CN112025054A - 一种薄壁异性拉杆快速定位焊接装置、其成型及焊接方法 - Google Patents

一种薄壁异性拉杆快速定位焊接装置、其成型及焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，包括定位底板以及设于所述定位底板上的端部定位块、斜面定位块和平面定位块；所述斜面定位块和平面定位块位于薄壁异形拉杆下方，用于支撑并固定其中间部位；所述端部定位块包括第一端部定位块和第二端部定位块，分别位于所述定位底板的纵向两端，用于薄壁异形拉杆两端部的定位，且通过所述端部定位块的角度设置实现待焊接的法兰与所述薄壁异形拉杆的相对位置可调。本发明还公开了一种薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的成型方法以及应用薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的焊接方法。本发明的快速定位焊接装置，可以快速将薄壁异形拉杆与两端法兰定位焊接，满足了薄壁异形拉杆焊接法兰的需要。

Description

一种薄壁异性拉杆快速定位焊接装置、其成型及焊接方法
技术领域
本发明属于汽车及其它类型机动车的薄壁异形拉杆的制造技术领域，具体涉及一种用于汽车变速器换挡操纵装置的薄壁异性拉杆快速定位焊接装置、其成型及焊接方法。
背景技术
拉杆作为汽车变速器换挡操纵装置上的重要零件，与球销、万向节连接，传递变速器预选阀的拉力。其外形结构一般为直拉杆，两端与变速器法兰焊接。
汽车变速器上的拉杆主要由钢管、法兰焊接而成。钢管下料后，两端与法兰焊接在一起。通用加工方法大致如下：1)直接采购钢管；2)按拉杆零件长度尺寸将钢管下成单件材料；3)将钢管与两端法兰焊接成形。
上述通用成型方法，只能指导工厂进行直拉杆的生产，直拉杆的问题主要体现在：因汽车新车型的开发，变速器的安装位置会产生调整，变速器换挡操纵装置上的直拉杆不能避让发动机，与发动机产生干涉，难以适应新车型、新型号开发的需要。
薄壁异形拉杆是某些型号车辆变速器换挡操纵装置中的重要结构件，实际应用中，直拉杆不需要采用特定的定位措施即可进行焊接，但是薄壁异形拉杆结构比直拉杆复杂，焊接时定位难度相比直拉杆大，现有的适用于直拉杆的焊接方式已经不能满足薄壁异形拉杆的焊接需要。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种薄壁异形拉杆快速定位焊接装置、其成型及焊接方法，可以快速将薄壁异形拉杆与两端法兰定位焊接，满足了薄壁异形拉杆焊接法兰的需要。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，包括定位底板以及设于所述定位底板上的端部定位块、斜面定位块和平面定位块；
所述斜面定位块和平面定位块位于薄壁异形拉杆下方，用于支撑并固定其中间部位；所述端部定位块包括第一端部定位块和第二端部定位块，分别位于所述定位底板的纵向两端，用于薄壁异形拉杆两端部的定位，且通过所述端部定位块的角度设置实现待焊接的法兰与所述薄壁异形拉杆的相对位置可调。
进一步地，所述第一端部定位块和第二端部定位块分别包括底板和顶板，其中所述底板与所述定位底板固定，所述顶板用于所述薄壁异形拉杆与待焊接的法兰的定位。
进一步地，所述第一端部定位块和所述第二端部定位块的顶板上，设有与法兰安装孔相匹配的若干销孔，并通过对应的螺纹销连接法兰与所述顶板。
进一步地，所述底板和所述定位底板上设有对应的圆柱销定位孔，并通过圆柱销进行定位。
进一步地，所述底板和所述定位底板上对应设有若干螺纹孔，并通过螺栓将所述底板与所述定位底板紧固连接。
进一步地，所述定位底板、第一端部定位块以及第二端部定位块的材料选用热轧钢板。
按照本发明的另一个方面，提供一种薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的成型方法，用于所述的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的制备成型，包括如下步骤：
根据薄壁异形拉杆的外形尺寸，制作定位焊接装置的定位底板；
在所述定位底板上加工若干螺栓孔及若干圆柱销孔；
制作端部定位板，包括第一端部定位板和第二端部定位板，同时在所述端部定位板上加工与法兰安装孔相匹配的销孔；
采用圆柱销将所述端部定位板与所述定位底板定位并固定，再采用螺栓将端部定位板与所述定位底板紧固；
在所述定位底板上安装斜面定位块和平面定位块，且两者可以根据拉杆弯形后的高度差进行调整；
采用对应的螺纹销将待焊接法兰与所述端部定位板定位。
按照本发明的又一方面，提供一种应用所述的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的焊接方法，包括如下步骤：
将弯曲成型的薄壁异形拉杆放置在定位底板上，并采用斜面定位块和平面定位块定位支撑；
将对应的法兰与薄壁异形拉杆两端贴平，并采用对应的螺纹销将法兰与端部定位块定位，同时将法兰与拉杆的焊接位置定位；
在保护气体气氛下将法兰与对应的薄壁异形拉杆进行焊接；
在焊接完成后进行振动时效处理，以使焊接内应力得以释放。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，在定位底板上安装了纵向两个端部的定位板，且在定位底板上安装了斜面定位块和平面定位块支撑异形拉杆的下表面适应薄壁异形拉杆弯形后的高度差，同时为保证拉杆两端法兰与异形拉杆焊接时的相对位置要求，在端部定位板上安装定位销，用于将拉杆两端与需要焊接的法兰快速定位，可以快速将薄壁异形拉杆与两端法兰定位焊接，满足了薄壁异形拉杆焊接法兰的需要。
(2)本发明的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，能够在一定范围内调整法兰与拉杆端面的相对位置，使法兰与拉杆的相对位置角度也得到了保证，提高了拉杆与法兰焊接的合格率。
(3)本发明的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的成型方法，焊接装置的制备操作简单，能够根据对应的孔销进行快速安装，能够满足了现代化车辆变速器换挡操纵装置薄壁异形拉杆的焊接性能要求，同时使得焊接效率得到大幅度地提高。
(4)本发明的应用薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的焊接方法，具有定位快、精度高、刚性好、强度高、外形限制少、外观美观、轻质化、适用性广、经济合理等特点，法兰与拉杆的定位焊接精度高，使它在车辆变速器换挡操纵装置拉杆的加工中有着较大的应用前景，具有较好的生产应用价值和市场推广前景。
附图说明
图1为本发明实施例的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置主视图；
图2为本发明实施例的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置俯视图。
在所有附图中，同样的标记表示相同技术特征，具体为：1-薄壁异性拉杆、2-第一端部定位块、3-斜面定位块、4-定位底板、5-平面定位块、6-第二端部定位块、7-第一螺纹销、8-第二螺纹销、9-圆柱销、10-螺栓。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1和图2分别为本发明实施例的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置主视图和俯视图，结合图1和图2，本发明的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，包括第一端部定位块2、斜面定位块3、定位底板4、平面定位块5、第二端部定位块6，其中，第一端部定位块2、斜面定位块3、平面定位块5以及第二端部定位块6固定于定位底板4上；第一端部定位块2和第二端部定位块6分别位于定位底板4的纵向两端用于薄壁异形拉杆1两端部的定位，斜面定位块3和平面定位块5位于薄壁异形拉杆1下方，用于支撑并固定薄壁异形拉杆1的中间部位。
如图1所示，薄壁异形拉杆1整体直径相同，但横向放置时，其弯曲各段的高度不同，因此，定位底板4上设有斜面定位块3和平面定位块5支撑薄壁异形拉杆1的下表面，以适应薄壁异性拉杆弯曲后的高度差。其中斜面定位块3用于支撑薄壁异性拉杆倾斜段，平面定位块5用于支撑薄壁异性拉杆水平段。另外，第一端部定位块2和第二端部定位块6的安装尺寸按照薄壁异性拉杆弯曲后的尺寸确定。
第一端部定位块2和第二端部定位块6为L型，分别包括底板和顶板，其中，底板与定位底板4固定，顶板用于薄壁异形拉杆与待焊接的法兰的定位；并且，底板和定位底板4上设有对应的圆柱销定位孔，并通过圆柱销9进行定位；底板和定位底板4还对应设有若干螺纹孔，螺栓10穿过对应螺纹孔，用于底板和定位底板4紧固连接。
第一端部定位块2和第二端部定位块6的顶板上，设有与法兰安装孔相匹配的若干销孔，并通过对应的螺纹销连接法兰与端部定位块的顶板，以满足第一端部定位块2和第二端部定位块6与法兰的相对位置精度。在本发明的一个具体实施例中，第一端部定位块2端部设置的螺纹销与定位底板的横向中心线垂直，第二端部定位块6端部的螺纹销与定位底板的横向中心线具有一定的角度，该角度根据拉杆相对定位底板的弯折较低来确定，本具体实施例中，该角度为87.01°，与之相对应的，第二端部定位块6连接的法兰中心线与第一端部定位块2连接的法兰中心线相比，偏移87.01°。
优选地，定位底板4、第一端部定位块2以及第二端部定位块6的材料选用热轧钢板。
本发明的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，针对薄壁异形拉杆的焊接需求，该快速定位装置在定位底板上安装了纵向两个端部的定位板，上述端部定位板的安装尺寸按照薄壁异形拉杆弯形后的尺寸确定；为适应薄壁异形拉杆弯形后的高度差，在定位底板上安装了斜面定位块和平面定位块支撑异形拉杆的下表面。同时为保证拉杆两端法兰与异形拉杆焊接时的相对位置要求，在端部定位板上安装定位销，用于将拉杆两端需要焊接的法兰快速定位。
本发明可以快速将薄壁异形拉杆与两端法兰定位焊接，这种快速定位方法，主要特点在于满足了薄壁异形拉杆焊接法兰的需要，能够在一定范围内调整法兰与拉杆端面的相对位置，焊接方便、可靠，满足了现代化车辆变速器换挡操纵装置薄壁异形拉杆的焊接性能要求，同时使得焊接效率得到大幅度地提高，法兰与拉杆的相对位置角度也得到了保证，提高了拉杆与法兰焊接的合格率。
本发明的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的成型方法，主要生产工艺包括：下料-机械加工-热处理-机械加工-表面处理-齐套-装配-打印标识-表面喷涂等。
具体地，在本发明的一个具体实施例中，其制备成型的方法包括如下步骤：
(1)根据薄壁异形拉杆的外形尺寸，制作定位焊接装置的定位底板4，定位底板选用的材料为热轧钢板20号，外形尺寸为δ15×810×330；
(2)在定位底板4上加工若干螺栓孔，以适应端部定位板在定位底板4上的安装需要，并同时加工若干圆柱销孔，以提高纵向端部定位板的定位精度；
(3)制作端部定位板，包括第一端部定位板2和第二端部定位板6，材料选用热轧钢板20号，外形尺寸为δ40×90×90，同时在端部定位板上加工与法兰安装孔相匹配的销孔，右边的销孔与右端的第二端部定位板6的中心线偏移76°±1°。
(4)采用圆柱销9将端部定位板与定位底板4定位并固定，再采用螺栓10将端部定位板与定位底板4紧固；
(5)在定位底板4上安装斜面定位块3和平面定位块5，用于支撑拉杆下圆弧面，以满足拉杆两端与法兰焊接时表面的直线度，斜面定位块3和平面定位块5可以根据拉杆弯形后的高度差进行调整；
(6)制作第一螺纹销7和第二螺纹销8，并采用对应的螺纹销将薄壁异形拉杆的纵向两端与端部定位板定位。
另外，本发明的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置制备成型后，薄壁异性拉杆的定位焊接应用过程如下：
将薄壁异形拉杆弯曲成型(本发明的具体实施例中，薄壁异形拉杆的材料采用冷拔钢管20，钢管规格为Φ30高×3.5)；
将薄壁异形拉杆放置快速定位焊接装置的定位底板4上，并采用斜面定位块3和平面定位块5定位并支撑；
将对应的法兰与拉杆两端贴平，并采用对应的螺纹销将法兰与端部定位块定位，同时将法兰与拉杆的焊接位置定位；本发明的具体实施例中，第二端部定位板6处的法兰中心线与第一端部定位板2处的法兰中心线偏移87.01°；
采用二氧化碳作为保护气体将法兰与对应的拉杆进行焊接；且在焊接完成后还需进行一定的振动时效处理，振动时效时间设为30min±10min，以使焊接内应力得以完全释放；
最后将薄壁异形拉杆表面喷涂，油漆颜色与底盘颜色相同。
在本发明的一个具体实施例中，焊接时焊接速度及各种工艺参数如下：焊接设备：二氧化碳焊机CPXC-350，焊丝牌号：ER50-6，焊丝直径：Φ1.0，喷嘴直径：Φ16，电弧电压：18V～24V，焊接电流：80A～140A，气体流量：10L/min～15L/min。
本发明的快速定位焊接装置具有定位快、精度高、刚性好、强度高、外形限制少、外观美观、轻质化、适用性广、经济合理等特点，法兰与拉杆的定位焊接精度高，使它在车辆变速器换挡操纵装置拉杆的加工中有着较大的应用前景，具有较好的生产应用价值和市场推广前景。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡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保护范围之内。

Claims (8)

1.一种薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，其特征在于，包括定位底板(4)以及设于所述定位底板(4)上的端部定位块、斜面定位块(3)和平面定位块(5)；
所述斜面定位块(3)和平面定位块(5)位于薄壁异形拉杆(1)下方，用于支撑并固定其中间部位；所述端部定位块包括第一端部定位块(2)和第二端部定位块(6)，分别位于所述定位底板(4)的纵向两端，用于薄壁异形拉杆(1)两端部的定位，且通过所述端部定位块的角度设置实现待焊接的法兰与所述薄壁异形拉杆(1)的相对位置可调。
2.根据权利要求1所述的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，其特征在于，所述第一端部定位块(2)和第二端部定位块(6)分别包括底板和顶板，其中所述底板与所述定位底板(4)固定，所述顶板用于所述薄壁异形拉杆(1)与待焊接的法兰的定位。
3.根据权利要求2所述的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，其特征在于，所述第一端部定位块(2)和所述第二端部定位块(6)的顶板上，设有与法兰安装孔相匹配的若干销孔，并通过对应的螺纹销连接法兰与所述顶板。
4.根据权利要求2或3所述的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，其特征在于，所述底板和所述定位底板(4)上设有对应的圆柱销定位孔，并通过圆柱销(9)进行定位。
5.根据权利要求4所述的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，其特征在于，所述底板和所述定位底板(4)上对应设有若干螺纹孔，并通过螺栓(10)将所述底板与所述定位底板(4)紧固连接。
6.根据权利要求5所述的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置，其特征在于，所述定位底板(4)、第一端部定位块(2)以及第二端部定位块(6)的材料选用热轧钢板。
7.一种薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的成型方法，用于如权利要求1-6任一项所述的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的制备成型，其特征在于，包括如下步骤：
根据薄壁异形拉杆的外形尺寸，制作定位焊接装置的定位底板(4)；
在所述定位底板(4)上加工若干螺栓孔及若干圆柱销孔；
制作端部定位板，包括第一端部定位板(2)和第二端部定位板(6)，同时在所述端部定位板上加工与法兰安装孔相匹配的销孔；
采用圆柱销(9)将所述端部定位板与所述定位底板(4)定位并固定，再采用螺栓(10)将端部定位板与所述定位底板(4)紧固；
在所述定位底板(4)上安装斜面定位块(3)和平面定位块(5)，且两者可以根据拉杆弯形后的高度差进行调整；
采用对应的螺纹销将待焊接法兰与所述端部定位板定位。
8.一种应用如权利要求1-6任一项所述的薄壁异形拉杆快速定位焊接装置的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
将弯曲成型的薄壁异形拉杆放置在定位底板(4)上，并采用斜面定位块(3)和平面定位块(5)定位支撑；
将对应的法兰与薄壁异形拉杆两端贴平，并采用对应的螺纹销将法兰与端部定位块定位，同时将法兰与拉杆的焊接位置定位；
在保护气体气氛下将法兰与对应的薄壁异形拉杆进行焊接；
在焊接完成后进行振动时效处理，以使焊接内应力得以释放。
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