CN109158474B - 一种高精度冲孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车生产设备技术领域，具体涉及一种高精度冲孔设备。该设备包括底座，用于支撑和初步定位车架的定位装置，所述定位装置包括至少两个可升降平台，至少一个定位槽，和至少一对固定连接于底座上的主定位机构，所述主定位机构的上端部设有可沿车架宽度方向伸缩、与待冲孔车架上的定位孔相配合的定位销；用于夹紧固定所述车架的至少两对夹紧装置，所述夹紧装置沿车架长度方向对称地固定连接于所述定位支架两侧；用于对车架进行冲孔的至少两个冲孔装置，所述冲孔装置包括第一冲孔机构和第二冲孔机构。利用本发明提供的高精度冲孔设备，可以将车架的安装孔位置精度控制在±0.2‑0.5mm内。

Description

一种高精度冲孔设备

技术领域

本发明属于汽车生产设备技术领域，具体涉及一种高精度冲孔设备。

背景技术

汽车车架体积庞大、结构复杂，除了横梁、纵梁以外，还有许多小的零部件与车架主体焊接在一起。这些小部件上，多数需要进行冲孔加工。

传统的汽车车架冲孔工艺一般是先将车架主体造出，并备好冲孔件坯件，对冲孔件坯件进行冲孔，使之成为冲孔件成品；然后将冲孔件成品与车架主体焊接在一起，组成具有孔位的车架成品。这种生产工艺的缺陷在于，汽车车架上零部件上的安装孔的尺寸精度和形状精度低，严重影响汽车的操纵稳定性和安全性。这是由于在后续的焊接中，车架在焊接后存在较大的变形，焊接部位处的零部件也会发生变形，从而使得形成在这些零部件上的安装孔的尺寸、形状、位置均会发生明显变化，并且车架完成后的校正一般只能校正明显的焊接变形(例如车架纵梁的明显焊接变形)，而对于零部件上的安装孔的局部焊接变形却无能为力。因此，在传统的汽车车架冲孔工艺中，虽然冲孔坯件上的孔是按照图纸内容来冲制，但当各部件于生产线上进行焊接组装时，很容易就导致安装孔的位置不准、孔轴不齐等精度误差问题，使得车架冲安装孔的相对精度低，从而影响了汽车底盘的装配质量，使得整车的操纵稳定性变差。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本申请的发明目的在于提供一种高精度冲孔装置，用其提高汽车车架冲孔精度、避免车架零部件上的安装孔受到车架焊接变形的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种高精度冲孔设备，其包括底座，还包括用于支撑和初步定位车架的定位装置，所述定位装置包括至少两个沿所述底座的高度方向位置可调地连接于所述底座的可升降平台，至少一个固定连接于底座端部、沿车架宽度方向设置的定位槽，和和至少一对固定连接于底座上的主定位机构，所述主定位机构的上端部设有可沿车架宽度方向伸缩、与待冲孔车架上的定位孔相配合的定位销；

用于夹紧固定所述车架的至少两对夹紧装置，每对夹紧装置沿车架长度方向对称地固定连接于所述底座上；

用于对车架进行冲孔的至少两个冲孔装置，所述冲孔装置包括固定连接于所述底座后端、沿车架长度方向运动完成冲孔的第一冲孔机构和固定连接于所述定位底座前端、沿车架宽度方向运动完成冲孔的第二冲孔机构。

优选地，所述第一冲孔机构和第二冲孔机构均包括多个冲孔重复单元，和为冲孔重复单元提供动力的多个驱动装置A。

优选地，所述第一冲孔机构的冲孔重复单元沿车架长度方向的中线对称分布，且位于同一侧的同向运动的冲孔重复单元由同一驱动装置提供动力。

优选地，所述夹紧装置包括夹紧钳、为夹紧钳提供动力的驱动装置B，和将驱动装置B与夹紧钳相互连接的传动机构。

优选地，所述夹紧钳与车架的接触面上设有凹槽，用于避开焊缝。

优选地，所述可升降平台包括固定连接于底座后端的第一可升降平台和固定连接于底座前端的第二可升降平台，所述第一可升降平台和第二可升降平台沿车架宽度方向延伸、且两端均设有限位块。

进一步优选地，所述限位块为L型或T型。

优选地，所述驱动装置A、B为液压缸。

优选地，采用上述高精度冲孔设备进行冲孔的方法，包括如下步骤：

1)将焊接好的车架吊落于所述冲孔装置上，靠定位槽和可升降平台分别实现X方向和Y方向的定位；

2)车架随升降平台向下移动时，夹紧钳闭合，实现Z方向定位；定位销向内移动，插入车架相配合的定位孔中，实现X方向精准定位；

3)夹紧装置的驱动装置B带动夹紧钳运动，实现Y方向和Z方向精准定位并夹紧；

4)所述冲孔装置在驱动装置A的带动下，相间隔的冲孔重复单元同向运动，相邻的冲孔重复单元反向运动完成冲孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

利用本发明提供的高精度冲孔设备，将汽车制备过程中的待冲孔工件与车架焊接后再进行冲孔，克服了传统冲孔工艺导致安装孔位误差大、汽车安全稳定性差的问题，提高了车架上安装孔位的冲孔精确度，能够有效地保证所生产车架的质量，并进一步改善了汽车的稳定性和安全性。

利用本发明提供的高精度冲孔设备，可以将车架的安装孔位置精度控制在±0.2-0.5mm内。

附图说明

图1为本发明提供的冲孔设备的立体图；

图2为本发明提供的冲孔设备的俯视图；

图3为本发明提供的冲孔设备的夹紧装置的局部示意图；

图4为本发明提供的冲孔设备的冲孔机构的局部示意图；

图5为本发明提供的冲孔设备的冲孔机构的局部放大示意图；

图6为可升降平台的一种实施方式示意图；

图7为冲孔设备夹持车架的状态示意图。

其中，1为底座，2为定位槽，3为第一可升降平台，4为第二可升降平台，5为主定位机构，6为定位销，7为夹紧装置，8为第一冲孔机构，9为第二冲孔机构，70为液压缸，71为夹紧钳右侧臂，72、73为连杆，74为活塞杆，75为连杆，76为夹紧钳左侧臂，77、78为连杆，79为活塞杆，81、82、83、84、85、86、87、88为冲孔重复单元，801、802为液压缸，811、821、831、841为冲头，812、832、842为凹模，91、92、93和94为冲孔重复单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。如无特别说明，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中线”、“长度”、“宽度”、“高度”、“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”等指示的方位或位置关系为基于所工装加工的车辆车身的方位以及附图所示的方位或位置关系，如所述X方向为沿车架长度的方向；所述Y方向为沿车架宽度的方向；所述Z方向为沿底座高度方向；所述图1中定位槽所在的位置为底座(车架)的后端。

上述各方位词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保护范围的限制。

实施例1

如图1-7所示，一种高精度冲孔设备，其包括底座1，用于支撑和初步定位车架的定位装置，所述定位装置包括位于底座后端的第一可升降平台3、位于底座前端第二可升降平台4、固定在底座后端沿车架宽度方向设置的定位槽2，和一对固定连接于底座上的主定位机构5，所述主定位机构5的上端部设有可沿车架宽度方向伸缩、与待冲孔车架上的定位孔相配合的定位销6，该一对定位销沿底座垂直中线对称分布；

所述第一可升降平台3和第二可升降平台4通过液压缸驱动沿底座高度方向位置可调；可升降平台沿车架长度方向延伸，该升降平台左右两端设有限位结构，该限位结构可以是两个车架相配合的凹槽，也可以是两个限位块，该限位块为T型或L型。如图6所示，第一可升降平台上的限位块为T型，且限位块的外侧面由内向外倾斜；

第二可升降平台上的限位块与平台构成L型，且限位块的内侧面由外向内倾斜；限位块的倾斜面构成引导面，引导车架纵梁落入可升降平台。

所述定位槽2为沿车架宽度方向延伸的长方形槽，定位槽的宽度小于车架槽梁的宽度，定位槽可通过螺栓等方式固定在底座上。

对于定位槽的形状，还可以是其它常规定位槽结构，如类U型结构，槽口两边为由外到内倾斜的弧面，槽底为平面或曲面结构。

作为优选，该定位槽为长方形槽，且槽口沿底座高度方向设有引导块，引导块的上端部由外向内倾斜，用于引导车架横梁落入定位槽。

该定位槽除了底座后端，也可以设置车架其它横梁相对应的位置，如车架前横梁相对应的位置。

所述定位销6固定安装于主定位机构内侧、上端部，可在液压缸的带动下内外伸缩。所述主定位机构5可以通过螺栓等方式固定在底座沿长度方向中间位置、沿长度方向垂直中线对称分布。

主定位机构的数量可根据车型的大小设置为2对，3对，4对等；当大于等于2对时，主定位机构沿车架长度方向并列设置。

所述冲孔设备还包括用于夹紧固定所述车架的至少两对夹紧装置7，所述每对夹紧装置沿车架长度方向对称地固定连接于所述定位支架两侧；

如图3所示，每一个夹紧装置包括夹紧钳左侧臂76、夹紧钳右侧臂71、驱动左侧臂运动的液压缸70、将液压缸70与夹紧钳左侧臂76相连接的连杆75、77、78和活塞杆79，其中，活塞杆79与连杆77、78、夹紧钳左侧臂76形成四连杆机构，

夹紧装置还包括驱动右侧臂运动的液压缸(图中未标出)、将液压缸与夹紧钳左侧臂71相连接的连杆73、72和活塞杆74，其中，活塞杆74与连杆73、72、夹紧钳左侧臂71之间形成四连杆机构。

所述夹紧装置的数量根据待冲孔的数量设定。通常在冲孔装置前后两侧各设有一对夹紧装置。

所述冲孔设备还包括用于对车架进行冲孔的至少两个冲孔装置，所述冲孔装置包括固定连接于所述底座后端、沿车架长度方向运动完成冲孔的第一冲孔机构8和固定连接于所述定位底座前端、沿车架宽度方向运动完成冲孔的第二冲孔机构9。

如图2、4、5，第一冲孔机构包括8个冲孔重复单元和4个为其提供动力的液压缸，其中，冲孔重复单元81、82、83、84位于底座右侧；85、86、87、88位于底座左侧；左右两侧的冲孔重复单元沿车架长度方向中线对称分布；

位于同一侧的冲孔重复单元81、83由液压缸801驱动，82、84由液压缸802驱动，85、87由同一液压缸驱动(图中未标出)，86、88由同一液压缸驱动(图中未标出)，

所述冲孔重复单元均包括冲头和凹模，所述冲孔重复单元81的凹模812位于重复单元81的冲头811和重复单元82的冲头821之间，冲头811和冲头821相对设置；

重复单元83的凹模832位于重复单元81的冲头831和重复单元84的冲头841之间，冲头831和冲头841相对设置；

类似地，冲孔重复单元85、86的位置关系与81、82相同；87、88的位置关系与83、84相同。

第二冲孔机构9包括4个冲孔重复单元91、92、93和94；每个冲孔重复单元由一个液压缸驱动。

所述冲孔重复单元91的凹模位于冲孔重复单元91的冲头与冲孔重复单元92的凹模之间。

类似地，冲孔重复单元93的凹模位于冲孔重复单元93的冲头与冲孔重复单元94的凹模之间。

作为优选，夹紧钳与车架的接触面上设有凹槽，用于避开焊缝，防止因焊缝的突起导致夹不紧等现象，进而减少了车架在冲孔过程中的变形，提高冲孔的精确度。

此外，本发明实施例涉及的驱动装置为液压缸，也可以为气压缸或电驱动。本发明提供的高精度冲孔设备的工作原理如下：

当行车将车架从高处吊下时，首先，车架后端横梁落入定位槽2，同时车架纵梁与可升降平台及其限位块接触，并继续下落，实现车架的X和Y方向的初步定位，当车架落至与呈打开状态的夹紧钳的下底面接触，实现Z方向的初步定位；

主定位机构5上的定位销6在驱动装置C带动下，向内移动，插入车架相配合的安装孔中，实现X方向精准定位；

夹紧装置的驱动装置B通过连杆机构带动夹紧钳的左侧臂左右运动实现Y方向精准定位并夹紧，同时另一驱动装置B通过连杆机构带动夹紧钳的右侧臂上下运动实现Z方向精准定位并夹紧；如图5所示，车架未落下时，夹紧钳为打开状态，当车架落下并与夹紧钳的下表面相接触后，液压缸70带动活塞杆79向上移动，连杆78、77相连接的转轴固定不动，连杆77、78随着活塞杆79的移动而带动夹紧钳的左侧臂逆时针转动实现Y方向精准定位并夹紧，同时，驱动夹紧钳右侧臂71运动的液压缸带动液压杆74向上移动，通过连杆73、72带动夹紧钳右侧臂71顺时针转动实现Z方向精准定位并夹紧。

在定位、夹紧完成后，液压缸801带动冲孔重复单元81、83向前运动，冲孔得孔1、3，液压缸802带动冲孔重复单元82、84向后运动，冲孔得孔2、4，同理液压缸带动冲孔重复单元85、87向前运动，冲孔得孔5、7，液压缸84带动冲孔重复单元86、88向后运动，冲孔得孔6、8；

然后，液压缸分别带动冲孔重复单元91、93向左运动，冲孔得孔9、11，液压缸分别带动冲孔重复单元92、94向右运动，冲孔得孔10、12。

所述冲孔装置冲孔的工艺可以手动控制，也可以通过智能程序控制。

本实施例中夹紧装置为4对，夹紧装置位于冲孔机构前后两侧，所述第一冲孔机构前后各一对，所述第二冲孔机构前后各一对。

根据车型大小及冲孔位置的不同，夹紧装置可以根据需要相应调整为2对，3对，5对，6对，7对等。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高精度冲孔设备，包括底座，其特征在于，还包括

用于支撑和初步定位车架的定位装置，所述定位装置包括至少两个沿所述底座的高度方向位置可调地连接于所述底座的可升降平台，至少一个固定连接于底座端部、沿车架宽度方向设置的定位槽，和至少一对固定连接于底座上的主定位机构，所述主定位机构的上端部设有可沿车架宽度方向伸缩、与待冲孔车架上的定位孔相配合的定位销；

用于夹紧固定所述车架的至少两对夹紧装置，每对夹紧装置沿车架长度方向中线对称地固定连接于所述底座上；

用于对车架进行冲孔的至少两个冲孔装置，所述冲孔装置包括固定连接于所述底座后端、沿车架长度方向运动完成冲孔的第一冲孔机构和固定连接于所述定位底座前端、沿车架宽度方向运动完成冲孔的第二冲孔机构；

所述夹紧装置位于所述冲孔装置的前后两侧；

所述第一冲孔机构和第二冲孔机构均包括多个冲孔重复单元，和为冲孔重复单元提供动力的多个驱动装置A；

所述第一冲孔机构的冲孔重复单元沿车架长度方向的中线对称分布，且位于同一侧的同向运动的冲孔重复单元由同一驱动装置提供动力；

所述夹紧装置包括夹紧钳、为夹紧钳提供动力的驱动装置B，和将驱动装置B与夹紧钳相互连接的传动机构；所述驱动装置B为液压缸；

所述夹紧钳与车架的接触面上设有凹槽；

每一个夹紧装置包括夹紧钳左侧臂（76）、夹紧钳右侧臂（71）、驱动左侧臂运动的液压缸（70）、将驱动左侧臂运动的液压缸（70）与夹紧钳左侧臂（76）相连接的连杆（75）、（77）、（78）和活塞杆（79），其中，活塞杆（79）与连杆（77）、（78）、夹紧钳左侧臂（76）形成四连杆机构，

夹紧装置还包括驱动右侧臂运动的液压缸、将驱动右侧臂运动的液压缸与夹紧钳右侧臂（71）相连接的连杆（73）、（72）和活塞杆（74），其中，活塞杆（74）与连杆（73）、（72）、夹紧钳右侧臂（71）之间形成四连杆机构；

主定位机构（5）上的定位销（6）在液压缸带动下，向内移动，插入车架相配合的安装孔中，实现沿车架长度方向精准定位；

所述夹紧装置的液压缸通过连杆机构带动夹紧钳的左侧臂左右运动实现沿车架宽度的方向精准定位并夹紧，同时另一液压缸通过连杆机构带动夹紧钳的右侧臂上下运动实现沿底座高度方向精准定位并夹紧。

2.根据权利要求1所述的冲孔设备，所述可升降平台包括固定连接于底座后端的第一可升降平台和固定连接于底座前端的第二可升降平台，所述第一可升降平台和第二可升降平台沿车架宽度方向延伸、且两端均设有限位块。

3.根据权利要求2所述的冲孔设备，所述限位块为L型或T型。

4.根据权利要求1中所述的冲孔设备，所述驱动装置A为液压缸。