CN104439820B - 薄板插接快速组合夹具及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄板插接快速组合夹具，包括底板、连接板以及至少一组夹持机构，所述连接板固定安装在所述底板上平面，所述夹持机构固定插接在所述连接板上，所述夹持机构由多块插接板组成，多块插接板之间采用插接方式固定连接，夹持机构用于支撑被加工零件。夹持机构包括至少一块支承插接板、至少一块前侧插接板以及至少一块后侧插接板，支承插接板前端与前侧插接板插接且方向相垂直，支承插接板后端与后侧插接板插接且方向相垂直；所述连接板上设有多个插接槽，用于固定夹持机构。本发明同时公开一种薄板插接快速组合夹具的制造方法，有效减少焊接试制夹具的制造周期和费用。

Description

薄板插接快速组合夹具及其制造方法
技术领域
本发明涉及焊接夹具设计及制造领域，尤其涉及一种薄板插接快速组合夹具。
背景技术
目前国内常规焊接夹具一般由多个部件组装而成，各部件间通过定位销和螺栓等标准零件连接。焊接夹具的各部件多采用16mm以上的厚钢板通过机械加工而成，由于焊接夹具的组成部件数量多，机械加工任务量较大，造成焊接夹具的制造周期较长、成本也高。薄钢板虽然加工效率高，但因其强度较低和焊后变形量大在焊接夹具制造领域很少使用。
汽车新车型试制阶段，如何减少焊接试制夹具的制造周期和费用，缩短新产品的研发周期，对竞争日益激烈的汽车行业具有重大战略意义。
发明内容
本发明旨在提供一种薄钢板结构的快速夹具及其制造方法，从而有效的减少焊接试制夹具的制造周期和费用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种薄板插接快速组合夹具，包括底板、连接板以及至少一组夹持机构，所述连接板固定安装在所述底板上平面，所述夹持机构固定插接在所述连接板上，所述夹持机构由多块插接板组成，多块插接板之间采用插接方式固定连接，夹持机构用于支撑被加工零件。
一种薄板插接快速组合夹具的改进方案，所述夹持机构包括至少一块支承插接板、至少一块前侧插接板以及至少一块后侧插接板，支承插接板前端与前侧插接板插接且方向相垂直，支承插接板后端与后侧插接板插接且方向相垂直；所述连接板上设有多个插接槽，用于固定夹持机构。
一种薄板插接快速组合夹具的进一步改进方案，所述夹持机构包括两块结构相同的支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板，两块结构相同的支承插接板与前侧插接板均固定插接在连接板上，其中，两块结构相同的支承插接板并列安装在连接板上，且两块支承插接板下部与前侧插接板上部插接，支承插接板与前侧插接板方向相垂直，两块支承插接板背部与后侧插接板插接，支承插接板与后侧插接板方向相垂直。
一种薄板插接快速组合夹具的进一步改进方案，支承插接板顶部构成的曲面为与被加工零件下侧形状吻合的支撑面，支承插接板下部设有用于与前侧插接板插接的插接口和用于与连接板插接的一系列间断的矩形插接边，支承插接板背部设有用于与后侧插接板插接的矩形插接口。
一种薄板插接快速组合夹具的进一步改进方案，共包括六组夹持机构，六组夹持机构依次排列固定在连接板上，六组夹持机构共同支撑被加工件，六组夹持机构的顶部构成的曲面与被加工件下侧的形状相吻合。
一种薄板插接快速组合夹具的进一步改进方案，第一组夹持机构和第六组夹持机构都包括两块支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板以及一块中间插接板，两块支承插接板、前侧插接板及后侧插接板均固定插接在连接板上，其中，两块支承插接板并列安装在连接板上，且两块支承插接板前端下部与前侧插接板上部插接，支承插接板与前侧插接板方向相垂直，两块支承插接板后端下部与后侧插接板上部插接，支承插接板与后侧插接板方向相垂直，中间插接板下部与外侧的支承插接板上部插接。
一种薄板插接快速组合夹具的进一步改进方案，第二组夹持机构和第四组夹持机构都包括两块支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板，两块支承插接板、前侧插接板及后侧插接板均固定插接在连接板上，其中，两块支承插接板并列安装在连接板上，且两块支承插接板前端下部与前侧插接板上部插接，支承插接板与前侧插接板方向相垂直，两块支承插接板后端下部与后侧插接板上部插接，支承插接板与后侧插接板方向相垂直。
一种薄板插接快速组合夹具的进一步改进方案，第三组夹持机构和第五组夹持机构都包括一块支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板，支承插接板、前侧插接板及后侧插接板均固定插接在连接板上，其中，前侧插接板和后侧插接板分别插接插接在支承插接板下部的前端和后端，且与支承插接板方向垂直。
一种薄板插接快速组合夹具的进一步改进方案，所述底板上设有多个圆孔，所述连接板上设有多个通孔，底板和插接板上的孔位置相对并通过螺栓连接。
本发明同时提供一种薄板插接快速组合夹具的制造方法，包括以下步骤：
步骤一、使用激光切割设备加工支各插接板及连接板：使用激光切割设备加工出各插接板的支撑面、插接边和插接口，并加工出连接板上的通孔和插接槽；
步骤二、采用十字插接法按相应的空间顺序插接装配出立体的组合夹具：采用十字插接法，将各插接板插接固定，组合出夹持机构，将组合后的夹持机构插接固定在连接板上；
步骤三、采用CO2气体保护焊间断焊接夹持机构和连接板之间的插接部位，使其形成永久性连接；
步骤四、将连接板上的多个通孔与底板上的多个圆孔位置对正，并使用螺栓连接两者的所有孔位，完成薄板插接快速组合夹具的组合固定。
本发明的积极效果是：
将结构复杂的厚钢板试制夹具，通过优化设计拆解成能够使用激光切割设备高效加工的薄钢板，大大节省了试制夹具的制造周期和费用；通过十字插接结构和CO2气体保护焊的间断焊接来增加试制夹具的强度和稳定性；将薄板插接组合夹具装配到通用底板平台上，保证夹具整体的平面度和强度。
附图说明
图1为实施例1薄板插接快速组合夹具结构图；
图2为实施例1薄板插接快速组合夹具的立板示意图；
图3为实施例1薄板插接快速组合夹具的连接板示意图；
图4为实施例1薄板插接快速组合夹具用于某车型行李箱锁钩加强板总成的使用状态示意图；
图5为实施例2薄板插接快速组合夹具用于某车型风窗上横梁总成的使用状态示意图；
图6为实施例2薄板插接快速组合夹具结构图；
图7为实施例2薄板插接快速组合夹具的第一组夹持机构与连接板装配结构示意图；
图8为实施例2薄板插接快速组合夹具的连接板示意图。
图中：
1、底板，2、连接板，3、支承插接板，4、后侧插接板，5、前侧插接板，11、圆孔，21、插接槽，22、通孔，31、插接口，32、插接边。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
参阅图1，一种薄板插接快速组合夹具，其包括一块底板1、一块连接板2、一组夹持机构，夹持机构包括两块结构相同的支承插接板3、一块后侧插接板4、一块前侧插接板5。连接板2固定安装在底板1上平面；两块结构相同的支承插接板3与前侧插接板5均固定插接在连接板2上，其中，两块结构相同的支承插接板3并列安装在连接板2上，且两块支承插接板3下部与前侧插接板5上部插接，支承插接板3与前侧插接板5方向相垂直，两块支承插接板3背部与后侧插接板4插接，支承插接板3与后侧插接板4方向相垂直。底板1为快速组合夹具的通用平台，厚度为15mm，平面度公差为0.1mm，底板1上加工有多个圆孔11，多个圆孔11按矩阵形式排列，圆孔11间距为200mm。
参阅图2，支承插接板3、后侧插接板4和前侧插接板5均为薄钢板，支承插接板3顶部构成的曲面为与被加工零件下侧形状吻合的支撑面，支承插接板3下部设有用于与前侧插接板5插接的矩形插接口31和用于与连接板2插接的一系列间断的矩形插接边32，支承插接板3背部也设有用于与后侧插接板4插接的矩形插接口31。
参阅图3，连接板2为矩形薄钢板，连接板2上设有四个通孔22，四个通孔22分布在连接板2的四角，通孔22间距也为200mm，将连接板2上的通孔22与底板1上的圆孔11位置相对，用螺栓穿过通孔22将连接板2与底板1固定连接。连接板2上设有多个矩形插接槽21，其中，纵向并列设置的两排矩形插接槽21用于与两块支承插接板3插接，横向设置的一排矩形插接槽21用于与前侧插接板5插接。连接板2和所有插接板的板厚(t)相同，t＝3mm，插接槽长度为15mm，宽度b＝t+0.05(mm)。
实施例2
参阅图5及图6，一种薄板插接快速组合夹具，其包括一块底板、一块连接板、六组夹持机构。六组夹持机构依次排列固定在连接板上，连接板固定安装在底板上平面。六组夹持机构共同支撑被加工件，六组夹持机构的顶部构成的曲面与被加工件下侧的形状相吻合。
底板为快速组合夹具的通用平台，厚度为15mm，平面度公差为0.1mm，底板上加工有多个圆孔11，多个圆孔11按矩阵形式排列，圆孔11间距为200mm。
参阅图6及图7，第一组夹持机构和第六组夹持机构都包括两块支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板以及一块中间插接板。两块支承插接板、前侧插接板及后侧插接板均固定插接在连接板上，其中，两块支承插接板并列安装在连接板上，且两块支承插接板前端下部与前侧插接板上部插接，支承插接板与前侧插接板方向相垂直，两块支承插接板后端下部与后侧插接板上部插接，支承插接板与后侧插接板方向相垂直，中间插接板下部与外侧的支承插接板上部插接。两组夹持机构的不同之处在于，各插接板的形状不完全相同。
参阅图6，第二组夹持机构和第四组夹持机构都包括两块支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板，两块支承插接板、前侧插接板及后侧插接板均固定插接在连接板上，其中，两块支承插接板并列安装在连接板上，且两块支承插接板前端下部与前侧插接板上部插接，支承插接板与前侧插接板方向相垂直，两块支承插接板后端下部与后侧插接板上部插接，支承插接板与后侧插接板方向相垂直。两组夹持机构的不同之处在于，各插接板的形状不完全相同。
参阅图6，第三组夹持机构和第五组夹持机构都包括一块支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板，支承插接板、前侧插接板及后侧插接板均固定插接在连接板上，其中，前侧插接板和后侧插接板分别插接插接在支承插接板下部的前端和后端，且与支承插接板方向垂直。两组夹持机构的不同之处在于，各插接板的形状不完全相同。
每组夹持机构的支承插接板上部都为与被加工零件下侧形状吻合的支撑面，支承插接板下部设有用于与前侧插接板插接的矩形插接口和用于与连接板插接的一系列间断的矩形插接边，前侧插接板和后侧插接板均在下部设有用于与连接板插接的矩形插接边，且在上部设有用于与支承插接板插接的矩形插接口，中间插接板下部设有与支承插接板插接的矩形插接口，第一和第五组夹持机构位于外侧的支承插接板上部还设有与中间插接板插接的矩形插接口。
参阅图8，支承插接板、后侧插接板和前侧插接板均为薄钢板，连接板为矩形薄钢板，连接板上设有多个通孔，多个通孔按矩阵形式分布在连接板上，通孔间距为200mm，将连接板上的通孔与底板上的圆孔位置相对，用螺栓穿过通孔将连接板与底板固定连接。连接板上设有多个矩形插接槽，矩形插接槽分为五组，分别用于插接固定对应的夹持机构的插接板。连接板和所有插接板的板厚(t)相同，t＝3mm，插接槽长度为15mm，宽度b＝t+0.05(mm)。
一种薄板插接快速组合夹具的制造方法包括以下步骤：
步骤一、使用激光切割设备加工各插接板及连接板2：使用激光切割设备加工出各插接板的支撑面、插接边32和插接槽31，并加工出连接板2上的通孔22和矩形插接槽21。
步骤二、采用十字插接法按相应的空间顺序插接装配出立体的组合夹具：采用十字插接法，将各插接板按位置插接固定，组合出夹持机构，将组合后的夹持机构插接固定在连接板2上；必要时使用锉刀修整加工毛刺，使用钣金锤轻敲插接区域上方，使其顺利完成插接装配。
步骤三、采用CO2气体保护焊间断焊接夹持机构和连接板2之间的插接部位，使其形成永久性连接，防止插接装配松动。所述夹持机构和连接板2之间需要焊接CO2气体保护焊正反焊缝2条，焊角高度5mm，焊缝长度5mm，间距40mm。
步骤四、将连接板2上的多个通孔22与底板1上的多个圆孔11位置对正，并使用螺栓连接两者的所有孔位，完成薄板插接快速组合夹具的组合固定。
所述薄板插接组合夹具上的立板1和连接板22的板厚(t)相同，t＝3mm，插接槽长度为15mm，宽度b＝t+0.05(mm)。

Claims (6)

1.一种薄板插接快速组合夹具，包括底板、连接板以及至少一组夹持机构，所述连接板固定安装在所述底板上平面，所述夹持机构固定插接在所述连接板上，所述夹持机构由多块插接板组成，多块插接板之间采用插接方式固定连接，夹持机构用于支撑被加工零件；所述夹持机构包括至少一块支承插接板、至少一块前侧插接板以及至少一块后侧插接板，支承插接板前端与前侧插接板插接且方向相垂直，支承插接板后端与后侧插接板插接且方向相垂直；所述连接板上设有多个插接槽，用于固定夹持机构；
其特征在于，所述夹持机构包括两块结构相同的支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板，两块结构相同的支承插接板与前侧插接板均固定插接在连接板上，其中，两块结构相同的支承插接板并列安装在连接板上，且两块支承插接板下部与前侧插接板上部插接，支承插接板与前侧插接板方向相垂直，两块支承插接板背部与后侧插接板插接，支承插接板与后侧插接板方向相垂直。
2.按照权利要求1所述的一种薄板插接快速组合夹具，其特征在于，所述支承插接板顶部构成的曲面为与被加工零件下侧形状吻合的支撑面，支承插接板下部设有用于与前侧插接板插接的插接口和用于与连接板插接的一系列间断的矩形插接边，支承插接板背部设有用于与后侧插接板插接的矩形插接口。
3.按照权利要求1所述的一种薄板插接快速组合夹具，其特征在于，所述底板上设有多个圆孔，所述连接板上设有多个通孔，底板上的圆孔与连接板上的通孔位置相对并通过螺栓连接。
4.一种薄板插接快速组合夹具，包括底板、连接板以及至少一组夹持机构，所述连接板固定安装在所述底板上平面，所述夹持机构固定插接在所述连接板上，所述夹持机构由多块插接板组成，多块插接板之间采用插接方式固定连接，夹持机构用于支撑被加工零件；所述夹持机构包括至少一块支承插接板、至少一块前侧插接板以及至少一块后侧插接板，支承插接板前端与前侧插接板插接且方向相垂直，支承插接板后端与后侧插接板插接且方向相垂直；所述连接板上设有多个插接槽，用于固定夹持机构；共包括六组夹持机构，六组夹持机构依次排列固定在连接板上，六组夹持机构共同支撑被加工零件，六组夹持机构的顶部构成的曲面与被加工零件下侧的形状相吻合；
其特征在于，第一组夹持机构和第六组夹持机构都包括两块支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板以及一块中间插接板，两块支承插接板、前侧插接板及后侧插接板均固定插接在连接板上，其中，两块支承插接板并列安装在连接板上，且两块支承插接板前端下部与前侧插接板上部插接，支承插接板与前侧插接板方向相垂直，两块支承插接板后端下部与后侧插接板上部插接，支承插接板与后侧插接板方向相垂直，中间插接板下部与外侧的支承插接板上部插接。
5.按照权利要求4所述的一种薄板插接快速组合夹具，其特征在于，第二组夹持机构和第四组夹持机构都包括两块支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板，两块支承插接板、前侧插接板及后侧插接板均固定插接在连接板上，其中，两块支承插接板并列安装在连接板上，且两块支承插接板前端下部与前侧插接板上部插接，支承插接板与前侧插接板方向相垂直，两块支承插接板后端下部与后侧插接板上部插接，支承插接板与后侧插接板方向相垂直。
6.按照权利要求4所述的一种薄板插接快速组合夹具，其特征在于，第三组夹持机构和第五组夹持机构都包括一块支承插接板、一块后侧插接板、一块前侧插接板，支承插接板、前侧插接板及后侧插接板均固定插接在连接板上，其中，前侧插接板和后侧插接板分别插接在支承插接板下部的前端和后端，且与支承插接板方向垂直。
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