CN112872686B - 一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，所述夹具包括塔台本体定位机构和悬架主体定位机构，分别固定于夹具台面，塔台本体定位机构设有定位夹持单元、辅助支撑单元和水平滑移单元，定位夹持单元和辅助支撑单元安装于水平滑移单元上，定位夹持单元设有动力源、定位夹紧模块和支撑夹紧模块，动力源与定位夹紧模块固定连接后，利用连接座和导向轴与支撑夹紧模块连接，实现塔台本体的夹紧定位，所述塔台本体定位机构和悬架主体定位机构均设置角度调整结构，达到各机构在X‑Y和X‑Z平面角度可调，控制塔台本体与悬架主体组装后的精确定位，实现焊接后控制臂安装位的开口尺寸和形位精度，本发明提高了产品一次下线合格率，质量稳定可靠。

Description

一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具

本发明涉及夹具技术领域，尤其是一种适用于麦弗逊悬架塔台焊接的定位夹具，属于焊接技术领域。

背景技术

麦弗逊式悬架是目前轿车采用最多的独立悬架，其构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性。其中，下横臂与麦弗逊悬架主体连接，另外下横臂通过球销与转向节连接，构成调节四轮定位的元素之一，因此悬架主体与下横臂连接之间的安装位精度控制显得尤为重要，尤其体现在塔台本体与悬架主体之间形成的安装位。

生产实践中，尽管对塔台本体和悬架主体也采用了单独夹紧定位，但传统的夹紧定位机构设计，仅考虑了坐标轴三个方向的调整，或者增加一个角度方向的调整，未考虑多个角度的调整以及多机构的角度调整和协同作用，造成塔台本体与悬架主体之间的定位不理想，导致塔台本体与悬架主体之间形成的安装位的开口尺寸精度和形位精度无法满足要求。

同时，生产企业对塔台本体与悬架主体之间形成的安装位，其控制精度仅体现在开口尺寸和安装孔与螺母之间的同轴度，未考虑开口的平行度和安装位的位置度要素，造成在装配过程中出现以下问题：(a)同轴度差，螺栓拧紧过程中，总与板材孔一边干涉；(b)平行度差，呈“喇叭口”现象，下横臂的铰链与悬架主体安装位的接触面之间存在不均匀的缝隙，螺栓拧紧过程中，频繁出现力矩衰减现象；(c)位置度差，底盘模块装配后，四轮参数校正中，出现极限参数或超出极限导致四轮校正不合格。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，包括塔台本体定位机构和悬架主体定位机构，所述塔台本体定位机构和所述悬架主体定位机构均固定安装于夹具台面，所述塔台本体定位机构设有塔台本体定位夹持单元、塔台本体辅助支撑单元和水平滑移单元，所述塔台本体定位夹持单元和所述塔台本体辅助支撑单元安装于所述水平滑移单元上，所述塔台本体定位夹持单元设有动力源、定位夹紧模块和支撑夹紧模块，所述动力源与所述夹紧定位模块固定连接后，利用连接座和导向轴与所述支撑夹紧模块连接，用于实现塔台本体的夹紧定位，所述塔台本体定位机构、所述塔台本体定位夹持单元、所述塔台本体辅助支撑单元均设置角度调整结构，达到各机构在X-Y和X-Z平面角度可调，用于实现塔台本体的精确夹紧定位，所述悬架主体定位机构亦设置角度调整结构，用于实现其机构在X-Y和X-Z平面上的调整，控制塔台本体与悬架主体组装后的精确定位。

进一步地，所述塔台本体定位机构由连接板安装在夹具台面，所述连接板两侧设置角度调整组件，对角处设置销轴，用于实现所述塔台本体定位机构在X-Y平面的整体调节，且连接板呈“U”型结构，所述连接板的一端设置限位连接板，且安装有撞块。

进一步地，所述水平滑移单元包括气缸、导轨和模块安装座，所述气缸通过连接板水平安装于模块安装座的下部，所述模块安装座安装在导轨上，所述导轨固定安装在连接板上，且模块安装座的一端设置撞块，用于实现所述水平滑移单元推动所述塔台本体定位夹持单元和所述塔台本体辅助支撑单元的Y向限位，同时实现在工作位置与初始位置之间的切换。

进一步地，所述塔台本体定位夹持单元通过连接座安装在模块安装座上，所述连接座的两侧设置有角度调整组件，用于实现所述塔台本体定位夹持单元在X-Y面的角度调整。所述连接座两侧开通孔，用于安装两个导向轴，所述导向轴两端设置连接块，并通过安装在所述连接座两侧的连接块限位，实现所述定位夹紧模块和所述支撑夹紧模块在动力源释放后的位置限位。

进一步地，所述连接座的前端上部设置连接块，所述连接块上设置连接座和调整直角，且连接块的侧面安装支撑块，所述支撑块上设置磁铁，所述连接座的前端下部安装连接板，其位于支撑块的下方，所述连接板的端部设置支撑块，所述支撑块上亦设置磁铁，利用所述支撑块和所述磁铁的吸附力，实现对所述塔台本体的预定位。

进一步地，所述定位夹紧模块和支撑夹紧模块通过导向轴分别置于所述连接座的两侧，所述定位夹紧模块通过连接板安装在导向轴上，同理，所述支撑夹紧模块通过另一组连接板安装在导向轴上，且所述连接板与导向轴对应的位置开孔，设置无油衬套，达到润滑和导向的作用，利用所述动力源的驱动作用，实现所述定位夹紧模块和支撑夹紧模块在导向轴上完成夹紧与松开之间的自由切换。

进一步地，所述动力源由气缸提供驱动力，通过连接板将气缸固定安装在夹紧定位模块的侧面，所述连接板与所述连接座之间设置撞块，同理，与所述支撑夹紧模块对应的另一连接板与所述连接座之间也设置撞块，所述撞块与所述连接座之间均设置调整垫片，通过调整垫片的增加或减少，控制所述塔台本体在X向的空间位置，同时在气缸工作时，实现所述塔台本体定位夹持单元夹持幅度的控制。

进一步地，所述夹紧定位模块的所述连接板的前端分别设置两个连接块，所述连接块上分别设置主/次定位销，所述连接块的侧面设置调整直角，实现Y/Z单方向调整。

进一步地，所述支撑夹紧模块的所述连接板的前端设置连接座,所述连接座上安装连接块，所述连接块的上部与下部分别设置支撑块，且所述连接块与所述支撑块之间设置调整垫片。

进一步地，所述塔台本体辅助支撑单元由L座安装在模块安装座上，所述L座的前端设置连接板，且开“U型”槽，所述连接板的前端两侧安装“U型”结构的支撑板，且连接板与支撑板之间安装调整垫片，所述连接板的侧面设置角度调整组件，通过调整螺栓和薄螺母，实现塔台本体辅助支撑单元在X-Z平面上的角度调整。

进一步地，所述悬架主体定位机构由连接板安装在夹具台面上，所述连接板上设置连接座，所述连接座的侧面安装连接块，所述连接块的一端安装气缸，且开圆柱孔，另一端部内嵌衬套，所述气缸的连接杆与导向轴通过活接头连接，所述导向轴内设于所述衬套中，且其端部与定位销连接，所述连接板与所述连接块设有角度调整组件，实现所述悬架主体定位机构在X-Y和X-Z面的角度调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述塔台本体定位机构作为一个整体可在X-Z平面进行角度调整，通过所述塔台本体定位夹持单元和所述塔台本体辅助支撑单元分别独立实现X-Y和X-Z平面的角度调整，保证所述塔台本体螺母位置的安装面与辅助支撑单元呈平面接触以及垂直度，在所述塔台本体定位夹紧后，实现了塔台本体的空间精确定位。结合所述悬架主体定位机构在X-Y和X-Z平面的分别调整，保证了该机构的空间角度，在所述塔台本体定位机构到达工作位置后，所述悬架主体定位机构的定位销顺畅通过悬架主体穿过塔台本体螺母，达到所述塔台本体与所述悬架主体组合后的精确匹配定位，实现所述塔台本体与所述悬架主体焊接后控制臂安装位的开口尺寸及其位置度、同轴度、平行度和垂直度满足产品精度要求，进而实现塔台本体与悬架主体焊接后控制臂安装位的开口尺寸精度和形位精度。

本发明的定位夹具操作简单、灵活，焊接后的产品尺寸稳定可靠。

本发明的定位夹具提升产品一次下线合格率，生产能效高。

附图说明

图1为本发明的塔台与主体焊接的定位夹具轴视图

图2为本发明的塔台本体定位机构左视图

图3为本发明的塔台本体定位机构轴视图

图4为本发明的悬架主体定位机构轴视图

图5为本发明的塔台与主体焊接的定位夹具剖视图

图中:①-塔台本体定位机构，②-悬架主体定位机构，③-塔台本体定位夹持单元，④-塔台本体辅助支撑单元，⑤-水平滑移单元，⑥-动力源，⑦-定位夹紧模块，⑧-支撑夹紧模块

1-连接板，2-导轨，(3,28,53,55)-销轴，(4,8,9,31,32,45,51,52,56,57)-角度调整组件，5-模块安装座，6-防护板，7-连接座，(10,11)-连接块，12-导向轴，13-无油衬套，14-连接板，(15,46)-气缸，(16,17,48,49)-撞块，18-连接块，19-调整直角，20-连接座，21-支撑块，(22,44)-磁铁，23-支撑块，24-连接块，25-连接座，27-L座，29-连接板，30-支撑块，33-调整螺栓，34-薄螺母，35-连接块，36-主定位销，(37,40)-调整直角，38-连接块，39-次定位销，41支撑块，(42,47)-连接板，43-支撑块，50-连接板，54-连接座，58-连接块，60-定位销，61-导向轴，62-衬套，63-活接头，64-悬架主体，65-塔台本体

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，以求更为清楚明白地理解本发明的技术方案，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，但不能以此来限制本发明的保护范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，包括塔台本体定位机构①和悬架主体定位机构②，所述塔台本体定位机构①和所述悬架主体定位机构②均固定安装于夹具台面，所述塔台本体定位机构①设有塔台本体定位夹持单元③、塔台本体辅助支撑单元④和水平滑移单元⑤，所述塔台本体定位夹持单元③和所述塔台本体辅助支撑单元④安装于所述水平滑移单元⑤上，所述塔台本体定位夹持单元③设有动力源⑥、定位夹紧模块⑦和支撑夹紧模块⑧，所述动力源⑥与所述夹紧定位模块⑦固定连接后，利用连接座7和导向轴12与所述支撑夹紧模块⑧连接，所述塔台本体定位机构①、所述塔台本体定位夹持单元③、所述塔台本体辅助支撑单元④均设置角度调整结构，满足各机构在X-Y和X-Z平面角度可调，用于实现塔台本体65的精确夹紧定位，所述悬架主体定位机构②亦设置角度调整结构，用于实现其机构在X-Y和X-Z平面上的调整，控制所述塔台本体65与所述悬架主体64组装后的精确匹配定位。

如图1-3中，所述塔台本体定位机构①通过“U”型结构的连接板1安装在夹具台面，所述连接板1两侧设置角度调整组件4，45，对角处设置销轴3，用于实现所述塔台本体定位机构①在X-Y平面对所述塔台本体定位夹持单元③、所述塔台本体辅助支撑单元④和所述水平滑移单元⑤进行整体角度调节。所述水平滑移单元⑤的所述气缸46通过连接板水平安装于模块安装座5的下部，所述模块安装座5安装在导轨2上，所述导轨2固定安装在于连接板(1)上，且模块安装座5的一端设置撞块49。所述塔台本体定位夹持单元③通过连接座7安装在模块安装座5上，所述连接座7的底部两侧设置角度调整组件8和9，用于实现所述塔台本体定位夹持单元③在X-Y面的角度调整，所述连接座7的上部前端安装连接块18，所述连接块18上设置连接座20和调整直角19，且连接座20的侧面安装支撑块21，所述支撑块21的上面设置磁铁22，所述连接座7的前端下部安装连接板42，所述连接板42的端部设置支撑块43，所述支撑块43上设置磁铁44，利用所述支撑块(21,43)的支撑作用和所述磁铁(22,44)的吸附力,实现所述塔台本体65的预定位。

如图1及图3中，所述连接座7的两侧布置所述定位夹紧模块⑦和所述支撑夹紧模块⑧，实现塔台本体的定位夹紧，通过所述连接板14与所述导向轴12连接，所述导向轴12两端设置连接块11，并通过安装在所述连接座7两侧的连接块10及26，控制所述定位夹紧模块⑦和所述支撑夹紧模块⑧在动力源⑥释放后的复位位置，所述定位夹紧模块⑦的连接板14前端设置所述连接块35和所述连接块38，在所述连接块35(所述连接块38)上安装主定位销36(次定位销39)，所述支撑夹紧模块⑧连接板的前端设置连接座25，所述连接座25安装所述连接块24，所述连接块24的上部设置支撑块23，下部设置支撑块41。

如图1、图3中，所述塔台本体辅助支撑单元④由L座27安装在模块安装座5上，所述L座27的前端设置连接板29，开“U型”槽，所述连接板29的前端两侧安装“U型”支撑板30，构成控制臂安装位开口的支撑组件，一方面实现对塔台本体预定位起侧向支撑作用，可间接地调整塔台本体65安装螺母在空间上的垂直度，另一方面，在所述水平滑移单元⑤推进至工作位置时，带动所述塔台本体辅助支撑单元④的支撑组件伸至控制臂安装位开口内，通过所述支撑板30和所述连接板29之间的调整垫片，实现侧向支撑悬架主体的同时实现开口尺寸的控制(如图5)，所述连接板29的侧面设置角度调整组件(31,32)，具备塔台本体辅助支撑单元④在X-Z平面上的角度调整特点，实现所述塔台本体辅助支撑单元④的支撑组件与所述塔台本体65和所述悬架主体之间分别呈“面接触”，保证控制臂安装位的安装面之间的平行度要求。

如图4-5中，所述悬架主体定位机构②由连接板50安装于夹具台面，所述连接板50上设置连接座54，所述连接座54的侧面安装连接块58，所述连接块58的一端安装所述气缸59，另一端部内嵌衬套62，所述气缸59的连接杆与导向轴61通过活接头63连接，所述导向轴61内设于所述衬套62中，且其端部与定位销60连接，且所述定位销60呈“台阶”状，穿过悬架主体64的安装孔，与塔台本体65的安装螺母匹配定位，实现控制臂安装位的安装孔与螺母之间的同轴度及位置度要求，所述连接板50与所述连接块58设有角度调整组件(51,52,56,57)，实现所述悬架主体定位机构②在X-Y和X-Z面的角度调整。

结合图1-5，详细地说明定位夹具的工作过程：使用麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具时，首先结合1、图3和图4所示，触动复位按钮，使夹具复位呈初始状态，所述塔台本体定位机构①和悬架主体定位机构②退回原位呈打开状态，机器人将悬架主体置于夹具后，工作站门打开，操作者将塔台本体65置于所述塔台本体定位夹持单元③上，通过所述支撑块(21,43)的支撑和所述磁铁(22,44)的吸附作用，结合所述塔台本体辅助支撑单元④的侧面支撑，实现对塔台本体65的预定位，触动启动按钮，所述动力源⑥带动定位夹紧模块⑦和支撑夹紧模块⑧动作，所述塔台本体定位夹持单元③处于夹紧状态，实现对塔台本体65的精确定位，同时其它压紧机构将所述悬架主体64压紧定位，紧接着，所述水平滑移单元⑤动作，推动所述塔台本体定位夹持单元③和所述塔台本体辅助支撑单元④至工作位置，与悬架主体64匹配，此时，所述悬架主体定位机构②的所述气缸59动作，带动所述定位销60穿过悬架主体64的安装孔、所述塔台本体辅助支撑单元④的支撑组件和所述塔台本体65的螺母孔，实现塔台本体65与悬架主体64组装后的精确匹配定位，待机器人施焊作业结束，依照相反的顺序依次将定位夹具自动打开，使夹具处于初始原位状态，待下一次作业。通过这种定位夹具的技术方案，实现所述塔台本体65与所述悬架主体64焊接后控制臂安装位的开口尺寸精度和形位精度要求。

以上所述是本发明的优选实施例，对于本领域的普通技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不脱离本发明的原理和精神的情况下，能够以其它具体形式对本发明进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，其特征在于，所述夹具包括塔台本体定位机构（①）和悬架主体定位机构（②），所述塔台本体定位机构（①）和所述悬架主体定位机构（②）均固定安装于夹具台面，所述塔台本体定位机构（①）设有塔台本体定位夹持单元（③）、塔台本体辅助支撑单元（④）和水平滑移单元（⑤），所述塔台本体定位夹持单元（③）和所述塔台本体辅助支撑单元（④）通过所述模块安装座(5)设置于水所述平滑移单元（⑤）上，所述塔台本体定位夹持单元（③）设有动力源（⑥）、定位夹紧模块（⑦）和支撑夹紧模块（⑧），所述动力源（⑥）与所述定位夹紧模块（⑦）固定连接后，利用连接座(7)和导向轴(12)与所述支撑夹紧模块（⑧）连接，所述塔台本体定位机构（①）、所述塔台本体定位夹持单元（③）、所述塔台本体辅助支撑单元（④）均设置角度调整结构，达到各机构在X-Y和X-Z平面角度可调，用于实现塔台本体(65)的精确夹紧定位，所述悬架主体定位机构（②）亦设置角度调整结构，用于实现其机构在X-Y和X-Z平面上的调整，控制塔台本体(65)与悬架主体(64)组装后的精确匹配定位。

2.根据权利要求1所述的一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，其特征在于：所述塔台本体定位机构（①）由连接板(1)安装于夹具台面，所述连接板(1)两侧设置角度调整组件(4，45)，对角处设置销轴(3)，且连接板(1)呈“U”型结构，所述连接板(1)的一端设置连接板(47)，且安装有撞块(48)。

3.根据权利要求1所述的一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，其特征在于：所述水平滑移单元（ ⑤） 包括气缸(46)、导轨(2)和模块安装座(5)，所述气缸(46)通过连接板水平安装于模块安装座(5)的下部，所述模块安装座(5)安装在导轨(2)上，所述导轨(2)固定安装在所述连接板(1)上，且模块安装座(5)的一端设置撞块(49)。

4.根据权利要求1所述的一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，其特征在于：所述塔台本体定位夹持单元（③）通过连接座(7)安装在所述模块安装座(5)上，所述连接座(7)的底部两侧设置有角度调整组件(8,9)，所述连接座(7)两侧开通孔，用于安装两个导向轴(12)，所述导向轴(12)两端设置连接块(11)，并通过安装在所述连接座(7)两侧的连接块(10,26)限位，所述的连接座(7)的前端上部设置连接块(18)，且之间设置调整垫片，所述连接块(18)上设置连接座(20)和调整直角(19)，且连接座(20)的侧面安装支撑块(21)，所述支撑块(21)的上面设置磁铁(22)，所述连接座(7)的前端下部安装连接板(42)，其位于所述支撑块(21)的下方，所述连接板(42)的端部设置支撑块(43)，所述支撑块(43)上设置磁铁(44)。

5.根据权利要求1所述的一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，其特征在于：所述定位夹紧模块（⑦）和支撑夹紧模块（⑧）通过导向轴(12)分别安装在所述连接座(7)的两侧，所述定位夹紧模块（⑦）通过连接板(14)安装在所述导向轴(12)上，同理，所述支撑夹紧模块（⑧）通过另一组连接板(14)安装在所述导向轴(12)上，且所述连接板(14)与导向轴(12)对应的位置开孔，设置无油衬套(13)。

6.根据权利要求1所述的一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，其特征在于：所述动力源（⑥）由气缸(15)提供驱动力，通过连接板(14)将气缸(15)固定安装在定位夹紧模块（⑦）的侧面，所述连接板(14)与所述连接座(7)之间设置撞块(16,17)，同理，与所述支撑夹紧模块（⑧）对应的另一所述连接板(14)与所述连接座(7)之间也设置撞块(16,17)，所述撞块(16,17)与所述连接座(7)之间设置调整垫片。

7.根据权利要求1所述的一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，其特征在于：所述定位夹紧模块（⑦），其连接板(14)的前端设置连接块(35)和连接块(38)，所述连接块(35)上设置主定位销(36)，所述连接块(38)上设置次定位销(39)，所述连接块(35)和连接块(38)的侧面设置调整直角(37,40)。

8.根据权利要求1所述的一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，其特征在于：所述支撑夹紧模块（⑧）对应的另一所述连接板(14)前端设置连接座(25),连接座(25)上安装连接块(24)，所述连接块(24)的上部设置支撑块(23)，下部设置支撑块(41)，且所述连接块(24)与所述支撑块(23,41)之间设置调整垫片。

9.根据权利要求1所述的一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，其特征在于：所述塔台本体辅助支撑单元（④）由L座(27)安装在模块安装座(5)上，所述L座(27)的前端设置连接板(29)，开“U型”槽，所述连接板(29)的前端两侧安装支撑板(30)，并在连接部位之间设置调整垫片，且均呈“U型”结构，所述连接板(29)的侧面设置角度调整组件(31,32)。

10.根据权利要求1所述的一种麦弗逊悬架塔台与主体焊接的定位夹具，其特征在于：所述悬架主体定位机构（②）由连接板(50)安装在夹具台面上，所述连接板(50)上设置连接座(54)，且连接部位设置调整垫片，所述连接座(54)的侧面安装连接块(58)，亦设置调整垫片，所述连接块(58)的一端安装气缸(59)，且开圆柱孔，另一端部内嵌衬套(62)，所述气缸(59)的连接杆与导向轴(61)通过活接头(63)连接，所述导向轴(61)内设于所述衬套(62)中，且其端部与定位销(60)连接，所述连接板(50)与所述连接块(58)设有角度调整组件(51,52,56,57)。

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