CN110561009A - 铝合金车体大部件通用组焊夹具 - Google Patents

铝合金车体大部件通用组焊夹具 Download PDF

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夏常青
王军田
陆冠含
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    • B23K37/0435—Clamps
    • B23K37/0443—Jigs

Abstract

铝合金车体大部件通用组焊夹具涉及轨道客车铝合金车体组焊用辅助工装技术领域，其包括工作台、多个中部支撑座和多个端部可调夹紧机构。端部可调夹紧机构与水平面夹角大小连续可调，使其可以更好地适应多种车体大部件不同端部结构的倾角类型，从而显著减少与各类型车体大部件不同端部结构相匹配的上部夹紧块、下部夹紧块和侧向顶紧块的匹配种类和样式，提高夹紧块更换时的选型匹配效率，缩减节约各型夹紧块的设计类型和面型加工精度，进而降低夹紧块的制作难度和占用的仓储空间，提高生产效益。

Description

铝合金车体大部件通用组焊夹具
技术领域
本发明涉及轨道客车铝合金车体组焊用辅助工装技术领域，具体涉及一种铝合金车体大部件通用组焊夹具。
背景技术
在轨道客车制造领域，工装夹具在产品生产制造过程中的准确定位保证了产品质量，使得工件组对方便，提高了劳动效率，因此，工装夹具在制造行业中得到了广泛应用。但轨道车辆种类繁多，车型限界、外形尺寸存在较大差异，如图1所示，车体大部件12的中段为曲率较小的平面结构，但其两侧的端部结构均为弧形，并且弧形的各尺寸参数又不同，因此，各车型的车体大部件12在组焊时需要使用大量的不同工装夹具，以便对其两侧的端部结构分别实施随形匹配定位。整车订单完成后，此车型的工装夹具需针对新车型的车体大部件进行重新调整改制或者报废，这样大大增加了生产成本和人力成本。
发明内容
为了解决现有工装夹具不具有通用性，导致旧车型的工装夹具需针对新车型的车体大部件进行重新调整改制或者报废，进而导致大大增加了生产成本和人力成本的技术问题，本发明提供一种铝合金车体大部件通用组焊夹具。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：
铝合金车体大部件通用组焊夹具，其包括工作台、多个中部支撑座和多个端部可调夹紧机构，多个中部支撑座分成沿铝合金车体大部件长度方向平行设置的多组中部支撑座，每个中部支撑座的底部固连在工作台上，每个中部支撑座的顶部通过螺栓固连有一个与待支撑面随形的尼龙垫块，多组中部支撑座用于对铝合金车体大部件的中部支撑；多个端部可调夹紧机构分成两个为一组的多组端部可调夹紧机构，每组的两个端部可调夹紧机构的底部分别固连在工作台沿铝合金车体大部件长度方向的两侧，多组端部可调夹紧机构用于对铝合金车体大部件的端部实现垂向夹紧和水平顶紧，每个端部可调夹紧机构的高度和角度均可调。
上述端部可调夹紧机构包括端部夹紧模块、倾角可调底座和倾角锁紧模块，端部夹紧模块的底部与倾角可调底座的上部滑动连接，端部夹紧模块用于对铝合金车体大部件的端部实现垂向夹紧和水平顶紧；倾角可调底座的底部固连在工作台上，倾角可调底座的支撑倾角可调；倾角锁紧模块的底部固连在倾角可调底座的下部上，倾角锁紧模块的上部与倾角可调底座的上部锁紧固连。
上述端部夹紧模块包括端部支撑座、导柱、液压缸、压紧单元、上部夹紧块、下部夹紧块和侧向顶紧块；
端部支撑座的底端设有滑块，端部支撑座的下部前方固连有高度可调支撑座，端部支撑座的侧面固连有导轨，端部支撑座的侧面在导轨对称轴位置设有与导轨平行的导向槽，端部支撑座的上部中间设有顶紧块安装槽；
导柱的底端固连在端部支撑座的下部后方，导柱与导向槽平行设置；
液压缸的缸体通过连接座固连在端部支撑座的下部侧面，液压缸的活塞杆与导轨平行；
压紧单元包括纵向滑块、压板和套筒，纵向滑块的底端与活塞杆的顶端固连，压板的后端通过螺栓与纵向滑块的顶端固连，套筒的侧面固连在纵向滑块的侧面，套筒与压板垂直设置；
上部夹紧块的上端与压板的前端固连，上部夹紧块的下端面形状与待夹紧面的形状随形匹配；
下部夹紧块的下端与高度可调支撑座的顶端固连，下部夹紧块的上端面形状与待夹紧面的形状随形匹配；
侧向顶紧块的后端通过螺栓和顶紧块安装槽的配合而固连在端部支撑座的上部，侧向顶紧块的前端面为斜面。
上述倾角可调底座包括底板、斜板和转轴，底板和斜板通过转轴转动连接，斜板的中后部设有一个长槽孔，斜板的上端面设有滑槽；滑槽与滑块匹配，其二者滑动连接；所述倾角锁紧模块包括轴座、支撑螺杆、上部锁紧螺母、下部锁紧螺母和压块，轴座的底部固连在底板上，支撑螺杆的下端通过转轴与轴座转动连接，下部锁紧螺母位于长槽孔下方，下部锁紧螺母与支撑螺杆的下部螺纹连接，支撑螺杆的上部穿过斜板的长槽孔，下部锁紧螺母和压块的宽度均大于长槽孔的宽度，压块套在支撑螺杆上且位于斜板上方，上部锁紧螺母与支撑螺杆的上部螺纹连接，上部锁紧螺母位于压块的上方。
本发明的有益效果是：使用发明通用的车体大部件组焊夹具后，能够根据不同类型车体大部件的端部结构选择与其端面结构外轮廓形状均近似匹配的上部夹紧块、下部夹紧块和侧向顶紧块。对每个端部夹紧模块，通过控制其活塞杆在液压缸中的伸缩长度，可实现驱动纵向滑块和套筒各自沿导向槽和导柱实现高度调整，从而带动压板以及上部夹紧块实现高度调整，进而使上部夹紧块和下部夹紧块分别从上、下两个方向实现对车体大部件端部结构的夹紧定位。
通过调整并锁紧滑块在滑槽内的位置，改变端部夹紧模块在水平方向上的相对位置，从而使对称布置于车体大部件左右两侧的每两个端部夹紧模块均通过其各自的侧向顶紧块对车体大部件的端部结构实施横向限位。
上部夹紧块、下部夹紧块和侧向顶紧块与车体大部件的接触面均采用与车体大部件对应端部随形匹配的尼龙垫块。通过调整下部锁紧螺母各自在支撑螺杆上的高度位置，可以使下部锁紧螺母将斜板支撑在不同的水平倾角姿态下，通过沿支撑螺杆向下旋紧上部锁紧螺母，则能实现对斜板的压紧和限位。与轴座转动连接的支撑螺杆可在滑槽内实现倾斜角度的改变。端部可调夹紧机构与水平面夹角大小连续可调，使其可以更好地适应多种车体大部件不同端部结构的倾角类型，从而显著减少与各类型车体大部件不同端部结构相匹配的上部夹紧块、下部夹紧块和侧向顶紧块的匹配种类和样式，提高夹紧块更换时的选型匹配效率，缩减节约各型夹紧块的设计类型和面型加工精度，进而降低夹紧块的制作难度和占用的仓储空间，提高生产效益。
附图说明
图1是现有铝合金车体大部件的结构示意图。
图2是本发明铝合金车体大部件通用组焊夹具的结构示意图。
图3是本发明中的端部可调夹紧机构的立体结构示意图。
图4是图3的爆炸结构示意图。
图5是本发明中的端部可调夹紧机构另一个视角下的立体结构示意图。
图6是本发明中的端部可调夹紧机构的侧视结构示意图。
图7是本发明中的倾角锁紧模块的立体结构示意图。
图8是本发明中的端部夹紧模块的立体结构示意图。
图9是图8的爆炸结构示意图。
图10是本发明中的端部夹紧模块另一个视角下的立体结构示意图。
图11是图10的爆炸结构示意图。
图12是本发明中的端部支撑座的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图2至图12所示，本发明的铝合金车体大部件通用组焊夹具包括：工作台1、多个中部支撑座2和多个端部可调夹紧机构A，多个中部支撑座2分成沿铝合金车体大部件12长度方向平行设置的多组中部支撑座2，每个中部支撑座2的底部固连在工作台1上，每个中部支撑座2的顶部通过螺栓固连有一个与待支撑面随形的尼龙垫块2-1，多组中部支撑座2用于对铝合金车体大部件12的中部支撑；多个端部可调夹紧机构A分成两个为一组的多组端部可调夹紧机构A，每组的两个端部可调夹紧机构A的底部分别固连在工作台1沿铝合金车体大部件12长度方向的两侧，多组端部可调夹紧机构A用于对铝合金车体大部件12的端部实现垂向夹紧和水平顶紧，每个端部可调夹紧机构A的高度和角度均可调。
上述端部可调夹紧机构A包括端部夹紧模块B、倾角可调底座3和倾角锁紧模块4，端部夹紧模块B的底部与倾角可调底座3的上部滑动连接，端部夹紧模块B用于对铝合金车体大部件12的端部实现垂向夹紧和水平顶紧；倾角可调底座3的底部固连在工作台1上，倾角可调底座3的支撑倾角可调；倾角锁紧模块4的底部固连在倾角可调底座3的下部上，倾角锁紧模块4的上部与倾角可调底座3的上部锁紧固连。
上述端部夹紧模块B包括端部支撑座5、导柱6、液压缸7、压紧单元8、上部夹紧块9、下部夹紧块10和侧向顶紧块11；端部支撑座5的底端设有滑块5-1，端部支撑座5的下部前方固连有高度可调支撑座5-2，端部支撑座5的侧面固连有导轨5-3，端部支撑座5的侧面在导轨5-3对称轴位置设有与导轨5-3平行的导向槽5-4，端部支撑座5的上部中间设有顶紧块安装槽5-5；导柱6的底端固连在端部支撑座5的下部后方，导柱6与导向槽5-4平行设置；液压缸7的缸体通过连接座7-2固连在端部支撑座5的下部侧面，液压缸7的活塞杆7-1与导轨5-3平行；压紧单元8包括纵向滑块8-1、压板8-2和套筒8-3，纵向滑块8-1的底端与活塞杆7-1的顶端固连，压板8-2的后端通过螺栓与纵向滑块8-1的顶端固连，套筒8-3的侧面固连在纵向滑块8-1的侧面，套筒8-3与压板8-2垂直设置；上部夹紧块9的上端与压板8-2的前端固连，上部夹紧块9的下端面形状与待夹紧面的形状随形匹配；下部夹紧块10的下端与高度可调支撑座5-2的顶端固连，下部夹紧块10的上端面形状与待夹紧面的形状随形匹配；侧向顶紧块11的后端通过螺栓11-1和顶紧块安装槽5-5的配合而固连在端部支撑座5的上部，侧向顶紧块11的前端面为斜面。上部夹紧块9、下部夹紧块10和侧向顶紧块11均为可拆卸替换模块。
上述倾角可调底座3包括底板3-1、斜板3-2和转轴3-3，底板3-1和斜板3-2通过转轴3-3转动连接，斜板3-2的中后部设有一个长槽孔3-2-1，斜板3-2的上端面设有滑槽3-2-2；所述倾角锁紧模块4包括轴座4-1、支撑螺杆4-2、上部锁紧螺母4-3、下部锁紧螺母4-4和压块4-5，轴座4-1的底部固连在底板3-1上，支撑螺杆4-2的下端通过转轴与轴座4-1转动连接，下部锁紧螺母4-4位于长槽孔3-2-1下方，下部锁紧螺母4-4与支撑螺杆4-2的下部螺纹连接，支撑螺杆4-2的上部穿过斜板3-2的长槽孔3-2-1，下部锁紧螺母4-4和压块4-5的宽度均大于长槽孔3-2-1的宽度，压块4-5套在支撑螺杆4-2上且位于斜板3-2上方，上部锁紧螺母4-3与支撑螺杆4-2的上部螺纹连接，上部锁紧螺母4-3位于压块4-5的上方；滑块5-1与滑槽3-2-2匹配，其二者滑动连接。
本发明的铝合金车体大部件通用组焊夹具使用时，将车体大部件12中段的平面结构直接放置在多组中部支撑座2上，并根据不同类型车体大部件12的端部结构选择与其端面结构外轮廓形状均近似匹配的上部夹紧块9、下部夹紧块10和侧向顶紧块11。
对每个端部夹紧模块B，通过控制其活塞杆7-1在液压缸7中的伸缩长度，可实现驱动纵向滑块8-1和套筒8-3各自沿导向槽5-4和导柱6实现高度调整，从而带动压板8-2以及上部夹紧块9实现高度调整，进而使上部夹紧块9和下部夹紧块10分别从上、下两个方向实现对车体大部件12端部结构的夹紧定位。
通过调整并锁紧滑块5-1在滑槽3-2-2内的位置，改变端部夹紧模块B在水平方向上的相对位置，从而使对称布置于车体大部件12左右两侧的每两个端部夹紧模块B均通过其各自的侧向顶紧块11对车体大部件12端部结构的实施横向限位。
上部夹紧块9、下部夹紧块10和侧向顶紧块11与车体大部件12的接触面均与采用与车体大部件12对应端部随型匹配的尼龙垫块。通过调整下部锁紧螺母4-4各自在支撑螺杆4-2上的高度位置，可以使下部锁紧螺母4-4将斜板3-2支撑在不同的水平倾角姿态下，通过沿支撑螺杆4-2向下旋紧上部锁紧螺母4-3，则能实现对斜板3-2的压紧和限位。与轴座4-1转动连接的支撑螺杆4-2可在滑槽3-2-2的内实现倾斜角度的改变。
端部可调夹紧机构A与水平面夹角大小连续可调，使其可以更好地适应多种车体大部件12不同端部结构的倾角类型，从而显著减少与各类型车体大部件12不同端部结构相匹配的上部夹紧块9、下部夹紧块10和侧向顶紧块11的匹配种类和样式，提高夹紧块更换时的选型匹配效率，缩减节约各型夹紧块的设计类型和面型加工精度，进而降低夹紧块的制作难度和占用的仓储空间，提高生产效益。

Claims (4)

1.铝合金车体大部件通用组焊夹具，其特征在于，该夹具包括工作台(1)、多个中部支撑座(2)和多个端部可调夹紧机构(A)，多个中部支撑座(2)分成沿铝合金车体大部件(12)长度方向平行设置的多组中部支撑座(2)，每个中部支撑座(2)的底部固连在工作台(1)上，每个中部支撑座(2)的顶部通过螺栓固连有一个与待支撑面随形的尼龙垫块(2-1)，多组中部支撑座(2)用于对铝合金车体大部件(12)的中部支撑；多个端部可调夹紧机构(A)分成两个为一组的多组端部可调夹紧机构(A)，每组的两个端部可调夹紧机构(A)的底部分别固连在工作台(1)沿铝合金车体大部件(12)长度方向的两侧，多组端部可调夹紧机构(A)用于对铝合金车体大部件(12)的端部实现垂向夹紧和水平顶紧，每个端部可调夹紧机构(A)的高度和角度均可调。
2.如权利要求1所述的铝合金车体大部件通用组焊夹具，其特征在于，所述端部可调夹紧机构(A)包括端部夹紧模块(B)、倾角可调底座(3)和倾角锁紧模块(4)，端部夹紧模块(B)的底部与倾角可调底座(3)的上部滑动连接，端部夹紧模块(B)用于对铝合金车体大部件(12)的端部实现垂向夹紧和水平顶紧；倾角可调底座(3)的底部固连在工作台(1)上，倾角可调底座(3)的支撑倾角可调；倾角锁紧模块(4)的底部固连在倾角可调底座(3)的下部上，倾角锁紧模块(4)的上部与倾角可调底座(3)的上部锁紧固连。
3.如权利要求2所述的铝合金车体大部件通用组焊夹具，其特征在于，所述端部夹紧模块(B)包括端部支撑座(5)、导柱(6)、液压缸(7)、压紧单元(8)、上部夹紧块(9)、下部夹紧块(10)和侧向顶紧块(11)；
端部支撑座(5)的底端设有滑块(5-1)，端部支撑座(5)的下部前方固连有高度可调支撑座(5-2)，端部支撑座(5)的侧面固连有导轨(5-3)，端部支撑座(5)的侧面在导轨(5-3)对称轴位置设有与导轨(5-3)平行的导向槽(5-4)，端部支撑座(5)的上部中间设有顶紧块安装槽(5-5)；
导柱(6)的底端固连在端部支撑座(5)的下部后方，导柱(6)与导向槽(5-4)平行设置；
液压缸(7)的缸体通过连接座(7-2)固连在端部支撑座(5)的下部侧面，液压缸(7)的活塞杆(7-1)与导轨(5-3)平行；
压紧单元(8)包括纵向滑块(8-1)、压板(8-2)和套筒(8-3)，纵向滑块(8-1)的底端与活塞杆(7-1)的顶端固连，压板(8-2)的后端通过螺栓与纵向滑块(8-1)的顶端固连，套筒(8-3)的侧面固连在纵向滑块(8-1)的侧面，套筒(8-3)与压板(8-2)垂直设置；
上部夹紧块(9)的上端与压板(8-2)的前端固连，上部夹紧块(9)的下端面形状与待夹紧面的形状随形匹配；
下部夹紧块(10)的下端与高度可调支撑座(5-2)的顶端固连，下部夹紧块(10)的上端面形状与待夹紧面的形状随形匹配；
侧向顶紧块(11)的后端通过螺栓(11-1)和顶紧块安装槽(5-5)的配合而固连在端部支撑座(5)的上部，侧向顶紧块(11)的前端面为斜面。
4.如权利要求2或3所述的铝合金车体大部件通用组焊夹具，其特征在于，所述倾角可调底座(3)包括底板(3-1)、斜板(3-2)和转轴(3-3)，底板(3-1)和斜板(3-2)通过转轴(3-3)转动连接，斜板(3-2)的中后部设有一个长槽孔(3-2-1)，斜板(3-2)的上端面设有滑槽(3-2-2)；滑槽(3-2-2)与滑块(5-1)匹配，其二者滑动连接；
所述倾角锁紧模块(4)包括轴座(4-1)、支撑螺杆(4-2)、上部锁紧螺母(4-3)、下部锁紧螺母(4-4)和压块(4-5)，轴座(4-1)的底部固连在底板(3-1)上，支撑螺杆(4-2)的下端通过转轴与轴座(4-1)转动连接，下部锁紧螺母(4-4)位于长槽孔(3-2-1)下方，下部锁紧螺母(4-4)与支撑螺杆(4-2)的下部螺纹连接，支撑螺杆(4-2)的上部穿过斜板(3-2)的长槽孔(3-2-1)，下部锁紧螺母4-4和压块(4-5)的宽度均大于长槽孔(3-2-1)的宽度，压块(4-5)套在支撑螺杆(4-2)上且位于斜板(3-2)上方，上部锁紧螺母(4-3)与支撑螺杆(4-2)的上部螺纹连接，上部锁紧螺母(4-3)位于压块(4-5)的上方。
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