CN105033448A - 地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，包括：一对工字梁基座、对称分设于工字梁基座两侧的四根方钢基座、滑动安装于方钢基座上的若干定位夹紧机构、滑动安装于工字梁基座上的若干横梁以及翻转机构，相邻两根横梁上滑动连接有一对旋转式焊缝支撑条和一对固定式焊缝支撑条。本发明的工装适用于地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊，充分考虑了现有及后续项目的共性特征，提高了工装的通用性，不但节约了高额的新制工装费用，还大大缩短了新项目工装准备的周期，节省了工装空间占位，并且缩短了多项目并线生产过程中的项目生产工装切换时间，保证了工装的准确一致性，提高了产能，而且该工装可靠性好、结构简单、效率高，适合实际应用。

Description

地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装
技术领域
本发明涉及一种全焊接铝合金地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，属于地铁车辆侧墙组焊技术领域。
背景技术
搅拌摩擦焊相对于弧焊有较大优势：焊接速度快、焊接变形小、焊缝强度高、不需要焊丝和保护气体、无烟尘、无弧光、噪音小，可以节约大量成本，因此在铝合金地铁车辆的焊接中得到了较为广泛的应用。为了焊接车辆，需要利用工装将待焊接的部件定位并加装，由于铝合金地铁车辆车型众多，不同车型的车辆侧墙结构（侧墙外轮廓、侧墙单元分布、侧墙高度等）也存在较大差异，这些差异势必会造成其工装需求的各异性。
以往地铁车辆项目所用侧墙自动焊工装均是针对具体项目、具体车型而设计制造的，即：每上一个新项目就需要重新制作一整套组焊装备。导致车间现有工装得不到合理的利用，新造工装也占用车间厂房的有限布局，且设计制造一套工装需要较长的周期，往往跟不上项目进度需求，同时制造成本大大提高，降低了产品竞争力，该生产思路已经严重影响对新项目执行的可靠度、高效性，亟需改进。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种通用性强、可靠性好、使用方便、维护简单、结构紧凑、低成本、高效率的全焊接铝合金地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，包括：一对工字梁基座、对称分设于工字梁基座两侧的四根方钢基座、滑动安装于方钢基座上的若干定位夹紧机构、滑动安装于工字梁基座上的若干横梁以及翻转机构，相邻两根横梁上滑动连接有一对旋转式焊缝支撑条和一对固定式焊缝支撑条，所述一对旋转式焊缝支撑条分设于靠近横梁的两端部，所述翻转机构能够驱动旋转式焊缝支撑条旋转90°以实现正反装支撑面的切换。
优选地，前述翻转机构包括：滑动安装于横梁上的用于支承旋转式焊缝支撑条的轴承座、驱动旋转式焊缝支撑条转动的翻转液压缸以及起联动控制作用的控制阀。
为了便于滑动，前述工字梁基座、方钢基座及横梁上均设有滑动结构。
具体地，前述每个工字梁基座上形成有两排C型槽；所述方钢基座和横梁上安装有导轨。
进一步地，前述旋转式焊缝支撑条和固定式焊缝支撑条上均设有快速夹钳以压紧待焊部件。
优选地，前述定位夹紧机构、翻转液压缸和横梁的滑动方向均为第一方向；所述旋转式焊缝支撑条和固定式焊缝支撑条的滑动方向均为第二方向，所述第一方向与第二方向垂直。
更进一步地，前述定位夹紧机构包括：底座、安装于底座上的可更换的定位块、侧推液压缸以及纵向液压缸，所述底座上形成有滑动轨道，所述滑动轨道上滑动连接一受侧推液压缸驱动的侧压板，所述纵向液压缸安装于侧压板上并具有一压头，所述压头能够伸缩和旋转。
优选地，前述底座底部设有用于将定位夹紧机构固定于方钢基座上的多个固定手轮。
优选地，前述定位夹紧机构的数量为24个，分设于两侧的方钢基座上；所述横梁数量为10根，所述旋转式焊缝支撑条和固定式焊缝支撑条均为9对。
本实施例中，前述横梁彼此最大间距为2.44m。
本发明的有益之处在于：本发明的工装适用于地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊，充分考虑了现有及后续项目的共性特征，提高了工装的通用性，不但节约了高额的新制工装费用，还大大缩短了新项目工装准备的周期，节省了工装空间占位，并且缩短了多项目并线生产过程中的项目生产工装切换时间，保证了工装的准确一致性，提高了产能，而且该工装可靠性好、结构简单、效率高，适合实际应用。
附图说明
图1是本发明的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装的一个优选实施例的整体结构示意图；
图2是图1的局部细节图；
图3是图1所示实施例的侧视图（正装状态下）；
图4是图1所示实施例的侧视图（反装状态下）；
图5是图1所示实施例中定位夹紧机构的结构示意图；
图6是待焊接的侧墙结构示意图；
图7是带焊接的侧墙截面结构示意图。
图中附图标记的含义：1、侧墙边梁，2、侧墙模块，3、侧墙板型材，4、工字梁基座，5、C型槽，6、方钢基座，7、定位夹紧机构，8、横梁，9、旋转式焊缝支撑条，10、固定式焊缝支撑条，11、轴承座，12、翻转液压缸，13、底座，14、定位块，15、侧推液压缸，16、纵向液压缸，17、侧压板，18、压头，19、快速夹钳，20、固定手轮。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的，如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。
此外，在权利要求和说明书中使用的序数词例如“第一”、“第二”、“第三”等，用于修饰权利要求项而不是由于本身含有任何优先、在先或一项权利要求的顺序在另一权利要求之前或者执行方法步骤的时间顺序，仅仅作为标签使用以区别例如带有特定名称的权利要求的元素与另外一个带有相同名称的元素（而不是用于顺序性的术语）。
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
为了较好地理解本发明，首先对本发明的工装应用对象——地铁车辆侧墙进行简要介绍，如图6和图7所示，每块侧墙包含一根侧墙边梁1和5个侧墙模块2，侧墙边梁1是一根通长的直线型型材，侧墙模块2是由4块侧墙板型材3组成，工装的作用就在于将这些型材定位夹紧后组焊成图6所示的完整的侧墙。由于各项目中侧墙的结构差异主要在于侧墙外轮廓、侧墙单元分布、侧墙高度等方面，因此，本发明充分结合了这些因素差异，设计了一个通用性更好、灵活性更高的工装
参见图1和图2，本发明的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装包括：一对工字梁基座4、对称分设于工字梁基座4两侧的四根方钢基座6、滑动安装于方钢基座6上的24个定位夹紧机构7、滑动安装于工字梁基座4上的10根横梁8以及翻转机构，相邻两根横梁8上滑动连接有一对旋转式焊缝支撑条9和一对固定式焊缝支撑条10。其中，一对旋转式焊缝支撑条9分设于靠近横梁8的两端部，固定式焊缝支撑条10夹设于两个旋转式焊缝支撑条9中间，翻转机构能够驱动旋转式焊缝支撑条9旋转90°以实现正反装支撑面的切换，即实现图3和图4的状态切换。
翻转机构具体包括：滑动安装于横梁8上的用于支承旋转式焊缝支撑条9的轴承座11、驱动旋转式焊缝支撑条9转动的翻转液压缸12以及起联动控制作用的控制阀，每个控制阀联动控制处于同一排的9根旋转式焊缝支撑条9。
为了便于滑动，在工字梁基座4、方钢基座6及横梁8上均设有滑动结构。具体地，每个工字梁基座4上形成有两排C型槽5供横梁8在其上滑动；方钢基座6和横梁8上安装有导轨供相应部件滑动。如图2所示，定位夹紧机构7、翻转液压缸12和横梁8的滑动方向均为第一方向A；旋转式焊缝支撑条9和固定式焊缝支撑条10的滑动方向均为第二方向B，第一方向A与第二方向B垂直，这样就能够使得该工装适用于不同高度和宽度的侧墙。
如图5所示，定位夹紧机构7包括：底座13、安装于底座13上的可更换的定位块14、侧推液压缸15以及纵向液压缸16，在底座13上形成有滑动轨道，滑动轨道上滑动连接一受侧推液压缸15驱动的侧压板17，纵向液压缸16安装于侧压板17上并具有一压头18，压头18能够伸缩和旋转。为了方便固定定位夹紧机构7，在底座13底部设有用于将定位夹紧机构7固定于方钢基座6上的多个固定手轮20。
本发明的工装的操作过程如下：首先，将该工装调至图3所示的正装状态，将所有夹具和定位夹紧机构7打开，吊运侧墙边梁1和侧墙板型材3落于工装上，划线定位后，启动侧推液压缸15沿第二方向B推紧侧墙型材，接着启动纵向液压缸16竖直压紧侧墙两侧，然后使用快速夹钳19夹紧焊缝两端的型材，对正面焊缝进行搅拌摩擦焊；当正面焊缝焊接完成后，吊运整体侧墙起胎，将旋转式焊缝支撑条9切换成反装状态，侧墙部件落入工装，同样进行侧推、压紧、夹紧后，进行反面搅拌摩擦焊，最终完成了侧墙搅拌摩擦焊组焊工序。
如果进行其他项目的摩擦焊，根据侧墙的实际结构做出相应变化即可，调整定位夹紧机构7、横梁8等的位置，或者更换定位块14等，因此，该工装能够提高生产效率，降低成本投入。
此外，为了具有较好的可操作性，该工装高度设计应不超过1m，方便侧墙作业人员操作，另外，在工装两侧布置有木质踏板，方便作业人员上下工装。
综上，本发明的工装适用于地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊，充分考虑了现有及后续项目的共性特征，提高了工装的通用性，不但节约了高额的新制工装费用，还大大缩短了新项目工装准备的周期，节省了工装空间占位，并且缩短了多项目并线生产过程中的项目生产工装切换时间，保证了工装的准确一致性，提高了产能，而且该工装可靠性好、结构简单、效率高，适合实际应用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，其特征在于，包括：一对工字梁基座、对称分设于工字梁基座两侧的四根方钢基座、滑动安装于方钢基座上的若干定位夹紧机构、滑动安装于工字梁基座上的若干横梁以及翻转机构，相邻两根横梁上滑动连接有一对旋转式焊缝支撑条和一对固定式焊缝支撑条，所述一对旋转式焊缝支撑条分设于靠近横梁的两端部，所述翻转机构能够驱动旋转式焊缝支撑条旋转90°以实现正反装支撑面的切换。
2.根据权利要求1所述的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，其特征在于，所述翻转机构包括：滑动安装于横梁上的用于支承旋转式焊缝支撑条的轴承座、驱动旋转式焊缝支撑条转动的翻转液压缸以及起联动控制作用的控制阀。
3.根据权利要求1所述的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，其特征在于，所述工字梁基座、方钢基座及横梁上均设有滑动结构。
4.根据权利要求3所述的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，其特征在于，所述每个工字梁基座上形成有两排C型槽；所述方钢基座和横梁上安装有导轨。
5.根据权利要求1所述的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，其特征在于，所述旋转式焊缝支撑条和固定式焊缝支撑条上均设有快速夹钳以压紧待焊部件。
6.根据权利要求2所述的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，其特征在于，所述定位夹紧机构、翻转液压缸和横梁的滑动方向均为第一方向；所述旋转式焊缝支撑条和固定式焊缝支撑条的滑动方向均为第二方向，所述第一方向与第二方向垂直。
7.根据权利要求1-6任一项所述的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，其特征在于，所述定位夹紧机构包括：底座、安装于底座上的可更换的定位块、侧推液压缸以及纵向液压缸，所述底座上形成有滑动轨道，所述滑动轨道上滑动连接一受侧推液压缸驱动的侧压板，所述纵向液压缸安装于侧压板上并具有一压头，所述压头能够伸缩和旋转。
8.根据权利要求7所述的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，其特征在于，所述底座底部设有用于将定位夹紧机构固定于方钢基座上的多个固定手轮。
9.根据权利要求7所述的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，其特征在于，所述定位夹紧机构的数量为24个，分设于两侧的方钢基座上；所述横梁数量为10根，所述旋转式焊缝支撑条和固定式焊缝支撑条均为9对。
10.根据权利要求8所述的地铁车辆侧墙搅拌摩擦焊柔性化工装，其特征在于，所述横梁彼此最大间距为2.44m。
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