CN110434458A - 汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，包括固定夹头组件（10）、间隙调节夹头组件（20）和圆孔基座（30）；圆孔基座包括设有若干圆孔（34）的基板（31）；固定夹头组件包括两组定位件、第一夹头支撑座（16）、第一支撑杆（17）和第一高度调节螺母（18），间隙调节夹头组件包括间隙调节片（21）、第三气缸（22）、第二夹头支撑座（23）、第二支撑杆（26）和第二高度调节螺母（27）；第一支撑杆、第二支撑杆通过圆孔装在基板上，固定夹头组件通过第一支撑杆经第一高度调节螺母上下调节，间隙调节夹头组件通过第二支撑杆经第二高度调节螺母上下调节。本发明能适应所有样式门环，降低模具成本，满足试验、批量生产需要，缩短生产周期。

Description

汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具

技术领域

本发明涉及一种钢板的制造加工设备，尤其涉及一种汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具。

背景技术

目前，热成形钢激光拼焊门环产品开始在汽车白车身上广泛应用。门环（俗称汽车门框）的产品形式多样，从2块钢板拼焊组成到6块钢板拼焊组成各不相同，每一块原料外形也不一样。传统方法是每一类门环开发一套定位工装夹具，成本升高，制造生产周期长，尤其在试验阶段，一套门环产品可能仅生产少量件数如几十件或几百件等，但仍需要专门针对该套门环开发一套定位工装夹具，而一旦最终决定不批量生产该批次门环，则套门环对应的工装夹具报废，大大提高了开发和试验成本，无法适应柔性化生产需求。

现有技术的门环工装夹具只适合钢板对拼焊缝间隙为0的或者小于0.15mm的钢板焊接固定。不具备调节对拼焊缝间隙的功能，也即不适合铝硅镀层热成形钢激光填丝焊接的要求，即需要焊缝间隙在0-1mm范围内可调。而拼焊缝间隙的宽窄，会影响焊缝金属化学成分，进而影响焊缝的力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，能适应所有样式门环，通用型强，大大降低了门环定位模具的成本，且能满足试验性或批量化生产需要，缩短了生产周期。

本发明是这样实现的：

一种汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，包括固定夹头组件、间隙调节夹头组件和圆孔基座；圆孔基座包括设有若干个圆孔的基板；

所述的固定夹头组件包括两组定位件、第一夹头支撑座、第一支撑杆和第一高度调节螺母，两组定位件分别对称嵌装在第一夹头支撑座内，汽车门环板料通过两组定位件夹持并搁置在第一夹头支撑座上；第一支撑杆连接在第一夹头支撑座的底部并通过圆孔安装在基板上，固定夹头组件通过第一支撑杆经第一高度调节螺母沿圆孔的轴向上下调节；

所述的间隙调节夹头组件包括间隙调节片、第三气缸、第二夹头支撑座、第二支撑杆和第二高度调节螺母；第三气缸嵌装在第二夹头支撑座内，间隙调节片安装在第三气缸的顶部并通过第三气缸上下移动，相邻两块汽车门环板料搁置在第二夹头支撑座的上端面上，使间隙调节片分隔相邻两块汽车门环板料；第二支撑杆连接在第二夹头支撑座的底部并通过圆孔安装在基板上，间隙调节夹头组件通过第二支撑杆经第二高度调节螺母沿圆孔的轴向上下调节。

所述的两组定位件包括第一气缸和第一夹持块构成的第一定位件以及第二气缸和第二夹持块构成的第二定位件；第一气缸和第二气缸分别嵌装在第一夹头支撑座两侧，第一夹持块通过第一气缸的活塞杆连接在第一夹头支撑座的一侧并水平移动，第二夹持块通过第二气缸的活塞杆连接在第一夹头支撑座的另一侧并水平移动，使第一夹持块和第二夹持块夹持在汽车门环板料的两侧。

所述的第一夹持块与第二夹持块之间的夹持间距为150-410mm，第一夹持块和第二夹持块的直线移动距离范围均为0-130mm。

所述的第一夹头支撑座的顶部设有第一电磁铁，汽车门环板料通过第一电磁铁水平吸附在第一夹头支撑座上。

所述的第二夹头支撑座的顶部设有第二电磁铁和第三电磁铁，第二电磁铁和第三电磁铁对称设置在间隙调节片的两侧，相邻两块汽车门环板料分别通过第二电磁铁和第三电磁铁水平吸附在第二夹头支撑座上。

所述的第二电磁铁与第三电磁铁之间的间隙不小于间隙调节片的厚度。

所述的间隙调节片的厚度范围为0.2-1mm。

所述的第二夹头支撑座的凹槽内壁两侧对称设有第一保护片和第二保护片，间隙调节片通过第三气缸下降时，第一保护片和第二保护片连接并罩盖在间隙调节片的上方。

所述的圆孔基座还包括支撑架、若干条支腿和固定螺母，基板设置在支撑架上，若干条支腿垂直安装在支撑架的底部四周，使基板水平架设，第一支撑杆和第二支撑杆通过固定螺母与基板固定。

所述的第一支撑杆和第二支撑杆上标注有刻度线。

本发明能适应所有样式汽车门环，通用型强，大大降低了门环定位模具的成本，且能满足试验性或批量化生产需要，缩短了生产周期；同时能调节拼焊缝间隙，以满足汽车门环的焊接需求。

附图说明

图1是本发明汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具的固定夹头组件的剖视图；

图2是本发明汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具的间隙调节夹头组件的剖视图；

图3是本发明汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具的圆孔基座的主视图；

图4是本发明汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具的基板的俯视图；

图5是本发明汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具的实施例1-3的使用示意图；

图6是本发明汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具的实施例4的使用示意图；

图7是本发明汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具的实施例4的基板的俯视图。

图中，10固定夹头组件，11第一电磁铁，12第一气缸，13第二气缸，14第一夹持块，15第二夹持块，16第一夹头支撑座，17第一支撑杆，18第一高度调节螺母，20间隙调节夹头组件，21间隙调节片，22第三气缸，23第二夹头支撑座，24第二电磁铁，25第三电磁铁，26第二支撑杆，27第二高度调节螺母，28第一保护片，29第二保护片，30圆孔基座，31基板，32支撑架，33支腿，34圆孔，35固定螺母，41第一钢板，42第二钢板，43第三钢板，44第四钢板，45第五钢板，51第六钢板，52第七钢板。

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。

请参见附图1至附图3，一种汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，包括固定夹头组件10、间隙调节夹头组件20和圆孔基座30；请参见附图4，圆孔基座30包括设有若干个圆孔34的基板31；

请参见附图1，所述的固定夹头组件10包括两组定位件、第一夹头支撑座16、第一支撑杆17和第一高度调节螺母18，两组定位件分别对称嵌装在第一夹头支撑座16内，汽车门环板料通过两组定位件夹持并搁置在第一夹头支撑座16上；第一支撑杆17的上端连接在第一夹头支撑座16的底部，第一支撑杆17的下端通过圆孔34安装在基板31上，固定夹头组件10通过第一支撑杆17经第一高度调节螺母18沿圆孔34的轴向上下调节；

请参见附图2，所述的间隙调节夹头组件20包括间隙调节片21、第三气缸22、第二夹头支撑座23、第二支撑杆26和第二高度调节螺母27；第三气缸22嵌装在U形的第二夹头支撑座23的凹槽内，间隙调节片21通过螺钉可拆卸式安装在第三气缸22的顶部并通过第三气缸22上下移动，相邻两块汽车门环板料搁置在第二夹头支撑座23的上端面上，使间隙调节片21分隔相邻两块汽车门环板料；第二支撑杆26的上端连接在第二夹头支撑座23的底部，第二支撑杆26的下端通过圆孔34安装在基板31上，间隙调节夹头组件20通过第二支撑杆26经第二高度调节螺母27沿圆孔34的轴向上下调节。

所述的两组定位件包括第一气缸12和第一夹持块14构成的第一定位件以及第二气缸13和第二夹持块15构成的第二定位件；第一气缸12和第二气缸13分别嵌装在第一夹头支撑座16的上端面两侧，第一夹持块14通过第一气缸12的活塞杆连接在第一夹头支撑座16的一侧并水平移动，第二夹持块15通过第二气缸13的活塞杆连接在第一夹头支撑座16的另一侧并水平移动，使第一夹持块14和第二夹持块15夹持在汽车门环板料的两侧，在上料时，第一夹持块14和第二夹持块15分别通过第一气缸12和第二气缸13向内侧夹紧，在下料时第一夹持块14和第二夹持块15分别通过第一气缸12和第二气缸13向外侧松开，往复周期运动，达到定位汽车门环板料的目的。

所述的第一夹持块14与第二夹持块15之间的夹持间距为150-410mm，第一夹持块14和第二夹持块15的直线移动距离范围均为0-130mm。优选的，根据汽车门环板料的厚度（0.7-3mm），第一夹持块14与第二夹持块15之间的夹紧力可通过现有技术的弹簧等结构进行调节，汽车门环板料较薄，加持力较小，汽车门环板料较厚，加持力较大，避免汽车门环板料被夹持变形。

所述的第一夹头支撑座16的顶部设有第一电磁铁11，汽车门环板料通过第一电磁铁11水平吸附在第一夹头支撑座16上，确保汽车门环板料的板面平整，同时对汽车门环板料起到支撑作用。第一电磁铁11也可替换为真空吸盘等具有吸附功能的装置，达到吸附、支撑的作用。

所述的第二夹头支撑座23的顶部设有第二电磁铁24和第三电磁铁25，第二电磁铁24和第三电磁铁25对称设置在间隙调节片21的两侧，相邻两块汽车门环板料分别通过第二电磁铁24和第三电磁铁25水平吸附在第二夹头支撑座23上，确保汽车门环板料的板面平整，同时对汽车门环板料起到支撑作用。

所述的第二电磁铁24与第三电磁铁25之间的间隙不小于间隙调节片21的厚度，优选的，第二电磁铁24与第三电磁铁25之间的间隙略大于间隙调节片21的厚度，便于更换不同厚度的间隙调节片21，以适应不同尺寸的焊接缝隙，也不影响间隙调节片21的上下升降。

所述的间隙调节片21的厚度范围为0.2-1mm，优选的，可采用0.2mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.5mm、1mm等厚度的间隙调节片21，以满足不同汽车门环板料的焊接间隙要求，尤其是能满足铝硅镀层热成形钢激光填丝焊接的要求，即需要焊缝间隙在0-1mm范围内可调。

所述的第二夹头支撑座23的凹槽内壁两侧对称设有第一保护片28和第二保护片29，间隙调节片21通过第三气缸22下降时，第一保护片28和第二保护片29连接闭合并罩盖在间隙调节片21的上方，第一保护片28和第二保护片29可采用可拆卸式连接件安装在第二夹头支撑座23的凹槽内，使其能在第三气缸22带动间隙调节片21下降时顶起闭合，用于保护间隙调节片21不受激光或掉落的金属损伤。第一保护片28和第二保护片29的转动角度为0°-90°，且拆装、更换方便。

所述的间隙调节片21的顶部为圆弧过渡面，防止刮擦汽车门环板料表面，优选的，间隙调节片21可采用“⊥”形硬质合金制成，如钨钴硬质合金等。

所述的圆孔基座30还包括支撑架32、若干条支腿33和固定螺母35，基板31设置在支撑架32上，若干条支腿33垂直安装在支撑架32的底部四周，使基板31水平架设，第一支撑杆17和第二支撑杆26通过固定螺母35与基板31固定，若干个固定螺母35位于基板31的底部并将高度调节到位的固定夹头组件10和间隙调节夹头组件20固定。基板31可采用金属材料且水平放置在支撑架32上，圆孔34内壁光滑，支撑架32与支腿33可采用永久固定连接，如焊接、螺栓连接等。

所述的第一支撑杆17和第二支撑杆26上标注有刻度线，能更精确的控制固定夹头组件10和间隙调节夹头组件20的上下调节高度。

本发明可根据不同车型的汽车门环板料的数量、形状选择合适数量的固定夹头组件10和间隙调节夹头组件20，以及对应圆孔34数量和位置分布的基板31，并将固定夹头组件10通过第一支撑杆17经圆孔34安装在基板31的对应的位置处，固定夹头组件10通过第一支撑杆17上下调节到位后通过固定螺母35固定，汽车门环板料通过两组定位件夹持固定；间隙调节夹头组件20通过第二支撑杆26经圆孔34安装在基板31的对应的位置处，间隙调节夹头组件20通过第二支撑杆26上下调节到位后通过固定螺母35固定，使通过第一电磁铁11吸附在第一夹头支撑座16上的汽车门环板料与通过第二电磁铁24、第三电磁铁25吸附在第二夹头支撑座23上的汽车门环板料位于同一水平面上。第三气缸22带动间隙调节片21上升，使相邻两块汽车门环板料的端部贴合在间隙调节片21的两个表面上并对齐后，开启第二电磁铁24、第三电磁铁25吸附固定，第三气缸22带动间隙调节片21下降，即可在相邻两块汽车门环板料之间进行焊接作业。

焊接不同车型的汽车门环板料时，只需更换基板31或调节基板31上圆孔34的位置即可。

实施例1：

请参见附图1至附图5，本实施例焊接的汽车门环板料包括厚度为1.5mm的第一钢板41、厚度为1.8mm的第二钢板42、厚度为2.4mm的第三钢板43、厚度为1.4mm的第四钢板44和厚度为1.1mm的第五钢板45，钢板为铝硅镀层热成形钢；采用9套固定夹头组件10和5套间隙调节夹头组件20，根据圆孔34的位置对应安装在基板31上，使固定夹头组件10位于钢板的两端或中部，起到固定、定位钢板的作用，间隙调节夹头组件20位于相邻两块钢板的焊接处下方，通过第三气缸22升高厚度为0.2mm的间隙调节片21，用于调节相邻两块钢板的拼接缝。

通过旋转第一高度调节螺母18、第二高度调节螺母27调整固定夹头组件10、间隙调节夹头组件20，使其吸附的钢板平面位于同一水平面上，然后拧紧固定螺母35。降低间隙调节片21高度至第一保护片28和第二保护片29闭合，确认相邻两块钢板对拼焊接间隙为0.2mm（等同于间隙调节片21厚度）后，启动激光器开始焊接。最后检验确认产品焊接合格即可。

实施例2：

请参见附图1至附图5，本实施例焊接的汽车门环板料包括厚度为1.5mm的第一钢板41、厚度为1.8mm的第二钢板42、厚度为2.4mm的第三钢板43、厚度为1.4mm的第四钢板44和厚度为1.1mm的第五钢板45，钢板为铝硅镀层热成形钢；采用9套固定夹头组件10和5套间隙调节夹头组件20，根据圆孔34的位置对应安装在基板31上，使固定夹头组件10位于钢板的两端或中部，起到固定、定位钢板的作用，间隙调节夹头组件20位于相邻两块钢板的焊接处下方，通过第三气缸22升高厚度为0.3mm的间隙调节片21，用于调节相邻两块钢板的拼接缝。

通过旋转第一高度调节螺母18、第二高度调节螺母27调整固定夹头组件10、间隙调节夹头组件20，使其吸附的钢板平面位于同一水平面上，然后拧紧固定螺母35。降低间隙调节片21高度至第一保护片28和第二保护片29闭合，确认相邻两块钢板对拼焊接间隙为0.3mm（等同于间隙调节片21厚度）后，启动激光器开始焊接。最后检验确认产品焊接合格即可。

实施例3：

请参见附图1至附图5，本实施例焊接的汽车门环板料包括厚度为1.5mm的第一钢板41、厚度为1.8mm的第二钢板42、厚度为2.4mm的第三钢板43、厚度为1.4mm的第四钢板44和厚度为1.1mm的第五钢板45，钢板为铝硅镀层热成形钢；采用9套固定夹头组件10和5套间隙调节夹头组件20，根据圆孔34的位置对应安装在基板31上，使固定夹头组件10位于钢板的两端或中部，起到固定、定位钢板的作用，间隙调节夹头组件20位于相邻两块钢板的焊接处下方，通过第三气缸22升高厚度为0.4mm的间隙调节片21，用于调节相邻两块钢板的拼接缝。

通过旋转第一高度调节螺母18、第二高度调节螺母27调整固定夹头组件10、间隙调节夹头组件20，使其吸附的钢板平面位于同一水平面上，然后拧紧固定螺母35。降低间隙调节片21高度至第一保护片28和第二保护片29闭合，确认相邻两块钢板对拼焊接间隙为0.4mm（等同于间隙调节片21厚度）后，启动激光器开始焊接。最后检验确认产品焊接合格即可。

实施例4：

请参见附图1至附图3、附图6和附图7，本实施例焊接的汽车门环板料包括厚度为1.5mm的第六钢板51和厚度为1.8mm的第七钢板52，钢板为铝硅镀层热成形钢。采用6套固定夹头组件10和2套间隙调节夹头组件20，根据圆孔34的位置对应安装在基板31上，使固定夹头组件10位于钢板的两端或中部，起到固定、定位钢板的作用，间隙调节夹头组件20位于相邻两块钢板的焊接处下方，通过第三气缸22升高厚度为0.2mm的间隙调节片21，用于调节相邻两块钢板的拼接缝。在本实施例中，只需重新制作一张匹配该门环的基板31，或者在圆孔34不重叠的条件下在原有基板31上重新钻圆孔34即可，固定夹头组件10和间隙调节夹头组件20可通用。

通过旋转第一高度调节螺母18、第二高度调节螺母27调整固定夹头组件10、间隙调节夹头组件20，使其吸附的钢板平面位于同一水平面上，然后拧紧固定螺母35。降低间隙调节片21高度至第一保护片28和第二保护片29闭合，确认相邻两块钢板对拼焊接间隙为0.2mm（等同于间隙调节片21厚度）后，启动激光器开始焊接。最后检验确认产品焊接合格即可。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，其特征是：包括固定夹头组件（10）、间隙调节夹头组件（20）和圆孔基座（30）；圆孔基座（30）包括设有若干个圆孔（34）的基板（31）；

所述的固定夹头组件（10）包括两组定位件、第一夹头支撑座（16）、第一支撑杆（17）和第一高度调节螺母（18），两组定位件分别对称嵌装在第一夹头支撑座（16）内，汽车门环板料通过两组定位件夹持并搁置在第一夹头支撑座（16）上；第一支撑杆（17）连接在第一夹头支撑座（16）的底部并通过圆孔（34）安装在基板（31）上，固定夹头组件（10）通过第一支撑杆（17）经第一高度调节螺母（18）沿圆孔（34）的轴向上下调节；

所述的间隙调节夹头组件（20）包括间隙调节片（21）、第三气缸（22）、第二夹头支撑座（23）、第二支撑杆（26）和第二高度调节螺母（27）；第三气缸（22）嵌装在第二夹头支撑座（23）内，间隙调节片（21）安装在第三气缸（22）的顶部并通过第三气缸（22）上下移动，相邻两块汽车门环板料搁置在第二夹头支撑座（23）的上端面上，使间隙调节片（21）分隔相邻两块汽车门环板料；第二支撑杆（26）连接在第二夹头支撑座（23）的底部并通过圆孔（34）安装在基板（31）上，间隙调节夹头组件（20）通过第二支撑杆（26）经第二高度调节螺母（27）沿圆孔（34）的轴向上下调节。

2.根据权利要求1所述的汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，其特征是：所述的两组定位件包括第一气缸（12）和第一夹持块（14）构成的第一定位件以及第二气缸（13）和第二夹持块（15）构成的第二定位件；第一气缸（12）和第二气缸（13）分别嵌装在第一夹头支撑座（16）两侧，第一夹持块（14）通过第一气缸（12）的活塞杆连接在第一夹头支撑座（16）的一侧并水平移动，第二夹持块（15）通过第二气缸（13）的活塞杆连接在第一夹头支撑座（16）的另一侧并水平移动，使第一夹持块（14）和第二夹持块（15）夹持在汽车门环板料的两侧。

3.根据权利要求2所述的汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，其特征是：所述的第一夹持块（14）与第二夹持块（15）之间的夹持间距为150-410mm，第一夹持块（14）和第二夹持块（15）的直线移动距离范围均为0-130mm。

4.根据权利要求1所述的汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，其特征是：所述的第一夹头支撑座（16）的顶部设有第一电磁铁（11），汽车门环板料通过第一电磁铁（11）水平吸附在第一夹头支撑座（16）上。

5.根据权利要求1所述的汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，其特征是：所述的第二夹头支撑座（23）的顶部设有第二电磁铁（24）和第三电磁铁（25），第二电磁铁（24）和第三电磁铁（25）对称设置在间隙调节片（21）的两侧，相邻两块汽车门环板料分别通过第二电磁铁（24）和第三电磁铁（25）水平吸附在第二夹头支撑座（23）上。

6.根据权利要求5所述的汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，其特征是：所述的第二电磁铁（24）与第三电磁铁（25）之间的间隙不小于间隙调节片（21）的厚度。

7.根据权利要求6所述的汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，其特征是：所述的间隙调节片（21）的厚度范围为0.2-1mm。

8.根据权利要求1所述的汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，其特征是：所述的第二夹头支撑座（23）的凹槽内壁两侧对称设有第一保护片（28）和第二保护片（29），间隙调节片（21）通过第三气缸（22）下降时，第一保护片（28）和第二保护片（29）连接并罩盖在间隙调节片（21）的上方。

9.根据权利要求1所述的汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，其特征是：所述的圆孔基座（30）还包括支撑架（32）、若干条支腿（33）和固定螺母（35），基板（31）设置在支撑架（32）上，若干条支腿（33）垂直安装在支撑架（32）的底部四周，使基板（31）水平架设，第一支撑杆（17）和第二支撑杆（26）通过固定螺母（35）与基板（31）固定。

10.根据权利要求1或9所述的汽车门环激光拼焊板的组合工装夹具，其特征是：所述的第一支撑杆（17）和第二支撑杆（26）上标注有刻度线。