CN110773934A - 车顶正反组装焊接工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车顶正反组装焊接工装，包括正反两套工装，其均包括对称平行的多个大标准模块，大标准模块包括对称设计的平顶和圆顶模块，平顶模块设在中间；正装工装平顶和圆顶模块均包括边梁压紧装置、支撑梁和仿形骨架，边梁压紧装置设在仿形骨架两侧，固定车顶正装边梁的正侧面，仿形骨架根据车顶正装轮廓度设计；反装工装平顶和圆顶模块均包括边部压紧装置、支撑框架和多个可调式仿形块，边部压紧装置设在两侧压紧车顶反装边梁，支撑框架根据车顶反装的轮廓度设计，可调式仿形块凸出设于支撑框架的上端面，根据车顶反装的变形量不同而进行高度调节。本发明通用性强、可靠性好、使用方便、维护简单、结构紧凑、成本低、效率高。

Description

车顶正反组装焊接工装

技术领域

本发明主要用于单轨车车顶组装及焊接，具体涉及一种车顶正反组装焊接工装。

背景技术

单轨车车顶由车顶边梁和小圆顶以及空调平顶框三大部件及若干小件组成，车顶为整体圆弧式结构，总长为10136.5mm，最大宽度为2888mm，圆弧最低点到最高点尺寸为596.5mm，整体要求轮廓度3mm公差；因此如果以正常组装和焊接工艺无法完成单轨车的车顶产品生产。

此外，在全球提倡节能减排的浪潮下，轨道车辆的设计、制造也在向这方面看齐，高强度铝合金结构得到较广泛的应用。本工装所涉及的单轨车车顶全部由铝合金型材组焊而成，在满足强度的前提下优化了型材结构进而最大程度的减轻了车顶重量，与以往结构型材本车顶的重量减少了近40％；重量的减少取而代之的是制造难度增加，尤其是焊接变形控制上。故需要设计一种既能满足控制焊接变形的工装又要通用化的工装来满足不同种类车顶的生产。现有技术中的生产方式：①以往工装为整体式结构，柔性差，可调节范围小属于专用工装，且针对车顶这个大尺寸的产品来说，操作不方便，不能满足实际使用需求；②工装的组件标准化程度低，互换性差，不能灵活改变其定位及放变形功能；③以往车顶工装限位较多，导致长时间使用后定位变差，导致最终产品尺寸的不可逆偏差，且生产效率低，操作不便。

发明内容

为了控制焊接变形、提高工装的利用率、提高生产场地利用率、减少因工装定位变差而影响最终产品质量的问题，本发明提供了一种车顶正反组装焊接工装，其是一种通用性强、可靠性好、使用方便、维护简单、结构紧凑、低成本、高效率的单轨车车顶组装及焊接一体的组焊工装，可有效提高产品质量及生产效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

车顶正反组装焊接工装，包括正装工装和反装工装，两套工装均包括对称平行排列的多个大标准模块，大标准模块包括对称设计的平顶模块和圆顶模块，平顶模块排列在圆顶模块中间；所述正装工装的平顶模块和圆顶模块均包括边梁压紧装置、支撑梁和仿形骨架，仿形骨架竖立在支撑梁上方，边梁压紧装置设置在仿形骨架两侧，固定车顶正装边梁的正面和侧面，仿形骨架根据车顶正装的轮廓度设计，仿形骨架包括对称设计的多个仿形板拼装而成；所述反装工装的平顶模块和圆顶模块均包括边部压紧装置、支撑框架和多个可调式仿形块，支撑框架设为竖立的基板，边部压紧装置设在基板两侧，可从上方对车顶反装的边梁压紧，支撑框架根据车顶反装的的轮廓度设计，可调式仿形块凸出设置于支撑框架的上端面，根据车顶反装的变形量不同而进行高度调节。

进一步地，所述支撑梁的两端下方分别设有固定腿起到支撑作用，形成

型结构，固定腿可拆卸设计，可通过地面导轨进行移动；所述边梁压紧装置设置在所述固定腿上，边梁压紧装置包括边部压紧组成和侧面顶紧组成，二者采用可调节限位、机械式夹紧的结构，分别可从上方以及侧面对车顶正装的边梁压紧；所述仿形骨架上设有卡槽，用于卡装车顶正装各部件；所述正装工装的圆顶模块和平顶模块的区别：所述仿形骨架中央的圆顶仿形板替换为平顶仿形板。

进一步地，所述边部压紧组成和侧面顶紧组成的压紧头以及所述仿形骨架的仿形板均为铝合金材质。

进一步地，所述支撑框架的上端面分布有多个所述可调式仿形块，仿形块的位置避让车顶反装的拼焊接缝；仿形块的上端面与车顶反装部件接触，仿形块通过仿形块固定螺栓固定在所述支撑框架上；在各仿形块的下端面配合设有仿形块高度调节螺栓，仿形块高度调节螺栓通过高度调节螺栓固定块设置在所述支撑框架中，通过仿形块高度调节螺栓的螺栓伸缩实现配套的仿形块的高度上调或下调，从而实现焊接反变形。

进一步地，所述车顶反装工装的圆顶模块和平顶模块的区别仅在于所述支撑框架中部的曲线弧度以及所述支撑框架中部是否需要设置所述可调式仿形块。

进一步地，所述支撑框架的两端下方通过固定螺栓设有固定腿，固定腿可拆卸设计，可通过地面导轨进行移动；所述边部压紧装置的压紧头设为铝合金材质，其他部分设为高碳钢材质。

进一步地，所述对称平行排列的多个大标准模块包括6个圆顶模块和3个圆顶模块，所述车顶正装或反装的端头放置在位于边缘的所述圆顶模块上。

进一步地，所述正装工装和反装工装的两侧和两端各设有一对中心线装置，一对中心线装置包括两立柱、立柱上的滑轮以及立柱间的绳索。所述正装工装和反装工装的各大标准模块均设置自带激光雕刻的中心线。

本发明车顶正反组焊工装，主要适用于单轨车车顶的总成组装和焊接，其充分考虑了现有产品的焊接收缩及尺寸特征，提高了产品的焊接质量及尺寸精度要求。本工装的反装仿形块可以根据变形量的不同进行高低调节长度；本工装分为9个大模块结构(3个平顶模块、6个圆顶模块)，可以根据产品的长度不同进行相对应的调整，即保证了产品的一致性和工装的通用性，也提高了产能和保证了产品的质量，而且该工装可靠性好、结构简单、效率高，带有检测功能确保工装时刻处于最佳尺寸状态，配有数套气动下拉、上顶装置使得生产过程更加灵活、便捷，适合实际应用。

本发明的优点具体如下：

(1)正装中采用可调节限位、机械式夹紧装置，为边梁压紧装置，其包括正面和侧面两个压紧结构，有效的控制产品因焊接原因造成的收缩变形。

(2)反装中的仿形块采用高度可调式结构设计，侧面压紧装置合理地考虑了产品定位压紧点。①首先可调式仿形块可以焊接变形量不同，例如产品焊接完成后两端头上翘，可以根据端头上翘尺寸调节仿形块，圆顶仿形块上调，空调平台仿形块下调，做一个预先的焊接反变形；②侧面的边部压紧装置结构和压紧点充分的考虑焊接的变形特点，边部压紧装置的除压紧头的其他结构设为优质的高碳钢可以有效的控制车顶边部因焊接收缩造成的边部上翘、宽度变窄等缺陷。

(3)工装包括9个大标准模块(3个平顶模块和6个圆顶模块)，每个大模块又分为多个小模块，因此工装结构灵活方便可以根据车顶不同部位的变形量不同进行不同的调整。同时所有固定腿可拆卸通过地面导轨进行移动，实现了适合不同车顶组装的功能。

(4)工装设置自带激光雕刻的中心线，可用于产品组装时对中也可用于工装的整体检测。

(5)正反工装的仿形块及压紧头部分均为优质铝合金结构，即可以保证其耐用程度，又不会因为材质的硬度过高对与产品接触面造成划伤和腐蚀等一系列质量问题。

附图说明

图1是车顶正装工装的侧视图一(从端部看)；

图2是中心线坐标装置示意图；

图3是车顶正装工装的侧视图二(从侧面边部看)；

图4是车顶正装圆顶仿形块示意图；

图5是车顶正装空调平顶仿形块示意图；

图6是车顶正装边梁压紧装置的示意图；(a)侧视图；(b)主视图；

图7是车顶正装工装的示意图；

图8是车顶正装工装在图7的基础上安装边梁；

图9是车顶正装工装在图8的基础上安装空调框；

图10是车顶正装工装在图9的基础上安装小圆顶、与车顶边梁及小圆顶拼焊的型材；

图11是车顶反装工装安装车顶后的侧视图(从端部看)；

图12是车顶反装圆顶模块示意图；

图13是车顶反装平顶模块示意图；

图14是车顶反装压紧装置示意图；

图15是车顶反装的可调节仿形块示意图；

其中，1-边部压紧组成，2-侧面顶紧组成，3-仿形骨架，4-铝合金仿形块卡槽，5-骨架支撑及固定腿，6-工装支撑横梁；

7-中心线装置，7a-坐标立柱，7b-钢丝绳，7c-滑轮；

8-边部压紧装置，9-反装仿形块，10-整体支撑框架，11-反装工装固定螺栓，12-仿形块高度调节螺栓，13-仿形块固定螺栓，14-高度调节螺栓固定块；

A-边梁，B-空调框，C-与车顶边梁和小圆顶拼接型材，D-小圆顶，E-空调框端头封板，F-车顶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

本实施例的车顶正反组焊工装包括正装工装和反装工装这两套工装，正装工装、反装工装均包括对称平行设置的9个大标准模块，包括3个平顶模块和6个圆顶模块，平顶模块设置在中间(如图3、图7至图10所示)。

如图2所示，正装工装和反装工装的侧面和两端头(纵向和横向)均设有中心线装置7，工装在组装过程中，其中心要求与中心线装置7对齐。正装工装和反装工装的两侧和两端各设有一对中心线装置7，一对中心线装置7包括两坐标立柱7a、立柱上的滑轮7c以及立柱间的钢丝绳7b。此外，正装工装和反装工装的各大标准模块均设置自带激光雕刻的中心线。

每个工装结构上都有中心线标识，该中心线在结构面上，方便可见，采用激光雕刻技术深度设为0.5mm，耐磨损型强，组装车顶物料和改变工装形式后都可通过此中心线确定车顶物料的摆放是否满足要求及工装形式更改后能够有效验证更改的精度是否满足产品生产要求；该中心线标识也可以用来检测工装上各个定位、限位装置的位置是否准确；可以说既是产品组装的基准也是工装定位、检测的基准。正装工装和反装工装的两个端部带有中心线钢索定位柱(即坐标立柱7a)，在车顶物料铺满工装后使用该钢索(即钢丝绳7b)进行中心线确认。

如图1所示，车顶正装工装的圆顶模块对称设计，包括边部压紧组成1、侧面顶紧组成2、仿形骨架3、铝合金仿形块卡槽4、骨架支撑及固定腿5和工装支撑横梁6，工装支撑横梁6的两端下方分别设有骨架支撑及固定腿5起到支撑作用，形成

型结构，所有固定腿5可拆卸通过地面导轨进行移动，实现了适合不同车顶组装的功能。边部压紧组成1和侧面顶紧组成2形成边梁压紧装置，如图6所示，边部压紧组成1和侧面顶紧组成2采用可调节限位、机械式夹紧的结构，分别可从上方以及侧面对车顶正装的边梁压紧，边梁压紧装置设置在骨架支撑及固定腿5上。工装支撑横梁6上方设有仿形骨架3，仿形骨架3根据车顶的曲线轮廓度设计，仿形骨架3上设有铝合金仿形块卡槽4，用于卡装车顶正装各部件。仿形骨架3包括对称设计的多个仿形块组成拼装，如图4和图5所示，可见圆顶模块和平顶模块的区别仅仅是仿形骨架3中央的圆顶仿形块替换为平顶仿形块。

上述边部压紧组成1和侧面顶紧组成2的压紧头部分以及仿形骨架3的仿形块均为优质铝合金结构。

使用本实施例的车顶正装工装装夹焊接车顶正装的过程如下：

(1)将车顶正装工装的边梁压紧装置全部打开，如图7所示；

(2)将车顶边梁A吊转至车顶正装工装上面，通过下拉装置调整好边梁A整体扰度，扰度调整完成后，夹紧组焊工装的边梁压紧装置，如图8所示；

(3)将空调框B吊转至正装工装上，与车顶边梁A进行组装，调整好空调框B对称度；如图9所示；

(4)将剩余4块与车顶边梁和小圆顶拼接型材C吊转至车顶正装工装上面，调整两端头尺寸，使端头型材对齐误差不能超过0.5mm，如图10所示；

(5)前面工序按照要求组装完成后，将小圆顶D吊转至车顶正装工装上面，按照技术要求使其与前道组装好的部件进行拼装，拼装完成后按照技术要求对车顶F尺寸进行检验，如图10所示；

(6)尺寸复验完成后，按照组焊工艺对组装好的车顶部件进行点焊固定；

(7)点焊固定完成后，将空调平顶部位两端头封板进行组装及点焊固定。固定完成后按照组焊工艺对车顶F反面进行点焊加固，反面点焊加固完成后开始正面焊接，如图10所示。

如图11至图15所示，车顶反装工装的圆顶模块对称设计，包括边部压紧装置8、反装仿形块9、整体支撑框架10、反装工装固定螺栓11、仿形块高度调节螺栓12、仿形块固定螺栓13和高度调节螺栓固定块14，其中，整体支撑框架10作为立体的基板，反装工装固定螺栓11设置在其下方两端，反装工装固定螺栓11下方设有固定腿，固定腿可拆卸设计，可通过地面导轨进行移动。

边部压紧装置8设置在整体支撑框架10的两侧(如图14所示)，采用机械式夹紧的结构，可从上方对车顶反装的边梁压紧作用；整体支撑框架10模拟车顶反装的曲线轮廓度设计，在整体支撑框架10的上端面分布有多个反装仿形块9，反装仿形块9的位置注意避让车顶反装的拼焊接缝，反装仿形块9的上端面与车顶反装部件接触，反装仿形块9通过仿形块固定螺栓13固定在整体支撑框架10上，在各反装仿形块9的下端面配合设有仿形块高度调节螺栓12，仿形块高度调节螺栓12通过高度调节螺栓固定块14设置在整体支撑框架10中，通过仿形块高度调节螺栓12的螺栓伸缩实现配套的反装仿形块9的高度上调或下调，从而实现焊接反变形。

如图12和图13所示，车顶反装工装的圆顶模块和平顶模块的区别仅在于整体支撑框架10中部的曲线弧度以及整体支撑框架10中部是否需要设置反装仿形块9。

上述反装的边部压紧装置8的压紧头部分设为优质铝合金结构，其他部分设为高碳钢材质。

使用本实施例的车顶反装工装装夹焊接车顶反装的过程如下：

(1)将车顶反装工装的边部压紧装置8打开；

(2)将上述正装焊接完成的车顶正装用行车和空中翻转器翻转180°，并放置在本实施例的车顶反装工装上面，车顶中心线与车顶反装工装中心对齐，误差不得超过2mm；

(3)夹紧边部压紧装置8，按照组焊工艺文件进行焊接；

(4)车顶反面焊接结束后，按照技术图纸及文件要求对产品吊挂件进行组装并焊接；

(5)车顶产品完成后，在反装工装上面，对产品表面质量进行处理，处理合格后流转至下道工序。

本实施例的车顶正反组焊装工装的维护说明：及时清理各定位表面，各转轴及压头组件中的丝杠处每班工作前滴注机油润滑。紧固件每周检查一至二次，如有松动及时紧固。组焊工装上不得存放无关零件，装卸时防止磕碰，如有损伤及时维修。

以上所述仅为本发明的优选例实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.车顶正反组装焊接工装，其特征在于，包括正装工装和反装工装，两套工装均包括对称平行排列的多个大标准模块，大标准模块包括两种形式：对称设计的平顶模块和圆顶模块，平顶模块排列在圆顶模块中间；

所述正装工装的平顶模块和圆顶模块均包括边梁压紧装置、支撑梁和仿形骨架，仿形骨架竖立在支撑梁上方，边梁压紧装置设置在仿形骨架两侧，固定车顶正装边梁的正面和侧面，仿形骨架根据车顶正装的轮廓度设计，仿形骨架包括对称设计的多个仿形板拼装而成；

所述反装工装的平顶模块和圆顶模块均包括边部压紧装置、支撑框架和多个可调式仿形块，支撑框架设为竖立的基板，边部压紧装置设在基板两侧，可从上方对车顶反装的边梁压紧，支撑框架根据车顶反装的的轮廓度设计，可调式仿形块凸出设置于支撑框架的上端面，根据车顶反装的变形量不同而进行高度调节。

2.如权利要求1所述的车顶正反组装焊接工装，其特征在于，所述支撑梁的两端下方分别设有固定腿起到支撑作用，形成“П”型结构，固定腿可拆卸设计，可通过地面导轨进行移动；所述边梁压紧装置设置在所述固定腿上，边梁压紧装置包括边部压紧组成和侧面顶紧组成，二者采用可调节限位、机械式夹紧的结构，分别可从上方以及侧面对车顶正装的边梁压紧；所述仿形骨架上设有卡槽，用于卡装车顶正装各部件；所述正装工装的圆顶模块和平顶模块的区别：所述仿形骨架中央的圆顶仿形板替换为平顶仿形板。

3.如权利要求2所述的车顶正反组装焊接工装，其特征在于，所述边部压紧组成和侧面顶紧组成的压紧头以及所述仿形骨架的仿形板均为铝合金材质。

4.如权利要求1-3任意之一所述的车顶正反组装焊接工装，其特征在于，所述支撑框架的上端面分布有多个所述可调式仿形块，仿形块的位置避让车顶反装的拼焊接缝；仿形块的上端面与车顶反装部件接触，仿形块通过仿形块固定螺栓固定在所述支撑框架上；在各仿形块的下端面配合设有仿形块高度调节螺栓，仿形块高度调节螺栓通过高度调节螺栓固定块设置在所述支撑框架中，通过仿形块高度调节螺栓的螺栓伸缩实现配套的仿形块的高度上调或下调，从而实现焊接反变形。

5.如权利要求4所述的车顶正反组装焊接工装，其特征在于，所述车顶反装工装的圆顶模块和平顶模块的区别仅在于所述支撑框架中部的曲线弧度以及所述支撑框架中部是否需要设置所述可调式仿形块。

6.如权利要求4所述的车顶正反组装焊接工装，其特征在于，所述支撑框架的两端下方通过固定螺栓设有固定腿，固定腿可拆卸设计，可通过地面导轨进行移动；所述边部压紧装置的压紧头设为铝合金材质，其他部分设为高碳钢材质。

7.如权利要求1-3任意之一所述的车顶正反组装焊接工装，其特征在于，所述对称平行排列的多个大标准模块包括6个圆顶模块和3个圆顶模块，所述车顶正装或反装的端头放置在位于边缘的所述圆顶模块上。

8.如权利要求1-3任意之一所述的车顶正反组装焊接工装，其特征在于，所述正装工装和反装工装的两侧和两端各设有一对中心线装置，一对中心线装置包括两立柱、立柱上的滑轮以及立柱间的绳索；

所述正装工装和反装工装的各大标准模块均设置自带激光雕刻的中心线。

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