CN108239337A - 一种由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件，包括特种材料制成的L压紧块、L支撑块、L定位块和L连接块；本发明的这些焊接工装型块零件，采用机械强度达到220MPa的特种材料，在设计之前可用高效率批量制造的注塑工艺，按标准尺寸或固定规格预先制造成标准件，并编制好标准件图册，设计时只要按标准件图册上规格进行选用；本发明使汽车钣金件焊接工装的制作，变得和模具标准化制作一样，具有减少制作成本、缩短焊接工装交付期、提高工装型块零件质量等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车试制行业钣金总成焊接工装上用到的型块零件，具体是一种由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件。
背景技术
汽车白车身试制是每一款汽车产品开发的最前期的阶段，这个阶段的白车身钣金零件都是用简易的快速软模成型，目的是为了缩短汽车试制前期阶段的研发周期。钣金件拼焊成总成由焊接工装完成。目前，在汽车试制行业，白车身试制阶段的工装采用的焊接工装上的型块零件，都采用量产阶段的钢质材料制作。钢质型块可满足汽车大批量生产需求，但是白车身试制阶段，一个项目最大需要的总订单量不超过200台。
申请号为201420316207.5的实用新型专利“车用钣金件焊接工装”公开了“本实用新型公开了一种车用钣金件焊接工装，侧压臂的下端与型板的下部通过第一铰接点铰接在一起，侧压臂的上端与上压臂的一端通过第二铰接点铰接在一起，第一连杆的上端与侧压臂的中部通过第三铰接点铰接在一起，第一连杆的下端与第二连杆的上端通过第四铰接点铰接在一起；第一快速夹钳选用GH-40840系列，第二快速夹钳选用GH-701系列，第一快速夹钳的可转动挂环部分安装在侧压臂上，挂钩部分安装在上压臂上；在靠近第二铰接点的位置处设置有锁紧销，第二快速夹钳安装在型板的下部与第二连杆的下端之间，通过上推或下拉第二快速夹钳带动侧压臂、第一连杆、第二连杆和第二快速夹钳构成的连杆机构转动。无论是在压紧状态，还是打开状态，均能防止被误操作”。
申请号为201420316242.7的实用新型专利“带自锁功能的车用钣金件焊接工装”公开了“本实用新型公开了一种带自锁功能的车用钣金件焊接工装，侧压臂的下端与型板的下部通过第一铰接点铰接在一起，侧压臂的上部与第一连杆的上端通过第二铰接点铰接在一起，第一连杆的下端与第二连杆的上端通过第三铰接点铰接在一起；第一快速夹钳、第二快速夹钳选用GH-701系列，第一快速夹钳安装在上压臂的端头与侧压臂的上端之间，通过上推或下拉第一快速夹钳带动上压臂翻转；第二快速夹钳安装在型板的下部与第二连杆的下端之间，通过上推或下拉第二快速夹钳带动侧压臂、第一连杆、第二连杆和第二快速夹钳构成的连杆机构转动。无论是在压紧状态，还是打开状态，均能防止被误操作，安全可靠”。
以上这些钢质焊接工装型块缺点是：加工需效率很低的线切割工艺，制造周期长；型块上的孔需机加工，由于孔的精度要求很高，用数显铣点出孔后再钻、铰，除了效率低，人工成本高之外，孔距的精度和稳定性都较差，往往出现少数型块需扩孔才能装配上去。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件，包括特种材料制成的L压紧块、L支撑块、L定位块和L连接块。
作为本发明进一步的方案：所述L压紧块、L支撑块、L定位块和L连接块、快速夹钳、压臂、定位销、立板、角座装配成构成焊接工装单元，快速夹钳、压臂、定位销、立板、角座的材料均为钢质材料。
作为本发明进一步的方案：所述特种材料由占总重量30~60%的玻纤、30~60%的聚丙烯、2％-15％的相容剂以及0.5~1%润滑剂组成。
由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件的制造方法，包括以下制作步骤：
一、将50%的玻纤、47.5%的聚丙烯、2％的相容剂以及0.5%润滑剂在混料机里充分混合，混合料通过烘箱烘料，进入注塑机料斗；将所要制造的L连接块或L压紧块、L支撑块、L定位块注塑模安装在注塑机上；按调试好的注塑工艺进行注塑加工；
二、注塑完成的L连接块、L定位块直接装配到焊接工装上，L压紧块和L支撑块精雕与白车身钣金件接触的局部型面后进行装配。
作为本发明进一步的方案：所述步骤一中的混合料通过烘箱烘料后进入双螺杆挤出机熔融挤出造粒，然后再送入注塑机料斗，双螺杆挤出机的六区间温度分别为：一区间220～235℃，二区间230～235℃，三、四、五区间240～245℃，六区间225～235℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将约占传统钢质、需线切割和机加工的焊接工装加工量45%的型块零件，采用特种高强度塑料材料，通过高效率、高精度的注塑工艺，在设计前就以标准件形式加工好作为库存件，大大提高了焊接工装的制造速度，解决了汽车白车身试制行业交付周期的问题，另一方面，节约了大量焊接工装的加工成本，可广泛应用于汽车白车身试制业焊接工装中，具有减少制作成本、缩短焊接工装交付期、提高工装型块零件质量等优点。
附图说明
图1为本发明的焊接工装单元配合焊接平台的结构示意图。
图2为本发明的焊接工装单元的结构示意图。
图3为实施例一中特种材料的机械性能表。
图4为本发明的制造工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例一
请参阅图1-4，一种由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件，包括特种材料制成的L压紧块1、L支撑块2、L定位块3和L连接块4；L压紧块1、L支撑块2、L定位块3和L连接块4、快速夹钳5、压臂6、定位销7、立板8、角座9构成焊接工装单元，快速夹钳5、压臂6、定位销7、立板8、角座9的材料均为钢质材料。
a）该由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件采用强度达到220MPa的特种材料；
b）该由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件按固定的或形成标准规格系列尺寸，设计前提前制作，备好库存，并编制成标准件图册，设计时可直接按图册调用；
c）该由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件可通用于白车身焊接工装上的L连接块4、L压紧块1、L支撑块2、L定位块3。
进一步，所述特种材料由占总重量50%的玻纤、47.5%的聚丙烯、2％的相容剂以及0.5%润滑剂组成。
L压紧块1、L支撑块2、L定位块3和L连接块4、快速夹钳5、压臂6、定位销7、立板8、角座9装配成构成焊接工装单元组成的焊接工装单元中角座9的底板安装在焊接平台上，角座9的垂直面板通过六角固定螺栓与立板8的下部固定，立板8的下部呈矩形，上部呈梯形，并且梯形的顶端为长边，立板8的梯形部靠近角座9的一面安装L连接块4和快速夹钳5，快速夹钳5的钳口连接压臂6的一端，压臂6的另一端的底部设有L压紧块1，L压紧块1的底部设有L支撑块2，L支撑块与L定位块3之间通过定位销7连接，L定位块3与L连接块4固连。
进一步，L压紧块1与压臂6和L支撑块2可拆卸式连接。
进一步，L支撑块2、L定位块3上设有相互配合的销孔，销孔沿竖直方向上设置，销孔内插入定位销7将L支撑块2、L定位块3固连。
制作步骤如下：
一、将50%的玻纤、47.5%的聚丙烯、2％的相容剂以及0.5%润滑剂在混料机里充分混合，混合料通过烘箱烘料，进入注塑机料斗；将所要制造的L连接块4或L压紧块1、L支撑块2、L定位块3注塑模安装在注塑机上；按调试好的注塑工艺进行注塑加工；
二、注塑完成的L连接块4、L定位块3直接装配到焊接工装上，L压紧块1、L支撑块2根据工装设计的规格选用后，精雕与白车身钣金件接触的局部型面即可进行装配（传统钢质件也许线切割后精雕型面）；
进一步，步骤一中的混合料通过烘箱烘料后进入双螺杆挤出机熔融挤出造粒，然后再送入注塑机料斗，双螺杆挤出机的六区间温度分别为：一区间220～235℃，二区间230～235℃，三、四、五区间240～245℃，六区间225～235℃。
本发明以S106汽车白车身试制项目中前门水切总成焊接工装其中一单元的型块为例（工装中其余单元结构类似）。
根据附图1-2，本发明涉及的焊接工装单元型块中，快速夹钳5、压臂6、定位销7、立板8、角座9保持传统设计结构和使用钢质材料，其余工装型块L压紧块1或L支撑块2、L定位块3、L连接块4均采用特种高强度塑料，通过注塑工艺制造，注塑后L压紧块1或L支撑块2只要精雕与工件接触的那部分面积，就可以和L定位块3、L连接块4与快速夹钳5、压臂6、定位销7、立板8、角座9装配成一个个焊接工装单元，再安装在焊接平台21上即可。
采用玻纤加聚丙烯混合而成，通过注塑工艺制作的高强度焊接工装塑料型块零件，抗弯曲强度可以达到220MPa，比铸铁HT200机械强度还高（参见附图3）。本发明的塑料型块具有生产高效率，制作精度精良，成本低的特点，特别是实施标准化设计制作之后，本发明的型块可作为标准件的形式，在设计之前就按规定尺寸或一定的规格系列先制作好，设计时直接按图册选用，大大加快了白车身试制行业焊接工装的制造速度，从而缩短了白车身产品的交付周期。
本发明将约占传统钢质、需线切割和机加工的焊接工装加工量45%的型块零件，采用特种高强度塑料材料，通过高效率、高精度的注塑工艺，在设计前就以标准件形式加工好作为库存件，大大提高了焊接工装的制造速度，解决了汽车白车身试制行业交付周期的问题，另一方面，节约了大量焊接工装的加工成本，可广泛应用于汽车白车身试制业焊接工装中。
实施例二
包含以下按重量百分数计的原料：
玻纤 60%；
聚丙烯 37.5%；
相容剂 2％；
润滑剂 0.5%。
实施例三
包含以下按重量百分数计的原料：
玻纤 60%；
聚丙烯 35.5%；
相容剂 4％；
润滑剂 0.5%。
实施例四
包含以下按重量百分数计的原料：
玻纤 40%；
聚丙烯 49.2%；
相容剂 10％；
润滑剂 0.8%。
实施例五
包含以下按重量百分数计的原料：
玻纤 40%；
聚丙烯 49%；
相容剂 10％；
润滑剂 1%。
实施例六
包含以下按重量百分数计的原料：
玻纤 37%；
聚丙烯 50%；
相容剂 12％；
润滑剂 1%。
实施例七
包含以下按重量百分数计的原料：
玻纤 34%；
聚丙烯 50%；
相容剂 15％；
润滑剂 1%。
实施例八
包含以下按重量百分数计的原料：
玻纤 42%；
聚丙烯 42%；
相容剂 15％；
润滑剂 1%。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件，其特征在于，包括特种材料制成的L压紧块、L支撑块、L定位块和L连接块。
2.根据权利要求1所述的由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件，其特征在于，所述L压紧块、L支撑块、L定位块和L连接块与快速夹钳、压臂、定位销、立板、角座构成焊接工装单元，快速夹钳、压臂、定位销、立板、角座的材料均为钢质材料。
3.根据权利要求1所述的由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件，其特征在于，所述特种材料由占总重量30~60%的玻纤、30~60%的聚丙烯、2％-15％的相容剂以及0.5~1%润滑剂组成。
4.根据权利要求1所述的由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件的制造方法，其特征在于，包括以下制作步骤：
一、将50%的玻纤、47.5%的聚丙烯、2％的相容剂以及0.5%润滑剂在混料机里充分混合，混合料通过烘箱烘料，进入注塑机料斗；将所要制造的L连接块或L压紧块、L支撑块、L定位块注塑模安装在注塑机上；按调试好的注塑工艺进行注塑加工；
二、注塑完成的L连接块、L定位块直接装配到焊接工装上，L压紧块和L支撑块精雕与白车身钣金件接触的局部型面后进行装配。
5.根据权利要求1所述的由特种塑料材料制造的焊接工装型块零件的制造方法，其特征在于，所述步骤一中的混合料通过烘箱烘料后进入双螺杆挤出机熔融挤出造粒，然后再送入注塑机料斗，双螺杆挤出机的六区间温度分别为：一区间220～235℃，二区间230～235℃，三、四、五区间240～245℃，六区间225～235℃。
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