和选择，在此不做详细说明。

优选地，所述第一定位座21和/或所述第二定位座41能够相对于所述主框架10沿所述主框架10的长度方向调节，所述第一宽度定位垫板23和所述第一高度定位垫板24以及/或者所述第二宽度定位垫板43和所述第二高度定位垫板44能够相应于所述第一定位座21和/或所述第二定位座41沿所述主框架10的长度方向调节。通过这种布置，可以调节第一定位座21和/或第二定位座41的位置以及第一定位座21和第二定位座41之间的距离L1，并且使得相应的定位垫板也随上述调节进行适应性调节，从而本发明的焊接夹具可以用于不同长度的车架的装配制造。

其中，可以使第一定位座21或第二定位座41以及相应的定位垫板能够沿长度方向调节。优选地，可以使第一定位座21和第二定位座41以及相应的定位垫板都能够沿长度方向调节，从而能够调节第一定位座21和第二定位座41相对于主框架10沿长度方向的位置，以适应于装配不同型号和尺寸的前车架总成70a和后车架总成70b。

为使第一定位座21能够沿长度方向调节，在本发明的一种优选实施方式中，如图2所示，所述主框架10上设置有导槽或多个销孔26，所述第一定位座21上设置有定位孔27，所述第一定位座21通过穿过所述定位孔27和所述导槽或所述多个销孔26中的一个销孔的定位销而能够沿所述主框架10的长度方向调节。另外，可以通过所述定位销在限定副车架总成60沿长度方向的一端，从而沿长度方向定位副车架总成60。

为使与第一定位座21相关的定位垫板能够沿长度方向调节，如图2所示，所述主框架10上可以设置有第一导轨25，所述第一定位座21、所述第一宽度定位垫板23和所述第一高度定位垫板24可滑动地设置在所述第一导轨25上，以允许所述第一定位座21、所述第一宽度定位垫板23和所述第一高度定位垫板24能够沿所述主框架10的长度方向移动。其中，第一导轨25可以包括多段，以分别用于各相关定位垫板的移动。

为使第二定位座41能够沿长度方向调节，在本发明的一种优选实施方式中，如图2所示，所述主框架10上设置有螺旋传动机构50，该螺旋传动机构50包括固定块和穿过该固定块的螺杆，所述固定块固定在两个所述框架之间，所述螺杆的一端连接于所述第二定位座41。

为使与第二定位座41相关的定位垫板能够沿长度方向调节，如图2所示，所述主框架10上设置有第二导轨45，所述第二定位座41、所述第二宽度定位垫板43和所述第二高度定位垫板44可滑动地设置在所述第二导轨45上，以允许所述第二定位座41、所述第二宽度定位垫板43和所述第二高度定位垫板44能够沿所述主框架10的长度方向移动。其中，第二导轨45可以包括多段，以分别用于各相关定位垫板的移动。

更优选地，所述第三宽度定位垫板31可以为多个，至少两个所述第三宽度定位垫板31分别可滑动地设置在所述第一导轨25和所述第二导轨45上，从而还能够沿主框架10的长度方向调节副车架总成60的宽度定位。

另外，需要说明的是，在使用本发明的焊接夹具进行定位时，还可以使用其他辅助焊接夹具，例如C形夹等，以确保所定位的部件位于适当的位置。此外，本发明中，各定位部的整体布置按照前车架总成定位部20、副车架总成定位部30和后车架总成定位部40的顺序，但部分组件可能位置有交叉或重叠。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种用于制造桁架车架的焊接夹具，其特征在于，该焊接夹具包括主框架(10)和沿该主框架(10)的长度方向设置的前车架总成定位部(20)、副车架总成定位部(30)和后车架总成定位部(40)。

2.根据权利要求1所述的焊接夹具，其中，所述前车架总成定位部(20)、所述副车架总成定位部(30)和所述后车架总成定位部(40)中的至少两个具有用于沿所述主框架(10)的长度方向定位的装置，所述前车架总成定位部(20)、所述副车架总成定位部(30)和所述后车架总成定位部(40)各自具有用于沿所述主框架(10)的宽度方向定位的装置。

3.根据权利要求2所述的焊接夹具，其中：

所述主框架(10)包括两个平行设置的杆状框架(11)；

所述前车架总成定位部(20)包括分别设置在两个所述杆状框架(11)上的第一定位座(21)，横跨所述杆状框架(11)并安装在所述第一定位座(21)上的第一定位轴(22)，以及对称设置在两个所述杆状框架(11)上的第一宽度定位垫板(23)；

所述后车架总成定位部(40)包括分别设置在两个所述杆状框架(11)上的第二定位座(41)，横跨所述杆状框架(11)并安装在所述第二定位座(41)上的第二定位轴(42)，以及对称设置在两个所述杆状框架(11)上的第二宽度定位垫板(43)；

所述副车架总成定位部(30)包括设置在所述前车架总成定位部(20)和所述后车架总成定位部(40)之间的对称设置在两个所述杆状框架(11)上的第三宽度定位垫板(31)。

4.根据权利要求3所述的焊接夹具，其中，

所述前车架总成定位部(20)、所述副车架总成定位部(30)和所述后车架总成定位部(40)中的两个分别包括用于沿高度方向定位而设置的第一高度定位垫板(24)和第二高度定位垫板(44)；

所述第一定位座(21)和所述第二定位座(41)各自具有安装槽孔，所述第一定位轴(22)和所述第二定位轴(42)能够通过所述安装槽孔沿高度方向调节。

5.根据权利要求4所述的焊接夹具，其中，所述第一定位座(21)和/或所述第二定位座(41)能够相对于所述主框架(10)沿所述主框架(10)的长度方向调节，所述第一宽度定位垫板(23)和所述第一高度方向定位(24)垫板以及/或者所述第二宽度定位垫板(43)和所述第二高度定位垫板(44)能够相应于所述第一定位座(21)和/或所述第二定位座(41)沿所述主框架(10)的长度方向调节。

6.根据权利要求5所述的焊接夹具，其中，所述主框架(10)上设置有导槽或多个销孔(26)，所述第一定位座(21)上设置有定位孔(27)，所述第一定位座(21)通过穿过所述定位孔(27)和所述导槽或所述多个销孔(26)中的一个销孔的定位销而能够沿所述主框架(10)的长度方向调节。

7.根据权利要求6所述的焊接夹具，其中，所述主框架(10)上设置有第一导轨(25)，所述第一定位座(21)、所述第一宽度定位垫板(23)和所述第一高度定位垫板(24)可滑动地设置在所述第一导轨(25)上。

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的焊接夹具，其中，所述主框架(10)上设置有螺旋传动机构(50)，该螺旋传动机构(50)包括固定块和穿过该固定块的螺杆，所述固定块固定在两个所述框架之间，所述螺杆的一端连接于所述第二定位座(41)。

9.根据权利要求8所述的焊接夹具，其中，所述主框架(10)上设置有第二导轨(45)，以允许所述第二定位座(41)、所述第二宽度定位垫板(43)和所述第二高度定位垫板(44)可滑动地设置在所述第二导轨(45)上。

10.根据权利要求9所述的焊接夹具，其中，所述第三宽度定位垫板(31)为多个，至少两个所述第三宽度定位垫板(31)分别可滑动地设置在所述第一导轨(25)和所述第二导轨(45)上。

11.一种使用根据权利要求1所述的焊接夹具制造桁架车架的方法，该方法包括：

(a)、分别制作前车架总成(70a)、副车架总成(60)、后车架总成(70b)、行李架总成(80)和立柱；

(b)、分别使用所述前车架总成定位部(20)、所述副车架总成定位部(30)和所述后车架总成定位部(40)定位所述前车架总成(70a)、所述副车架总成(60)和所述后车架总成(70b)，并且焊接所述前车架总成(70a)、所述副车架总成(60)和所述后车架总成(70b)；

(c)、将所述立柱和所述行李架总成(80)焊接到所述前车架总成(70a)和所述后车架总成(70b)。

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