CN103692138A - 一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具 - Google Patents

一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具 Download PDF

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Abstract

一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，用于实现在同一套工装夹具上完成加强圈环形焊缝和后桥壳盖环形焊缝焊接作业。它包括后桥壳本体定位机构、后桥壳本体辅助定位机构、后桥壳盖定位机构和底板，所述底板固定在水平面上，所述后桥壳本体定位机构和后桥壳盖定位机构均安装在底板上，后桥壳本体定位机构设有后桥壳本体翻转控制单元、自动定心撑涨卡盘组件、标准变位器和后桥壳本体定位机构支撑座，所述自动定心撑涨卡盘组件用于实现后桥壳本体的夹紧定位，所述标准变位器用于实现后桥壳本体在X-Y和Y-Z平面上的旋转，所述后桥壳本体翻转控制单元用于实现后桥壳本体在X-Z平面上的旋转。本发明不仅提高了焊装生产线的能效，而且减少了空间的占用。

Description

一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具
技术领域
本发明涉及一种焊装工件定位夹具，尤其是一种适用于汽车后桥壳总成工件焊装的定位夹具，属于焊接技术领域。
背景技术
汽车后桥壳总成是行驶系的主要组成部件之一，它是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件，其主要作用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等零部件，汽车后桥壳总成不仅要有足够的强度和刚度，而且还应便于主减速器的拆装和调整。整体式桥壳是将桥壳与主减速器壳用螺栓连接在一起，它的优点是在检查主减速器和差速器的技术状况或拆装时，不用把整个驱动桥从车上拆下来，维修比较方便，整体式桥壳适用于各种类型的汽车。
如附图1所示的一种汽车后桥壳总成1，其主要组成部分包括后桥壳本体1-1、加强圈1-3和后桥壳盖1-2，所述加强圈1-3用于实现后桥壳总成1与主减速器的螺接装配，加强圈1-3及后桥壳盖1-2以环形焊缝焊接方式固定在后桥壳本体1-1上，所述后桥壳盖1-2上设有加油塞孔1-2-1。现有技术中，汽车后桥壳总成1的焊接工艺流程为：先将后桥壳本体1-1组成元件点焊定位，再将加强圈与桥壳本体1-1点焊定位，然后依次进行直线焊缝的焊接、加强圈1-3环缝焊接、后桥壳盖1-2环缝焊接、后桥壳本体1-1上各支架焊接、两端突缘压装及环缝焊接。由于在后桥壳本体1-1上焊接加强圈1-3和后桥壳盖1-2时，需通过加强圈1-3环形焊缝和后桥壳盖1-2环形焊缝焊接两道工序完成，要进行两次工件装夹和拆卸，不仅工件的物流传递过程繁琐、生产线能效低，而且还占用了较大的操作空间。
申请号为201310111624.6中国专利申请文件公开了一种用于后桥壳本体盖总成与桥壳本体总成拼装点固焊接设备，其桥壳本体定心机构安装在工作台上的中心定位孔内，壳盖定心机构安装在桥壳本体定心机构上的底盘的止口内，壳盖定向机构安装在壳盖定心机构上的导向块上，壳盖压紧机构安装在工作台上定位孔上，壳盖定心气阀、壳盖压紧气阀固定在工作台前侧面，桥壳本体定向机构安装在工作台上的左右两侧中间导向槽内，桥壳本体定心机构上的定位爪与壳盖定心机构上的卡爪二者相互同心。该专利申请文件的技术方案虽然能保证不同型号的后桥壳盖与桥壳本体拼装点固的同心度，具有质量稳定，生产效率高，生产成本低等优点，但它对于实现在同一套工装夹具上完成加强圈环形焊缝和后桥壳盖环形焊缝焊接作业却无能为力。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种操作方便，生产线能效高，占用空间少，可实现在同一套工装夹具上完成加强圈环形焊缝和后桥壳盖环形焊缝焊接作业的汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，它包括后桥壳本体定位机构、后桥壳本体辅助定位机构、后桥壳盖定位机构和底板，所述底板固定在水平面上，所述后桥壳本体定位机构和后桥壳盖定位机构均安装在底板上，后桥壳本体定位机构设有自动定心撑涨卡盘组件、标准变位器、后桥壳本体翻转控制单元和后桥壳本体定位机构支撑座，所述自动定心撑涨卡盘组件用于实现后桥壳本体的夹紧定位，所述标准变位器用于实现后桥壳本体在X-Y和Y-Z平面上的旋转，所述后桥壳本体翻转控制单元用于实现后桥壳本体在X-Z平面上的旋转。
上述汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，所述后桥壳本体翻转控制单元包括第一气缸、第一连接板和第一转轴，所述第一气缸安装在水平面上，其伸缩臂与第一连接板铰接，所述第一连接板固定在第一转轴的前端，所述第一转轴安装在后桥壳本体定位机构支撑座上，在第一转轴的中部固定安装后桥壳本体定位机构翻转座。
上述汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，所述标准变位器固定在后桥壳本体定位机构翻转座上，它与自动定心撑涨卡盘组件固定装配，所述自动定心撑涨卡盘组件设置三个卡爪，所述卡爪由自动定心撑涨卡盘控制气缸驱动，卡爪与后桥壳本体及点固在后桥壳本体上的加强圈匹配。
上述汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，所述后桥壳盖定位机构设有后桥壳盖翻转控制单元、后桥壳盖仿形定位组件、加油塞孔定位组件、平移控制组件和后桥壳盖定位机构支撑座，所述后桥壳盖翻转控制单元用于实现后桥壳盖在X-Z平面上的旋转，所述后桥壳盖仿形定位组件、加油塞孔定位组件用于实现后桥壳盖的夹紧定位，所述平移控制组件用于实现后桥壳盖在X方向的平行移动。
上述汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，所述后桥壳盖翻转控制单元包括第二气缸、第二连接板和第二转轴，所述第二气缸安装在水平面上，其伸缩臂与第二连接板铰接，所述第二连接板固定在第二转轴的前端，所述第二转轴安装在后桥壳盖定位机构支撑座上，在第二转轴的中部固定安装后桥壳盖定位机构翻转座。
上述汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，所述后桥壳盖仿形定位组件包括L座和一组仿形定位支撑块，所述仿形定位支撑块固定在L座上，所述L座底部与平移控制组件配装，在L座上安装加油塞座孔定位组件。
上述汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，所述加油塞孔定位组件包括第三气缸和加油塞孔定位销，所述第三气缸固定在后桥壳盖仿形定位组件的L座上，其伸缩臂与加油塞孔定位销固定装配，所述加油塞孔定位销与后桥壳盖上的加油塞孔匹配。
上述汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，所述平移控制组件包括第四气缸、平移滑轨和平移滑块，所述第四气缸安装在后桥壳盖仿形定位组件翻转座上，其伸缩臂与L座固定装配，所述平移滑块固定在L座底部，所述平移滑轨与平移滑块匹配，平移滑轨固定在后桥壳盖仿形定位组件翻转座上。
上述汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，所述后桥壳本体辅助定位机构包括第五气缸、角向定位支架、线型导轨和后桥壳本体辅助定位机构支撑座，所述第五气缸固定在后桥壳本体辅助定位机构支撑座上，所述后桥壳本体辅助定位机构支撑座倾斜布置线型导轨，所述线型导轨与角向定位支架匹配，所述角向定位支架顶部设有与后桥壳本体端部匹配的卡座。
本发明通过后桥壳本体定位机构和后桥壳盖定位机构的配合实现了工件装夹位置与焊接位置的空间变换，在后桥壳本体装夹时，先将后桥壳本体放置在自动定心撑涨卡盘上，自动定心撑涨卡盘的卡爪由自动定心撑涨卡盘控制气缸驱动将后桥壳本体夹紧，然后，标准变位器带动后桥壳本体在X-Y平面内逆时针旋转90°，再由后桥壳本体翻转控制单元动作使后桥壳本体在X-Z平面上逆时针旋转90°；在后桥壳盖装夹时，先通过后桥壳盖仿形定位组件和加油塞孔定位组件对后桥壳盖夹紧定位，然后由后桥壳盖翻转控制单元驱动后桥壳盖在X-Z平面上顺时针旋转90°，再由平移控制组件推动后桥壳盖与后桥壳本体贴合，完成工件的装夹作业。本发明可通过标准变位器带动工件实现360°旋转，可配合双弧焊接机器人设备实现后桥壳加强圈和后桥壳盖环缝的同时自动焊接。总之，本发明在同一套工装夹具上完成了汽车后桥壳总成的加强圈环形焊缝和后桥壳盖环形焊缝焊接作业，不仅提高了焊装生产线的能效，而且减少了空间的占用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是汽车后桥壳总成结构示意图；
图2是图1的主视图；
图3是图2的后视图；
图4是本发明结构示意图；
图5是后桥壳本体定位机构示意图；
图6是后桥壳盖定位机构示意图；
图7是图6的K向视图；
图8是后桥壳本体辅助定位机构示意图；
图9～图13是本发明的工件装夹过程示意图。
图中各标号清单为：1、汽车后桥壳总成，1-1、后桥壳本体，1-2、后桥壳盖，1-2-1、加油塞孔，1-3、加强圈，2、后桥壳本体定位机构，2-1、第一气缸，2-2、第一连接板，2-3、第一转轴，2-4、标准变位器，2-5、自动定心撑涨卡盘组件，2-6、后桥壳本体定位机构支撑座，2-7、自动定心撑涨卡盘控制气缸，2-8、后桥壳本体定位机构翻转座，3、后桥壳盖定位机构，3-1、第二气缸，3-2、第二连接板，3-3、第二转轴，3-4、L座，3-5、仿形定位支撑块，3-6、第三气缸，3-7、后桥壳盖定位机构支撑座，3-8、第四气缸，3-9、平移滑块，3-10、平移滑轨，3-11、后桥壳盖定位机构翻转座，3-12、加油塞孔定位销，4、后桥壳本体辅助定位机构，4-1、第五气缸，4-2、角向定位支架，4-3、卡座，4-4、线型导轨，4-5、后桥壳本体辅助定位机构支撑座，5、底板。
具体实施方式
参看图 4、图5，本发明包括后桥壳本体定位机构2、后桥壳本体辅助定位机构4、后桥壳盖定位机构3和底板5，所述底板5固定在水平面上，所述后桥壳本体定位机构2和后桥壳盖定位机构3均安装在底板5上，后桥壳本体定位机构2设有自动定心撑涨卡盘组件2-5、标准变位器2-4、后桥壳本体翻转控制单元和后桥壳本体定位机构支撑座2-6；所述后桥壳本体翻转控制单元包括第一气缸2-1、第一连接板2-2和第一转轴2-3，所述第一气缸2-1安装在水平面上，其伸缩臂与第一连接板2-2铰接，所述第一连接板2-2固定在第一转轴2-3的前端，所述第一转轴2-3安装在后桥壳本体定位机构支撑座2-6上，在第一转轴的中部固定安装后桥壳本体定位机构翻转座2-8；所述标准变位器2-4是一种通用、高效的以实现环缝焊接为主的焊接设备，是用来拖动待焊工件，使待焊焊缝运动至理想位置进行施焊作业的设备，在焊接技术领域把它划为焊接辅机，它保证了焊接质量，提高了焊接生产率和生产过程的安全性，本发明的标准变位器2-4用于实现后桥壳本体1-1在X-Y平面上的旋转，它固定在后桥壳本体定位机构翻转座2-8上，与自动定心撑涨卡盘组件2-5固定装配，所述自动定心撑涨卡盘组件2-5设置三个卡爪，所述卡爪由自动定心撑涨卡盘控制气缸2-7驱动，卡爪与后桥壳本体1-1及点固在后桥壳本体上的加强圈1-3匹配。
参看图6、图7，本发明的后桥壳盖定位机构3设有后桥壳盖翻转控制单元、后桥壳盖仿形定位组件、加油塞孔定位组件、平移控制组件和后桥壳盖定位机构支撑座3-7，所述后桥壳盖翻转控制单元包括第二气缸3-1、第二连接板3-2和第二转轴3-3，所述第二气缸3-1安装在水平面上，其伸缩臂与第二连接板3-2铰接，所述第二连接板3-2固定在第二转轴3-3的前端，所述第二转轴3-3安装在后桥壳盖定位机构支撑座3-7上，在第二转轴3-3的中部固定安装后桥壳盖定位机构翻转座3-11；所述后桥壳盖仿形定位组件包括L座3-4和一组仿形定位支撑块3-5，所述仿形定位支撑块3-5固定在L座3-4上，所述L座3-4底部与平移控制组件配装，在L座3-4上安装加油塞孔定位组件；所述加油塞孔定位组件包括第三气缸3-6和加油塞孔定位销3-12，所述第三气缸3-6固定在后桥壳盖仿形定位组件的L座3-4上，其伸缩臂与加油塞孔定位销3-12固定装配，所述加油塞孔定位销3-12与后桥壳盖1-2上的加油塞孔1-2-1匹配；所述平移控制组件包括第四气缸3-8、平移滑块3-9和平移滑轨3-10，所述第四气缸3-8安装在后桥壳盖定位机构翻转座3-11上，其伸缩臂与L座3-4固定装配，所述平移滑块3-9固定在L座3-4底部，所述平移滑轨3-9与平移滑块3-10匹配，平移滑轨3-10固定在后桥壳盖定位机构翻转座3-11上。
参看图8，本发明的后桥壳本体辅助定位机构4包括第五气缸4-1、角向定位支架4-2、线型导轨4-4和后桥壳本体辅助定位机构支撑座4-5，所述第五气缸4-1固定在后桥壳本体辅助定位机构支撑座4-5上，所述后桥壳本体辅助定位机构支撑座4-5上倾斜布置线型导轨4-4，所述线型导轨4-4与角向定位支架4-2匹配，所述角向定位支架4-2顶部设有与后桥壳本体1-1端部匹配的卡座4-3。
参看图9～图12，本发明在后桥壳本体1-1装夹时，第一气缸2-1的伸缩臂初始状态为伸出状态，后桥壳本体定位机构2的自动定心撑涨卡盘组件2-5的工作面向上（如附图9所示），将后桥壳本体1-1放置在后桥壳本体定位机构2的自动定心撑涨卡盘组件2-5上，由自动定心撑涨卡盘组件2-5对其进行中心定位，再由后桥壳本体辅助定位机构4对后桥壳本体1-1周向定位（参看附图10），自动定心撑涨卡盘组件2-5的卡爪由自动定心撑涨卡盘控制气缸2-7驱动将桥壳本体1-1夹紧，然后，标准变位器带动后桥壳本体在X-Y平面内逆时针旋转90°（如附图11所示），后桥壳本体翻转控制单元的第一气缸2-1的伸缩臂缩回，拉动第一连接板2-2及第一转轴2-3逆时针旋转90°，固定在第一转轴2-3上的后桥壳本体定位机构翻转座2-8随之动作，使后桥壳本体1-1在X-Z平面上逆时针旋转90°（如附图12所示），完成后桥壳本体1-1的装夹操作。
参看图9～图13，本发明在后桥壳盖1-2装夹时，第二气缸3-1的伸缩臂初始状态为伸出状态，后桥壳盖定位机构3的仿形定位支撑块3-5的工作面向上（如附图9所示），由仿形定位支撑块3-5对后桥壳盖1-2定位夹紧，通过第三汽缸3-6驱动加油塞孔定位销3-12限定后桥壳盖1-2的加油塞孔1-2-1位置（如附图10所示），然后，后桥壳盖定位机构3的的第二气缸3-1伸缩臂缩回，拉动第二连接板3-2及第二转轴3-3顺时针旋转90°，固定在第二转轴3-3上的后桥壳盖定位机构翻转座3-11随之动作，使后桥壳盖1-2在X-Z平面上顺时针旋转90°（如附图11、图12所示），然后再由第四汽缸3-8推动L座及后桥壳盖1-2在平移滑块3-9和平移滑轨3-10导向作用下向右水平移动，使后桥壳盖1-2与后桥壳本体1-1贴合，完成工件的装夹作业（如附图13所示）。
本发明在完成工件的装夹作业后，将后桥壳盖1-2与后桥壳本体1-1点固定位，然后，后桥壳盖定位机构3的L座向右平移，返回初始位置，再通过标准变位器2-4带动工件360°旋转，它与双弧焊机器人设备联动，实现后桥壳加强圈1-3和后桥壳盖1-2环缝的自动焊接。

Claims (9)

1.一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，其特征是，它包括后桥壳本体定位机构（2）、后桥壳本体辅助定位机构（4）、后桥壳盖定位机构（3）和底板（5），所述底板（5）固定在水平面上，所述后桥壳本体定位机构（2）和后桥壳盖定位机构（3）均安装在底板（5）上，后桥壳本体定位机构（2）设有自动定心撑涨卡盘组件（2-5）、标准变位器（2-4）、后桥壳本体翻转控制单元和后桥壳本体定位机构支撑座（2-6），所述自动定心撑涨卡盘组件（2-5）用于实现后桥壳本体（1-1）的夹紧定位，所述标准变位器（2-4）用于实现后桥壳本体（1-1）在X-Y和Y-Z平面上的旋转，所述后桥壳本体翻转控制单元用于实现后桥壳本体（1-1）在X-Z平面上的旋转。
2. 根据权利要求1所述的一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，其特征是，所述后桥壳本体翻转控制单元包括第一气缸（2-1）、第一连接板（2-2）和第一转轴（2-3），所述第一气缸（2-1）安装在水平面上，其伸缩臂与第一连接板（2-2）铰接，所述第一连接板（2-2）固定在第一转轴（2-3）的前端，所述第一转轴（2-3）安装在后桥壳本体定位机构支撑座（2-6）上，在第一转轴的中部固定安装后桥壳本体定位机构翻转座（2-8）。
3.根据权利要求2所述的一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，其特征是，所述标准变位器（2-4）固定在后桥壳本体定位机构翻转座（2-8）上，它与自动定心撑涨卡盘组件（2-5）固定装配，所述自动定心撑涨卡盘组件（2-5）设置三个卡爪，所述卡爪由自动定心撑涨卡盘控制气缸（2-7）驱动，卡爪与后桥壳本体（1-1）及点固在后桥壳本体上的加强圈（1-3）匹配。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，其特征是，所述后桥壳盖定位机构（3）设有后桥壳盖翻转控制单元、后桥壳盖仿形定位组件、加油塞孔定位组件、平移控制组件和后桥壳盖定位机构支撑座（3-7），所述后桥壳盖翻转控制单元用于实现后桥壳盖（1-2）在X-Z平面上的旋转，所述后桥壳盖仿形定位组件、加油塞孔定位组件用于实现后桥壳盖（1-2）的夹紧定位，所述平移控制组件用于实现后桥壳盖（1-2）在X方向的平行移动。
5.根据权利要求4所述的一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，其特征是，所述后桥壳盖翻转控制单元包括第二气缸（3-1）、第二连接板（3-2）和第二转轴（3-3），所述第二气缸（3-1）安装在水平面上，其伸缩臂与第二连接板（3-2）铰接，所述第二连接板（3-2）固定在第二转轴（3-3）的前端，所述第二转轴（3-3）安装在后桥壳盖定位机构支撑座（3-7）上，在第二转轴（3-3）的中部固定安装后桥壳盖定位机构翻转座（3-11）。
6.根据权利要求5所述的一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，其特征是，所述后桥壳盖仿形定位组件包括L座（3-4）和一组仿形定位支撑块（3-5），所述仿形定位支撑块（3-5）固定在L座（3-4）上，所述L座（3-4）底部与平移控制组件配装，在L座（3-4）上安装加油塞孔定位组件。
7.根据权利要求6所述的一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，其特征是，所述加油塞孔定位组件包括第三气缸（3-6）和加油塞孔定位销（3-12），所述第三气缸（3-6）固定在后桥壳盖仿形定位组件的L座（3-4）上，其伸缩臂与加油塞孔定位销（3-12）固定装配，所述加油塞孔定位销（3-12）与后桥壳盖（1-2）上的加油塞孔（1-2-1）匹配。
8.根据权利要求7所述的一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，其特征是，所述平移控制组件包括第四气缸（3-8）、平移滑块（3-9）和平移滑轨（3-10），所述第四气缸（3-8）安装在后桥壳盖定位机构翻转座（3-11）上，其伸缩臂与L座（3-4）固定装配，所述平移滑块（3-9）固定在L座（3-4）底部，所述平移滑轨（3-9）与平移滑块（3-10）匹配，平移滑轨（3-10）固定在后桥壳盖定位机构翻转座（3-11）上。
9.根据权利要求8所述的一种汽车后桥壳总成工件焊装定位夹具，其特征是，所述后桥壳本体辅助定位机构（4）包括第五气缸（4-1）、角向定位支架（4-2）、线型导轨（4-4）和后桥壳本体辅助定位机构支撑座（4-5），所述第五气缸（4-1）固定在后桥壳本体辅助定位机构支撑座（4-5）上，所述后桥壳本体辅助定位机构支撑座（4-5）上倾斜布置线型导轨（4-4），所述线型导轨（4-4）与角向定位支架（4-2）匹配，所述角向定位支架（4-2）顶部设有与后桥壳本体（1-1）端部匹配的卡座（4-3）。
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