CN113478152A - 一种顶紧机构、侧部夹持装置及附件焊接工装和焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种顶紧机构、侧部夹持装置及附件焊接工装和焊接方法，包括侧部顶紧块、用于推动侧部顶紧块顶紧工件的第一顶紧安装板，侧部顶紧块的一侧铰接在第一顶紧安装板，另一侧设有至少一个万向压头，第一顶紧安装板沿其顶紧方向设有若干可移动的顶杆，顶杆用于直接和/或间接的与各万向压头万向转动连接，第一顶紧安装板推动侧部顶紧块抵接在工件的侧壁上，依靠侧部顶紧块绕铰接处的摆动角度，万向压头匹配侧部顶紧块的摆动角度进行相应的转动调节，侧部顶紧块依靠铰接处和万向压头贴合在工件侧壁上，保证了侧部顶紧块对工件施加稳定的侧向顶紧力，能够匹配不同的工件外形结构并对其进行相应的侧部顶紧力，预制不同的焊接反变形量。

Description

一种顶紧机构、侧部夹持装置及附件焊接工装和焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接工装技术领域，特别是涉及一种顶紧机构、侧部夹持装置及附件焊接工装和焊接方法。

背景技术

现有长大车辆部件的附件焊接通常在简易支撑上进行，缺失相应的支撑与压卡，附件焊接变形较难控制，尤其是对于焊后形位公差要求较高的附件焊接，为了保证其焊后尺寸，常常需要通过增加焊后机加工的工序，增加部件的生产工时和加工难度。且现有技术中用于长大车辆部件焊接的工装结构复杂冗余，成本较高，实际所需对长大车辆的预制反变形量较差及附件支撑位置较少，调整困难，难以实现长大部件上局部焊接附件时的焊接变形控制。

专利文件CN110773934A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。但是其可调式仿形块和边部压紧装置均为固定式结构，不能够进行灵活的调整，进而不能将车顶预制有效的反变形量。

专利文件CN105855775A公开了一种快速夹紧效型工装，包括斜铁调节螺栓、伸缩臂、伸缩臂调节螺栓、斜铁、夹紧座和夹紧座盖，夹紧座盖通过若干螺栓组件与夹紧座固定连接，夹紧座与夹紧座盖所形成的内腔中安装有两块伸缩臂，两块伸缩臂之间夹有斜铁，斜铁中心开设有螺纹孔，夹紧座盖中心开设有螺纹通孔，螺纹孔与螺纹通孔均与斜铁调节螺栓的螺纹柱段螺纹连接，伸缩臂的外端均开设有螺纹调节孔，每个螺纹调节孔上均连接有伸缩臂调节螺栓。但是其在夹紧过程中，并不能根据工件的待夹紧部的斜面进行调整，不可避免的导致夹紧效果差，不能达到有效反变形量的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种顶紧机构、侧部夹持装置及附件焊接工装和焊接方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够匹配不同的工件及附件外形结构并对其进行相应的侧部顶紧力，进而预制不同的焊接反变形量，有效保证了弧形车辆部件焊接附件的焊后尺寸精度，并且有利于对焊后相对位置要求较高的附件的焊后尺寸精度，减少焊后调修工序及加工工序的作业量，有效降低作业者劳动强度，提高作业效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种顶紧机构，包括侧部顶紧块、用于推动所述侧部顶紧块顶紧工件侧壁的第一顶紧安装板，所述侧部顶紧块的一侧铰接在所述第一顶紧安装板上，另一侧设有至少一个万向压头，所述第一顶紧安装板沿其顶紧方向设有若干个可移动的顶杆，所述顶杆用于直接和/或间接的与各所述万向压头万向转动连接。

优选的，所述侧部顶紧块上设有用于将其铰接在所述第一顶紧安装板上的顶紧轴，所述顶紧轴位于所述侧部顶紧块的一侧与所述第一顶紧安装板之间，并靠近所述侧部顶紧块的边缘位置处。

优选的，所述第一顶紧安装板远离所述侧部顶紧块的一侧设有顶紧座，所述顶紧座上设有若干个滑动连接在所述顶紧座上的导向光轴，所述第一顶紧安装板设置所述导向光轴上。

优选的，所述顶紧座上设有用于推进所述导向光轴的驱动机构，所述驱动机构包括丝杆、可移动设在所述丝杆的螺纹结构上的连接板，所述丝杆保持位置固定且转动连接在所述顶紧座上，各所述导向光轴设置在所述连接板上。

优选的，所述侧部顶紧块靠近工件的一侧呈与所述工件侧壁平面相适配的结构。

还提供一种侧部夹持装置，包括支撑底座和所述顶紧机构，所述顶紧座设置在所述支撑底座的顶端，所述支撑底座顶端还设有用于调整工件平整度的边梁支撑块，所述边梁支撑块位于所述顶紧机构靠近工件的一侧。

优选的，所述顶紧座上设有压紧机构，所述压紧机构包括固定在所述顶紧座上的所述支撑块，所述支撑块上设有沿竖直方向压紧在工件两侧顶端的压紧块。

还提供一种模块化附件焊接工装，包括若干个沿工件长度方向上设置在其两侧的所述侧部夹持装置、两个沿工件长度方向设置在其两端的下拉紧装置、设置在工件下方的竖向支撑装置，所述下拉紧装置包括若干个沿工件弧面延伸方向分布的下拉紧底座和下拉紧块，所述下拉紧底座设置在所述工件下方，所述下拉紧块可拆卸连接在所述工件上，所述下拉紧底座和所述下拉紧块之间设有施加拉紧力的拉紧机构，所述竖向支撑装置设有若干个沿竖直方向升降并顶紧工件的升降柱。

优选的，所述竖向支撑装置还包括若干个分别沿工件长度方向和宽度方向延伸的支撑槽体和支撑横梁，所述支撑槽体可移动设置在所述工件下方，所述支撑横梁沿所述支撑槽体滑动设置，所述升降柱沿所述支撑横梁滑动设置。

还提供一种模块化附件焊接工装的工件焊接方法，包括如下步骤：

侧部夹紧：根据工件的理论宽度调整支撑底座的位置，调整完成后将所述支撑底座固定，调整边梁支撑块的平整度至预设的平整度，放置工件，转动丝杆且调节万向压头的伸出量，将侧部顶紧块顶紧在工件的侧壁上；

侧部压紧：调节压紧块将其压紧在工件的两侧边梁顶部，使工件的边梁与边梁支撑块贴严；

下压拉紧：沿工件弧面延伸方向设置各下拉近底座，将下拉紧块对应下拉紧底座安装在工件上，并通过拉紧机构对下拉紧块和下拉紧底座施加拉紧力，至所需的反变形量；

顶部支撑：根据焊接附件的分布位置对应设置竖向支撑装置，根据焊接附件的结构调整各升降柱的分布位置，通过所述升降柱提升焊接附件至预设位置，点固焊接附件和工件，再通过提升升降柱将工件和焊接附件顶紧至预设值；

焊接：将焊接附件焊接在工件上，充分冷却后松开所述侧部夹持装置、所述下拉紧装置和所述竖向支撑装置对工件的夹紧和支撑，将工件从所述模块化附件焊接工装取下。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

第一，侧部顶紧块的一侧铰接在第一顶紧安装板上，另一侧设有至少一个万向压头，第一顶紧安装板沿其顶紧方向设有若干个可移动的顶杆，顶杆用于直接和/或间接的与各万向压头万向转动连接，那么在实际使用过程中，根据工件表面的倾斜程度，预先进行移动顶杆，将侧部顶紧块的倾斜程度大致与工件相匹配，进而第一顶紧安装板推动侧部顶紧块抵接在工件的侧壁上，依靠侧部顶紧块绕铰接处的摆动角度，且万向压头匹配侧部顶紧块的摆动角度进行相应的转动调节，使得侧部顶紧块依靠铰接处和万向压头贴合在工件侧壁上，保证了侧部顶紧块对工件施加稳定的侧向顶紧力，且能够匹配不同的工件外形结构并对其进行相应的侧部顶紧力，进而预制不同的焊接反变形量。

第二，侧部顶紧块上设有用于将其铰接在第一顶紧安装板上的顶紧轴，顶紧轴位于侧部顶紧块的一侧与第一顶紧安装板之间，并靠近侧部顶紧块的边缘位置处，由于顶紧轴与万向压头共同设置在侧部顶紧块的一侧与第一顶紧安装板之间，并靠近侧部顶紧块的边缘位置处，那么能够更容易的保证侧部顶紧块的初始结构，例如倾斜程度等，侧部顶紧块朝前或者朝后摆动，形成一侧或者另一侧前伸的状态，避免了顶紧轴设置在侧部顶紧块一侧的端部，整个侧部顶紧块只能朝前摆动，大大限制了侧部顶紧块的摆动方向，进而不可避免的限制了侧部顶紧块适配工件的结构。

第三，第一顶紧安装板远离侧部顶紧块的一侧设有顶紧座，顶紧座上设有若干个滑动连接在顶紧座上的导向光轴，第一顶紧安装板设置导向光轴上，通过设置导向光轴，使得第一顶紧安装板的移动能够保持恒定的方向，避免第一顶紧安装板移动偏斜，造成在顶紧侧部顶紧块时，使得侧部顶紧块的移动容易发生偏斜，进而造成万向压头的调节失效，导致侧部顶紧块不能稳定且适配的顶紧工件。

第四，侧部顶紧块靠近工件的一侧呈与工件侧壁平面相适配的结构，以能够进一步的保证侧部顶紧块的初始结构适配工件的形状，进而无需过多的调节顶杆的伸出量，降低了工作难度，提高了工作效率。

第五，采用侧部夹持装置沿工件长度方向上设置在其两侧，形成对工件两侧的夹紧工作，采用下拉紧装置沿工件长度方向设置在其两端，下拉紧装置包括若干个沿工件弧面延伸方向分布的下拉紧底座和下拉紧块，下拉紧底座设置在工件下方，下拉紧块可拆卸连接在工件上，下拉紧底座和下拉紧块之间设有施加拉紧力的拉紧机构，通过拉紧机构能够沿工件弧面延伸适配形成不同的拉紧力，进而采用竖向支撑装置支撑在点固后的工件和焊接附件上，能够预制不同的焊接反变形量，有效保证了弧形工件焊接附件的焊后尺寸精度，尤其有利于对焊后相对位置要求较高的附件的焊后尺寸精度，减少焊后调修工序及加工工序的作业量，有效降低作业者劳动强度，提高作业效率。

第六，竖向支撑装置还包括若干个分别沿工件长度方向和宽度方向延伸的支撑槽体和支撑横梁，支撑槽体可移动设置在工件下方，支撑横梁沿支撑槽体滑动设置，升降柱沿支撑横梁滑动设置，根据焊接附件的结构，进而通过支撑槽体和支撑横梁和升降柱的移动，以适配焊接附件的焊接轮廓，那么在完成点固后，能够均匀的支撑在焊缝处，即同时支撑在工件和焊接附件上，进一步预制反变形量，保证了焊接精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整个模块化附件焊接工装的分布俯视图；

图2为本发明T型槽底座的结构示意图；

图3为本发明侧部夹持装置的结构示意图；

图4为本发明支撑底座的结构示意图；

图5为本发明顶紧座处各部件的结构示意图；

图6为图5的剖面图；

图7为本发明顶紧座的结构示意图；

图8为本发明压紧机构的结构示意图；

图9为本发明竖向支撑装置的结构示意图；

图10为本发明下拉紧装置的结构示意图；

其中，1-T型槽底座、2-侧部夹持装置、3-竖向支撑装置、4-下拉紧装置、 5-支撑底座、6-边梁支撑块、7-顶紧机构、8-压紧安装座、9-压紧机构、10- 顶紧座、11-连接板、12-第一顶紧安装板、13-第二顶紧安装板、14-法兰轴套、 15-丝杆、16-轴承端盖、17-手轮、18-法兰圆螺母、19-导向光轴、20-侧部顶紧块、21-顶紧轴、22-万向压头、23-圆锥滚子轴承、24-压紧块、25-支撑块、26-横梁、27-支撑槽体、28-支撑横梁、29-升降柱、30-SWL1手摇螺杆螺旋升降机、31-下拉梁、32-下拉紧底座、33-下拉紧限位块、34-下拉紧块、35-高强度直型内螺纹型卸扣。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种顶紧机构、侧部夹持装置及附件焊接工装和焊接方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够匹配不同的工件外形结构并对其进行相应的侧部顶紧力，进而预制不同的焊接反变形量，有效保证了弧形车辆部件焊接附件的焊后尺寸精度，并且有利于对焊后相对位置要求较高的附件的焊后尺寸精度，减少焊后调修工序及加工工序的作业量，有效降低作业者劳动强度，提高作业效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至10所示，本实施例提供一种顶紧机构，包括侧部顶紧块20、用于推动侧部顶紧块20顶紧工件侧壁的第一顶紧安装板12，侧部顶紧块20的一侧铰接在第一顶紧安装板12上，另一侧设有至少一个万向压头22，第一顶紧安装板12沿其顶紧方向设有若干个可移动的顶杆，顶杆用于直接和/或间接的与各万向压头22万向转动连接，例如在顶杆与万向压头22之间设置万向球轴承，或者直接将顶杆的顶端做成球轴承状结构，将万向压头22连接在球轴承状机构上，那么在实际使用过程中，根据工件表面的倾斜程度，预先进行移动顶杆，将侧部顶紧块20的倾斜程度大致与工件相匹配，进而第一顶紧安装板12推动侧部顶紧块20抵接在工件的侧壁上，依靠侧部顶紧块20绕铰接处的摆动角度，且万向压头22匹配侧部顶紧块20的摆动角度进行相应的转动调节，使得侧部顶紧块20依靠铰接处和万向压头22贴合在工件侧壁上，保证了侧部顶紧块20对工件施加稳定的侧向顶紧力，且能够匹配不同的工件外形结构并对其进行相应的侧部顶紧力，进而预制不同的焊接反变形量。优选的，在侧部顶紧块20靠近第一顶紧安装板12的侧壁上固定有第二顶紧安装板13，万向压头22和铰接结构设置在第一顶紧安装板12和第二顶紧安装板13之间，以避免对侧部顶紧块20造成结构上的破坏，影响其与工件的结合紧密度，优选的顶杆采用螺柱结构，螺柱结构螺纹连接在第一顶紧安装板12相应的开孔中，并通过两个螺母进行固定，通过调节螺柱结构前进或者后退及万向压头 22的角度，可以调整侧部顶紧块20的角度，进而适应不同轮廓的工件定位，实现工装的柔性化要求，优选的侧部顶紧块20采用尼龙、不锈钢材质。

其中，侧部顶紧块20上设有用于将其铰接在第一顶紧安装板12上的顶紧轴21，顶紧轴21位于侧部顶紧块20的一侧与第一顶紧安装板12之间，并靠近侧部顶紧块20的边缘位置处，由于顶紧轴21与万向压头22共同设置在侧部顶紧块20的一侧与第一顶紧安装板12之间，并靠近侧部顶紧块20的边缘位置处，那么能够更容易的保证侧部顶紧块20的初始结构，例如倾斜程度等，侧部顶紧块20朝前或者朝后摆动，形成一侧或者另一侧前伸的状态，避免了顶紧轴21设置在侧部顶紧块20一侧的端部，整个侧部顶紧块20只能朝前摆动，大大限制了侧部顶紧块20的摆动方向，进而不可避免的限制了侧部顶紧块20适配工件的结构。

进一步的，第一顶紧安装板12远离侧部顶紧块20的一侧设有顶紧座10，顶紧座10上设有若干个滑动连接在顶紧座10上的导向光轴19，第一顶紧安装板12设置导向光轴19上，通过设置导向光轴19，使得第一顶紧安装板12 的移动能够保持恒定的方向，避免第一顶紧安装板12移动偏斜，造成在顶紧侧部顶紧块20时，使得侧部顶紧块20的移动容易发生偏斜，进而造成万向压头22的调节失效，导致侧部顶紧块20不能稳定且适配的顶紧工件。

进一步的，顶紧座10上设有用于推进导向光轴19的驱动机构，驱动机构包括丝杆15、与丝杆15螺纹连接的法兰圆螺母18、固定法兰圆螺母18的可移动的连接板11，丝杆15保持位置固定且转动连接在顶紧座10上，各导向光轴19设置在连接板11上。具体在安装过程中，丝杆15表面开出螺纹后，贯穿在顶紧座10中，丝杆15的一端伸出顶紧座10以外，通过平键连接的形式与手轮17进行连接，手轮17同时起到轴向定位丝杆15的作用。在顶紧座 10框架内，丝杆15两端分别与圆锥滚子轴承23、法兰轴套14连接，圆锥滚子轴承23和法兰轴套14则分别固定在顶紧座10对应位置的孔中，轴承端盖 16通过四个内六角圆柱头螺钉固定在顶紧座10外侧，用于圆锥滚子轴承23 的轴向定位等法兰轴套14通过法兰面与顶紧座10顶紧。在圆锥滚子轴承23 与法兰轴套14中间，丝杆15通过法兰圆螺母18与连接板11进行连接，丝杆 15与法兰圆螺母18之间通过螺纹连接，法兰圆螺母18通过四个内六角圆柱头螺钉固定在连接板11上，且贯穿过连接板11中间的孔中。连接板11上另外开出两个孔，与导向光轴19连接，导向光轴19贯穿连接板11、顶紧座10、第一顶紧安装板12，导向光轴19与第一顶紧安装板12外侧以两个六角螺母进行固定。丝杆15顺时针或逆时针旋转，沿轴向前进或者后退时，通过与法兰圆螺母18之间螺纹传动，将力传递给连接板11，连接板11带动导向光轴19前进或后退，进而带动顶紧整个顶紧机构轴向移动。

作为本发明优选的实施方式，侧部顶紧块20靠近工件的一侧呈与工件侧壁平面相适配的结构，保证通过调整螺柱结构的移动，使得侧部顶紧块20与工件外轮廓贴合，万向压头22与第二顶紧安装板13贴合或直接与侧部顶紧块 20贴合，以能够进一步的保证侧部顶紧块20的初始结构适配工件的形状，进而无需过多的调节顶杆的伸出量，无需更改侧部顶紧块20的结构，降低了工作难度，提高了工作效率。

进一步的，还提供一种侧部夹持装置，包括支撑底座5和顶紧机构7，顶紧座10设置在支撑底座5的顶端，支撑底座5顶端还设有用于调整工件平整度的边梁支撑块6，边梁支撑块6位于顶紧机构7靠近工件的一侧，以保证对工件的支撑和调整平整度。

其中，顶紧座10上设有压紧机构9，压紧机构9包括固定在顶紧座10上的支撑块25，支撑块25上设有沿竖直方向压紧在工件两侧顶端的压紧块24，优选的在顶紧座10上固定有用于安装支撑块25的压紧安装座8。支撑块25 包括沿工件宽度方向延伸的横梁26，压紧块24可沿工件宽度方向可移动设置在横梁26上，侧部夹持装置2主要起到工件侧部顶端与工件侧部压紧与定位的作用，车型切换时可以灵活调节工装宽度与侧部轮廓定位压紧，实现工装的柔性化。

进一步的，还提供一种模块化附件焊接工装，包括若干个沿工件长度方向上设置在其两侧的侧部夹持装置2、两个沿工件长度方向设置在其两端的下拉紧装置4、设置在工件附件位置下方的竖向支撑装置3，下拉紧装置4包括若干个沿工件弧面延伸方向分布的下拉紧底座32和下拉紧块34，下拉紧底座32 设置在工件下方，下拉紧块34可拆卸连接在工件上，下拉紧底座32和下拉紧块34之间设有施加拉紧力的拉紧机构，竖向支撑装置3设有若干个沿竖直方向升降并顶紧工件的升降柱29，采用侧部夹持装置2沿工件长度方向上设置在其两侧，形成对工件两侧的夹紧工作，采用下拉紧装置4沿工件长度方向设置在其两端，下拉紧装置4包括若干个沿工件弧面延伸方向分布的下拉紧底座 32和下拉紧块34，优选的在工件下方设有沿工件弧面延伸方向设置的下拉梁 31，下拉紧底座32滑动连接在下拉梁31上，并设有用于将其限位在下拉梁 31上的下拉紧限位块33，下拉紧底座32设置在工件下方，下拉紧块34可拆卸连接在工件上，例如在工件上设置滑槽，将下拉紧块34滑动连接在滑槽中，下拉紧底座32和下拉紧块34之间设有施加拉紧力的拉紧机构，拉紧机构优选采用手拉葫芦等，优选的在下拉紧底座32和下拉紧块34上设置高强度直型内螺纹型卸扣35，便于连接手拉葫芦，通过拉紧机构能够沿工件弧面延伸适配形成不同的拉紧力，进而采用竖向支撑装置3支撑在点固后的工件和焊接附件上，可以对其上焊接附件和工件起到支撑、定位及预制反变形的作用，能够预制不同的焊接反变形量，有效保证了弧形工件焊接附件的焊后尺寸精度，尤其有利于对焊后相对位置要求较高的附件的焊后尺寸精度，减少焊后调修工序及加工工序的作业量，有效降低作业者劳动强度，提高作业效率。

作为本发明优选的实施方式，沿工件长度方向上在其两侧设有若干个用于安装侧部夹持装置2的T型槽底座1，T型槽底座1通过T型槽螺栓固定于地面预埋的T型槽中，沿工件长度方向可以通过T型槽底座1在T形槽中移动来调整其自身位置，以调节侧部夹持装置2作用在工件上的位置。优选的支撑底座5可以通过其在T型槽底座1中滑动来调整工装沿工件宽度方向上的位置，工装宽度调整合格后，支撑底座5与T型槽底座1之间通过螺栓、垫片固定。具体的，T型槽底座1选用Q235钢加工，并开长圆孔，T型槽螺栓穿过长圆孔将T型槽底座1固定于地面预埋的T型槽中。

其中，竖向支撑装置3还包括若干个分别沿工件长度方向和宽度方向延伸的支撑槽体27和支撑横梁28，优选的，支撑槽体27可移动设置在工件下方，支撑横梁28沿支撑槽体27滑动设置，升降柱29沿支撑横梁28滑动设置，根据焊接附件的结构，进而通过支撑槽体27和支撑横梁28和升降柱29的移动，以适配焊接附件的焊接轮廓，那么在完成点固后，能够均匀的支撑在焊缝处，即同时支撑在工件和焊接附件上，进一步预制反变形量，保证了焊接精度。作为优选的，升降柱29可以采用支撑立柱组合SWL1手摇螺杆螺旋升降机30的方式，即支撑立柱移动到位，通过调整SWL1手摇螺杆螺旋升降机30的高度以起到支撑定位的作用，还可以通过增加垫片预制反变形，另外可以设置顶部万向支撑装置，保证适应工件和焊接附件的结构，保证有效支撑，进而能够适应不同车型结构，使得升降柱29与附件焊缝位置同一中心，达到防止焊接变形的目的。

整个模块化附件焊接工装，由两侧侧部夹持装置2进行工件的支撑与定位，由竖向支撑装置3进行焊接附件和工件的支撑，同时预制下拉紧装置4 配合使用，控制焊接附件在焊接后工件沿竖直方向的变形。通过此工装的使用，可以有效控制带弧度的型材部件上焊接附件的平面度，避免附件焊接后不满足后续装配需求而引起的部件返修、返工，也避免了为保证附件平面度而进行机加工的物料、工时浪费，大大提高了部件的生产效率。同时，可以通过T型槽底座1在地面预埋T型槽中滑动调整整个工装纵向位置，通过两侧侧部夹持装置2在T型槽底座1滑动来调整工装宽度，通过侧部夹持装置2调整工装轮廓，通过调整升降柱29的位置调整附件支撑位置，满足此类了工装的柔性化需求，降低新制或者改造工装成本。

进一步的，还提供一种模块化附件焊接工装的工件焊接方法，包括如下步骤：

侧部夹紧：根据工件的宽度调整支撑底座5的位置，调整完成后将支撑底座5固定，调整边梁支撑块6的平整度至预设的平整度，放置工件，转动丝杆 15且调节万向压头22的伸出量，将侧部顶紧块20顶紧在工件的侧壁上；优选的将侧部夹持装置2装配在相应的T型槽底座1中，通过滑动调整工装宽度后，用T型槽螺栓进行固定。调整边梁支撑块6的平面度，保证整个工装的边梁支撑块6沿工件长度、宽度方向平面度不超过0.5mm。转动手轮17，并调整万向压头22，保证整个工装的侧部顶紧沿工件长度方向的直线度及工装的轮廓度不超过0.5mm。

侧部压紧：调节压紧块24将其压紧在工件的两侧顶部；

下压拉紧：沿工件弧面延伸方向设置各下拉近底座，将下拉紧块34对应下拉紧底座32安装在工件上，并通过拉紧机构对下拉紧块34和下拉紧底座 32施加拉紧力，至所需的反变形量；

顶部支撑：根据焊接附件的分布位置对应设置竖向支撑装置3，根据焊接附件的结构调整各升降柱29的分布位置，通过升降柱29提升焊接附件至预设位置，点固焊接附件和工件，优选的，装配工件上部或贯穿型焊接附件，测量确认焊接附件位置满足要求后点固，再通过提升升降柱29将工件和焊接附件顶紧至预设值；具体的由于焊接量及焊接变形较大的附件焊缝位置位于部件两端，因此在两端分别布置竖向支撑装置3。根据附件焊缝沿工件长度的长度尺寸设置支撑槽体27的长度，保证支撑槽体27的长度大于附件焊缝长度与支撑横梁28宽度之和；同理，根据附件焊缝沿工件宽度方向的长度尺寸设置支撑横梁28的长度，保证支撑横梁28的长度大于附件焊缝长度与支撑槽体27宽度之和。升降柱29的位置以焊缝长度中心为基准，均布排列；且将SWL1手摇螺杆螺旋升降机30顶在焊接附件和工件焊缝所在位置的下部，升降机顶部形状根据顶紧空间调整，优选的使用带手轮的结构。

优选的，反变形以附件焊缝长度中心为基准，沿着工件与焊接附件焊缝轮廓，从焊缝中心分别向两侧对中对称递减。反变形量通过车辆部件的轮廓检测样板进行离弧测量。

焊接：将焊接附件焊接在工件上，充分冷却后松开侧部夹持装置2、下拉紧装置4和竖向支撑装置3对工件的夹紧和支撑，将工件从模块化附件焊接工装取下。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种顶紧机构，其特征在于，包括侧部顶紧块、用于推动所述侧部顶紧块顶紧工件侧壁的第一顶紧安装板，所述侧部顶紧块的一侧铰接在所述第一顶紧安装板上，另一侧设有至少一个万向压头，所述第一顶紧安装板沿其顶紧方向设有若干个可移动的顶杆，所述顶杆用于直接和/或间接的与各所述万向压头万向转动连接。

2.根据权利要求1所述的顶紧机构，其特征在于，所述侧部顶紧块上设有用于将其铰接在所述第一顶紧安装板上的顶紧轴，所述顶紧轴位于所述侧部顶紧块的一侧与所述第一顶紧安装板之间，并靠近所述侧部顶紧块的边缘位置处。

3.根据权利要求1或2所述的顶紧机构，其特征在于，所述第一顶紧安装板远离所述侧部顶紧块的一侧设有顶紧座，所述顶紧座上设有若干个滑动连接在所述顶紧座上的导向光轴，所述第一顶紧安装板设置所述导向光轴上。

4.根据权利要求3所述的顶紧机构，其特征在于，所述顶紧座上设有用于推进所述导向光轴的驱动机构，所述驱动机构包括丝杆、可移动设在所述丝杆的螺纹结构上的连接板，所述丝杆保持位置固定且转动连接在所述顶紧座上，各所述导向光轴设置在所述连接板上。

5.根据权利要求4所述的顶紧机构，其特征在于，所述侧部顶紧块靠近工件的一侧呈与所述工件侧壁平面相适配的结构。

6.一种应用如权利要求1至5任一项所述的顶紧机构的侧部夹持装置，其特征在于，包括支撑底座和所述顶紧机构，所述顶紧座设置在所述支撑底座的顶端，所述支撑底座顶端还设有用于调整工件平整度的边梁支撑块，所述边梁支撑块位于所述顶紧机构靠近工件的一侧。

7.根据权利要求6所述的侧部夹持装置，其特征在于，所述顶紧座上设有压紧机构，所述压紧机构包括固定在所述顶紧座上的所述支撑块，所述支撑块上设有沿竖直方向压紧在工件两侧顶端的压紧块。

8.一种应用如权利要求6至7所述的侧部夹持装置的模块化附件焊接工装，其特征在于，包括若干个沿工件长度方向上设置在其两侧的所述侧部夹持装置、两个沿工件长度方向设置在其两端的下拉紧装置、设置在工件下方的竖向支撑装置，所述下拉紧装置包括若干个沿工件弧面延伸方向分布的下拉紧底座和下拉紧块，所述下拉紧底座设置在所述工件下方，所述下拉紧块可拆卸连接在所述工件上，所述下拉紧底座和所述下拉紧块之间设有施加拉紧力的拉紧机构，所述竖向支撑装置设有若干个沿竖直方向升降并顶紧工件的升降柱。

9.根据权利要求8所述的模块化附件焊接工装，其特征在于，所述竖向支撑装置还包括若干个分别沿工件长度方向和宽度方向延伸的支撑槽体和支撑横梁，所述支撑槽体可移动设置在所述工件下方，所述支撑横梁沿所述支撑槽体滑动设置，所述升降柱沿所述支撑横梁滑动设置。

10.一种模块化附件焊接工装的工件焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

侧部夹紧：根据工件的宽度调整支撑底座的位置，调整完成后将所述支撑底座固定，调整边梁支撑块的平整度至工件达到预设的平整度，转动丝杆且调节万向压头的伸出量，将侧部顶紧块顶紧在工件的侧壁上；

侧部压紧：调节压紧块将其压紧在工件的两侧顶部；

下压拉紧：沿工件弧面延伸方向设置各下拉近底座，将下拉紧块对应下拉紧底座安装在工件上，并通过拉紧机构对下拉紧块和下拉紧底座施加拉紧力，至所需的反变形量；

顶部支撑：根据焊接附件的分布位置对应设置竖向支撑装置，根据焊接附件的结构调整各升降柱的分布位置，通过所述升降柱提升焊接附件至预设位置，点固焊接附件和工件，再通过提升升降柱将工件和焊接附件顶紧至预设值；

焊接：将焊接附件焊接在工件上，充分冷却后松开所述侧部夹持装置、所述下拉紧装置和所述竖向支撑装置对工件的夹紧和支撑，将工件从所述模块化附件焊接工装取下。

Images