CN109175842A - 一种防止型材焊接变形的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止型材焊接变形的装置，包括基板，基板上连接有定位装置，定位装置包括多个定位组件，定位组件围成容纳型材的空腔，型材卡接在空腔中，定位组件包括定位块和压块，定位块和基板相固定，压块可转动地连接在基板上。本发明能够有效防止型材因焊接发生翘曲变形，同时防止型材腔体本身发生变形，以提高型材的焊接质量和尺寸精度，保证车身的尺寸精度。

Description

一种防止型材焊接变形的装置

技术领域

本发明涉及汽车车身加工技术领域，具体涉及一种防止型材焊接变形的装置。

背景技术

随着汽车保有量的增加和环保法规的严格要求，环保和节能减排的问题愈加突出，因此车身轻量化势在必行。鉴于铝合金材料具有比重小、强度高、成形性好及成本低的优点，铝合金材料被广泛应用于汽车车身制造中。现有的车身加工时常常会用到铝合金型材零件，其材料主要为铝合金挤压型材，焊接方式主要采用弧焊，传统的电阻点焊方式，如图1所示，主要适用于零件板厚为1～2mm钣金件，其零件定位方式一般采用两销加一面的方式定位，也即通过两个销子1和限位块2等来实现该零件的定位，该方式仅适用于钣金类金属板，无法对铝合金型材起到较好地定位作用，铝合金型材的腔体本身易发生变形，铝合金型材焊接后也易发生翘曲变形。

公开号为CN108161801A的专利公开了一种工件抱紧夹持装置，该装置采用气缸驱动动作，通过连杆机构实现两侧抱臂的同步夹紧动作，通过气缸的伸缩带动连杆机构张开收起，实现对多种曲面形状物体的夹持。该专利的夹持装置只适用于曲面零件的抱紧，不具备定位功能，也无法对铝合金型材起到较好地定位作用，铝合金型材腔体本身易发生变形，铝合金型材焊接后也易发生翘曲变形。

综上可知，由于铝合金材料对温度敏感，焊后易变形，焊接质量及尺寸精度难以控制，现有的车身定位夹具均无法满足铝合金型材焊接要求，铝合金型材易发生焊接变形，型材的腔体本身也易产生形变，使得最终车身的尺寸精度无法得到保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种防止型材焊接变形的装置，能够有效防止型材因焊接发生翘曲变形，同时防止型材腔体本身发生变形，以提高型材的焊接质量和尺寸精度，保证车身的尺寸精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种防止型材焊接变形的装置，包括基板，所述基板上连接有定位装置，所述定位装置包括多个定位组件，所述定位组件围成容纳所述型材的空腔，所述型材卡接在所述空腔中，所述定位组件包括定位块和压块，所述定位块和所述基板相固定，所述压块可转动地连接在所述基板上。

在其中一个实施方式中，所述压块连接在压臂上，所述压臂由回转气缸驱动旋转，所述回转气缸和所述基板相连接。

在其中一个实施方式中，所述压块和压臂之间采用可拆卸连接。

在其中一个实施方式中，所述压块包括第一压块和第二压块，所述定位块包括第一定位块和第二定位块，所述型材的上端抵顶在所述第一压块上，下端抵顶在所述第一定位块上，所述第二压块靠近所述型材的前侧设置，所述第二定位块靠近所述型材的后侧设置。

在其中一个实施方式中，所述第一压块和第二压块相垂直。

在其中一个实施方式中，所述基板上还连接有第一定位销和第二定位销，所述第一定位销和第二定位销分别抵顶在所述型材的底端两侧。

在其中一个实施方式中，所述基板上还连接有直线气缸，所述直线气缸和所述第一定位销相连接，所述直线气缸驱动第一定位销做直线运动。

在其中一个实施方式中，所述型材上设置有第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔为圆孔，所述第二定位孔为长圆孔，所述第一定位销的顶端穿过所述圆孔，所述第二定位销的顶端穿过所述长圆孔。

在其中一个实施方式中，所述基板上还连接有用于支撑所述压臂的支架。

在其中一个实施方式中，所述支架包括自下至上依次卡接的底托、连接块和支撑块，所述底托的底端和所述基板相固定。

本发明具有以下有益效果：本发明防止型材焊接变形的装置，通过对型材进行全方位的环抱定位，使得型材在空间的六个自由度均被约束，可有效防止型材因焊接发生翘曲变形，同时防止型材腔体本身发生变形，有效提高了型材的焊接质量和尺寸精度，保证了车身的尺寸精度。

附图说明

图1是现有技术中电阻点焊方式时零件的定位示意图；

图2是本发明的防止型材焊接变形的装置的结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大示意图；

图4是图2的防止型材焊接变形的装置和型材的装配示意图；

图5是图4中定位组件在型材周向的布置示意图；

图中：1、销子，2、限位块，3、型材，31、第一定位孔，32、第二定位孔，4、基板，5、定位组件，51、第一定位块，52、第二定位块，53、第一压块，54、第二压块，6、压臂，7、回转气缸，8、连接板，9、第一定位销，10、第二定位销，11、直线气缸，12、支架，121、底托、122、连接块，1221、矩形凹槽，1222、V形凸块，123、支撑块，13、加强管，14、连接臂。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参阅图2，本实施例公开了一种防止型材焊接变形的装置，包括基板4，基板4上连接有定位装置，定位装置包括多个定位组件，定位组件5围成容纳型材3的空腔，型材3卡接在空腔中，定位组件5包括定位块和压块，定位块和基板4相固定，压块可转动地连接在基板4上，以便于实现型材3的压紧。通过将型材3置于空腔中，可使得型材3的四周均环抱在空腔中，以同时实现型材3的多个方向的定位，使得型材3在空间的六个自由度均被约束，进而可有效防止型材3因焊接发生翘曲变形，也可防止型材3的腔体本身发生变形。

在其中一个是实施方式中，压块连接在压臂6上，压臂6由回转气缸7驱动旋转，回转气缸7和基板4相连接。通过回转气缸7的驱动，可使的压臂6发生俯仰摆动，从而带动压块摆动而实现压块对型材3的压紧固定。进一步地，压臂6和回转气缸7通过连接臂14相连接。

在其中一个是实施方式中，压块和压臂6之间采用可拆卸连接，例如压块和压臂6之间可采用螺栓连接，也可采用卡接方式连接。

在其中一个实施方式中，参阅图4，压块包括第一压块53和第二压块54，第一压块53和第二压块54均与压臂6相固定，定位块包括第一定位块51和第二定位块52，第一定位块51和第二定位块52均与基板4相固定，型材3的上端抵顶在第一压块53上，型材3下端抵顶在第一定位块51上，也即通过第一压块53将型材3压紧在第一定位块51上，第二压块54靠近型材3的前侧设置，以对型材3前侧进行限位，同时也防止因第二压块54与型材3接触而使得第二压块54对型材3产生水平作用力，从而对第一定位销9或第二定位销10产生剪切力，进而影响第一定位销9和第二定位销10的定位效果，第二定位块52靠近型材3的后侧设置，以对型材3后侧进行限位，同时也防止因第二定位块52与型材3接触而使得二定位块52对型材3产生水平作用力，从而对第一定位销9或第二定位销10产生剪切力，进而影响第一定位销9和第二定位销10的定位效果。

进一步地，第二压块54与型材3之间的间隙为0.2mm，第二定位块52与型材3之间的间隙为0.2mm，该间隙即可很好地实现第二压块54和第二定位块52对型材的限位，也可避免第二压块54和第二定位块52对型材3产生水平作用力。

参阅图4-图5，通过上述第一压块53、第二压块54、第一定位块51和第二定位块52的设置，形成了“口”字形空腔，能够对型材3的四周进行环抱定位，使得型材3的定位更加可靠和稳定，能够有效防止铝合金型材3焊接时和焊接后发生翘曲变形，同时也可有效防止型材3的腔体本身产生形变，如防止型材3的矩形腔体因发生形变而变成菱形腔体，使得铝合金型材焊接后的变形显著较小，保证其尺寸精度。

在其中一个实施方式中，第一压块53和第二压块54相垂直，以更好地实现型材3的定位夹紧。

在其中一个实施方式中，第二定位块52通过连接板8固定于基板4上，以使得第二定位块52的高度能够和型材3高度相适应，从而更好地实现对型材3的限位。

可以理解地，基板4上设置有两个或两个以上的定位组件5，也即沿型材3的长度方向设置多个定位组件5，以更好地实现型材3的定位，防止型材3发生焊接变形。

在其中一个实施方式中，基板4上还连接有第一定位销9和第二定位销10，第一定位销9和第二定位销10分别抵顶在型材3的底端两侧，第一定位销9作为主定位销，用以进一步控制型材3的水平方向的移动，第二定位销9作为副定位销，用以控制型材3的水平面内的转动。通第一定位销9和第二定位销10可更好的实现型材3的精准定位。

进一步地，基板4上还连接有直线气缸11，直线气缸11和第一定位销9相连接，直线气缸11驱动第一定位销9做直线运动，也即第一定位销9和直线气缸11的活塞杆相连接，通过直线气缸驱11动第一定位销9伸出或缩回，以调节第一定位销9的高度，从而可根据实际工况来调整型材3的定位高度。

第二定位销10起到辅助定位作用，可直接与基板4相固定，以节约成本。

进一步地，型材3上设置有第一定位孔31和第二定位孔32，第一定位孔31为圆孔，第二定位孔32为长圆孔，第一定位销9的顶端穿过圆孔，第二定位销10的顶端穿过长圆孔。此处若第一定位孔31和第二定位孔32均采用圆孔，则在第一定位销9穿过第一定位孔31后，第二定位销10可能会因为微小偏差就和第二定位孔32发生错移，从而使得第二定位销10无法穿过第二定位孔32，无法实现对型材3的定位。因此，此处第二定位孔32采用长圆孔，以给第一定位销9和第二定位销10的间距留有一定的变动范围，能够有效保证第一定位销9和第二定位销10能够顺利地穿入相应的第一定位孔31和第二定位孔32中，有效实现对型材3的定位。

其中，第一定位销9的直径比第一定位孔31直径小0.1mm；第二定位销0的直径比第二定位孔32直径小0.1mm；

在其中一个实施方式中，基板4上还连接有用于支撑压臂6的支架12，以限制压臂6的旋转位置，防止压臂6旋转过度而与基板4或其他部件发生碰撞或干涉。

进一步地，参阅图3，支架12包括自下至上依次卡接的底托121、连接块122和支撑块123，底托121的底端和基板4相固定。上述组装式支架结构，可灵活地实现支架12高度的调整以和压臂6位置相适应，另外也便于支架12的装拆。

在其中一个实施方式中，支撑块123上设置有定位凹槽，压臂6旋转至支架12顶端时可卡接在定位凹槽中，以更好地实现对压臂6的支撑。

在其中一个实施方式中，连接块122的一端设置有矩形凹槽1221，另一端设置有V形凸块1222，底托121上设置有矩形凸块，矩形凸块卡接在矩形凹槽1221中，支撑块123的一端设置有定位凹槽，另一端设置有V形凹槽，V形凸块1222卡接在V形凹槽中，通过V形凸块1222和V形凹槽的卡接方式，可使得支撑块123可相对连接块122做微小幅度的摆动，更利于适应压臂6位置，顺利地实现支撑块123对压臂6的支撑。

在其中一个实施方式中，基板4的底部连接有加强管13，以增强基板4的强度。

本实施例的防止型材焊接变形的装置在使用时，驱动直线气缸11使得第一定位销9伸出，第二定位销10保持不动，将型材3放置在第一定位块51上，并使得第一定位销9穿入第一定位孔31中，第二定位销10穿入第二定位孔32中，同时使得型材3前侧靠近第二定位块52，然后驱动回转气缸7，使得压臂6发生俯仰摆动，从而使得固定在压臂6上的第一压块53将型材3压紧在第一定位块51上，同时使得压臂6上的第二压块54靠近型材3后侧，从而实现对型材3的前侧、后侧、上侧和下侧的全方位定位，可有效防止型材3的焊接变形。

本实施例的防止型材焊接变形的装置，尤其适用于厚度为2～4mm的铝合金型材，但并不局限于上述铝合金型材，也适用于其他厚度或其他材质的型材。

本实施例的防止型材焊接变形的装置，通过对型材3进行全方位的环抱定位，使得型材3在空间的六个自由度均被约束，可有效防止型材3的腔体本身在焊接过程中或焊接后发生变形，也可有效防止型材3因焊接发生翘曲变形，有效提高了型材3的尺寸精度，从而保证了汽车铝车身的尺寸精度。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种防止型材焊接变形的装置，其特征是，包括基板，所述基板上连接有定位装置，所述定位装置包括多个定位组件，所述定位组件围成容纳所述型材的空腔，所述型材卡接在所述空腔中，所述定位组件包括定位块和压块，所述定位块和所述基板相固定，所述压块可转动地连接在所述基板上。

2.如权利要求1所述的防止型材焊接变形的装置，其特征是，所述压块连接在压臂上，所述压臂由回转气缸驱动旋转，所述回转气缸和所述基板相连接。

3.如权利要求2所述的防止型材焊接变形的装置，其特征是，所述压块和压臂之间采用可拆卸连接。

4.如权利要求1所述的防止型材焊接变形的装置，其特征是，所述压块包括第一压块和第二压块，所述定位块包括第一定位块和第二定位块，所述型材的上端抵顶在所述第一压块上，下端抵顶在所述第一定位块上，所述第二压块靠近所述型材的前侧设置，所述第二定位块靠近所述型材的后侧设置。

5.如权利要求4所述的防止型材焊接变形的装置，其特征是，所述第一压块和第二压块相垂直。

6.如权利要求1所述的防止型材焊接变形的装置，其特征是，所述基板上还连接有第一定位销和第二定位销，所述第一定位销和第二定位销分别抵顶在所述型材的底端两侧。

7.如权利要求6所述的防止型材焊接变形的装置，其特征是，所述基板上还连接有直线气缸，所述直线气缸和所述第一定位销相连接，所述直线气缸驱动第一定位销做直线运动。

8.如权利要求6所述的防止型材焊接变形的装置，其特征是，所述型材上设置有第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔为圆孔，所述第二定位孔为长圆孔，所述第一定位销的顶端穿过所述圆孔，所述第二定位销的顶端穿过所述长圆孔。

9.如权利要求2所述的防止型材焊接变形的装置，其特征是，所述基板上还连接有用于支撑所述压臂的支架。

10.如权利要求9所述的防止型材焊接变形的装置，其特征是，所述支架包括自下至上依次卡接的底托、连接块和支撑块，所述底托的底端和所述基板相固定。