CN113977327A - 换电箱体的加工夹具及换电箱体的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换电箱体的加工夹具，并公开了使用该换电箱体的加工夹具的换电箱体的加工方法，其中换电箱体的加工夹具包括基座、举升平台、定位机构、锁定机构和夹紧机构；举升平台活动设置于所述基座上，所述举升平台连接有举升机构；定位机构设置于所述基座上，所述定位机构包括位于所述举升平台上方的基准端；锁定机构设置于所述基座上，所述锁定机构能够配合所述基准端固定所述举升平台；夹紧机构能够将工件夹紧于所述举升平台上。通过举升机构带动举升平台上升，可以使得工件远离基座的上表面得以与基准端相接触，从而使得夹具对工件的夹紧基准面变为工件远离基座的上表面，进而增加了基准面的一致性。

Description

换电箱体的加工夹具及换电箱体的加工方法
技术领域
本发明涉及电动车领域，特别涉及一种换电箱体的加工夹具及换电箱体的加工方法。
背景技术
众所周知，现有非快速换电动力电池箱体的CNC机加工时，夹具通过其基座对工件的底面进行承托，随后机床则对工件进行加工。这种传统的CNC夹紧加工容易造成夹紧时的夹紧基准与实际快换箱体装配基准不统一的状态，而实际夹紧基准面与加工过程基准不统一将会造成的公差累积问题，因此会造成快速换电动力电池在快速换电后会有很大的几率产生松动、变形与异响。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种换电箱体的加工夹具，能够使得夹紧的基准和加工的基座尽量统一。
根据本发明的第一方面实施例的换电箱体的加工夹具，包括：基座、举升平台、定位机构、锁定机构和夹紧机构；举升平台活动设置于所述基座上，所述举升平台连接有举升机构；定位机构设置于所述基座上，所述定位机构包括位于所述举升平台上方的基准端；锁定机构设置于所述基座上，所述锁定机构能够配合所述基准端固定所述举升平台；夹紧机构能够将工件夹紧于所述举升平台上。
根据本发明实施例的换电箱体的加工夹具，至少具有如下有益效果：通过举升机构带动举升平台上升，可以使得工件远离基座的上表面得以与基准端相接触，从而使得夹具对工件的夹紧基准面变为工件远离基座的上表面，进而使得对工件进行加工时，机床在选择加工基准平面时得以避开基座带来的干涉，并将加工基准面选择为与夹紧基准面相同的工件上表面，因此保证了快速更换电箱体加工时基准面的一致性，并且有效地缓解或者避免了工件自身的型材公差以及各处锻造时所产生的锻件焊接公差等所造成的的公差积累问题，从而有效地解决了生产制造过程中因公差累积所产生的换电轮廓度不一致问题，进而解决了快速换电后动力电池因基准面不一致所导致的快换螺栓的失效松动、变形、开裂、脱落、异响等故障。
根据本发明的一些实施例，所述举升机构包括举升气缸，所述举升气缸安装于所述基座上并与所述举升平台连接。
根据本发明的一些实施例，所述基座和所述举升平台之间设置有导向机构，所述基座和所述举升平台通过所述导向机构连接。
根据本发明的一些实施例，所述定位机构包括定位气缸，所述定位气缸连接有定位块；所述定位气缸能够带动所述定位块运动靠近或远离工件的升降路径，所述基准端配置于所述定位块的下部。
根据本发明的一些实施例，所述基座上固定连接有撑起架，所述定位气缸安装于所述撑起架上并被所述撑起架撑起至所述举升平台的上方。
根据本发明的一些实施例，所述锁定机构包括设置于所述基座上的锁定气缸，所述锁定气缸连接有卡位块，所述锁定气缸能够带动所述卡位块运动至所述举升平台的下方并与所述举升平台的下部相抵。
根据本发明的一些实施例，所述基座上设置有支撑架，所述支撑架位于所述举升平台下方并能够承托所述举升平台；所述定位机构和所述锁定气缸均配置于所述支撑架上，所述定位机构位于所述锁定气缸的上方。
根据本发明的一些实施例，所述夹紧机构包括设置于举升平台上的多个夹紧气缸，多个所述夹紧气缸能够分别从工件的多个部位对工件进行夹紧固定。
根据本发明第二方面实施例的换电箱体的加工方法，采用根据本发明上述第一方面实施例的换电箱体的加工夹具，包括以下步骤：夹紧，所述夹紧机构启动并将工件夹紧固定于所述举升平台上；
定位，所述举升机构带动所述举升平台上升以使得工件的上表面与所述基准端相抵；
锁定，所述锁定机构将所述举升平台与所述基座相对固定；
加工，机床对所述举升平台上的工件进行加工处理；
解锁，所述锁定机构对所述举升平台进行解锁；
复位，所述举升机构带动所述举升平台下降以使得工件复位；
松开，所述夹紧机构解除对工件的锁定。
根据本发明实施例的换电箱体的加工方法，至少具有如下有益效果：通过举升机构带动举升平台上升，可以使得工件远离基座的上表面得以与基准端相接触，从而使得夹具对工件的夹紧基准面变为工件远离基座的上表面，进而使得对工件进行加工时，机床在选择加工基准平面时得以避开基座带来的干涉，并将加工基准面选择为与夹紧基准面相同的工件上表面，因此保证了快速更换电箱体加工时基准面的一致性，并且有效地缓解或者避免了工件自身的型材公差以及各处锻造时所产生的锻件焊接公差等所造成的的公差积累问题，从而有效地解决了生产制造过程中因公差累积所产生的换电轮廓度不一致问题，进而解决了快速换电后动力电池因基准面不一致所导致的快换螺栓的失效松动、变形、开裂、脱落、异响等故障。
根据本发明第三方面实施例的换电箱体的加工方法，采用根据本发明上述第一方面实施例的换电箱体的加工夹具，包括以下步骤：夹紧，所述夹紧机构启动并将工件夹紧固定于所述举升平台上；
夹紧，所述夹紧机构启动并将工件夹紧固定于所述举升平台上；
定位，所述定位气缸带动所述定位块伸出至工件的上方，所述举升机构带动所述举升平台上升以使得工件的上表面与所述定位块的下表面相抵；
锁定，所述锁定机构将所述举升平台与所述基座相对固定；
加工，机床对所述举升平台上的工件进行加工处理；
解锁，所述锁定机构对所述举升平台进行解锁；
复位，所述定位气缸带动所述定位块复位，所述举升机构带动所述举升平台下降以使得工件复位；
松开，所述夹紧机构解除对工件的锁定。
根据本发明实施例的换电箱体的加工方法，至少具有如下有益效果：在定位气缸将定位块伸出后，通过举升机构带动举升平台上升，可以使得工件远离基座的上表面得以与定位块的下表面相抵，从而使得夹具对工件的夹紧基准面变为工件远离基座的上表面，进而使得对工件进行加工时，机床在选择加工基准平面时得以避开基座带来的干涉，并将加工基准面选择为与夹紧基准面相同的工件上表面，因此保证了快速更换电箱体加工时基准面的一致性，并且有效地缓解或者避免了工件自身的型材公差以及各处锻造时所产生的锻件焊接公差等所造成的的公差积累问题，从而有效地解决了生产制造过程中因公差累积所产生的换电轮廓度不一致问题，进而解决了快速换电后动力电池因基准面不一致所导致的快换螺栓的失效松动、变形、开裂、脱落、异响等故障。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的换电箱体的加工夹具的示意图；
图2为图1示出的A处的放大的示意图；
图3为图1示出的B处的放大的示意图；
图4为图1示出的换电箱体的加工夹具的分解的示意图；
图5为图1示出的换电箱体的加工夹具的剖面的示意图；
图6为图1示出的换电箱体的加工夹具的定位机构的示意图。
附图标记：100为基座，120为支撑架，140为导向机构，150为举升平台，200为定位机构，210为撑起架，230为定位气缸，250为定位块，400为夹紧机构，410为夹紧气缸，450为夹紧块，500为举升机构，600为锁定机构，610为锁定气缸，630为滑轨，650为卡位块，800为控制系统，900为工件，950为定位凸缘。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1，一种换电箱体的加工夹具，包括：基座100、举升平台150、定位机构200、锁定机构600和夹紧机构400；举升平台150活动设置于基座100上，举升平台150连接有举升机构500；定位机构200设置于基座100上，定位机构200包括位于举升平台150上方的基准端；锁定机构600设置于基座100上，锁定机构600能够配合基准端固定举升平台150；夹紧机构400能够将工件900夹紧于举升平台150上。通过举升机构500带动举升平台150上升，可以使得工件900远离基座100的上表面得以与基准端相接触，从而使得夹具对工件900的夹紧基准面变为工件900远离基座100的上表面，进而使得对工件900进行加工时，机床在选择加工基准平面时得以避开基座100带来的干涉，并将加工基准面选择为与夹紧基准面相同的工件900上表面，因此保证了快速更换电箱体加工时基准面的一致性，并且有效地缓解或者避免了工件900自身的型材公差以及各处锻造时所产生的锻件焊接公差等所造成的的公差积累问题，从而有效地解决了生产制造过程中因公差累积所产生的换电轮廓度不一致问题，进而解决了快速换电后动力电池因基准面不一致所导致的快换螺栓的失效松动、变形、开裂、脱落、异响等故障。
具体地，工件900上设置有定位凸缘950，定位凸缘950的上表面能够与加工用的机床进行接触定位。举升平台150上升后，基准端能够与定位凸缘950的上表面相接触并进行定位。
进一步地，定位机构200包括多个基准端。对于螺栓连接式快换动力电池箱体，除整车快换紧固螺栓的孔位置度要求较高外，另外一个要求较高的尺寸就是快换紧固螺栓吊点位置处的轮廓度，特别是整个电池包各个快换紧固螺栓吊点处轮廓度一致性问题。定位凸缘950，即为工件900所用于连接螺栓的部位，而多个基准端则可以配置于靠近快换紧固螺栓的孔位的附近，从而提高夹具对工件900的夹紧基准面趋近于螺栓对工件900的紧固面，进而减少基准面的变化对工件900的轮廓度所造成的影响。
再进一步地，基准端的具体数量可以是四、六或八个，具体布置数量与位置尽以择靠近快换紧固螺栓附近为准，在此不做限制。
具体地，加工夹具还包括控制系统800，举升机构500、定位机构200、锁定机构600和夹紧机构400均与控制系统800电连接。
在某些实施例中，参照图5，举升机构500包括举升气缸，举升气缸安装于基座100上并与举升平台150连接。举升气缸启动后，将会从基座100上对举升平台150进行顶推，从而使得举升平台150相对于基座100进行升降运动，进而实现对工件900的举升效果，以使得工件900的上表面得以与基准端相抵。
具体地，举升气缸的力度大于举升平台150、夹紧机构400和工件900的总重量，从而有效地实现对举升平台150的带动效果。
可以预想的是，举升机构500也可以由其他部件组成，比如螺杆副图中未绘示和电机图中未绘示，电机通过螺杆副与举升平台150连接，螺杆副能够转动并顶推举升平台150升降。因此，具体的实施方式可以根据实际的需要做相应的调整，在此不做限制。
在某些实施例中，参照图3，基座100和举升平台150之间设置有导向机构140，基座100和举升平台150通过导向机构140连接。导向机构140可以对基座100和举升平台150之间的相对运动进行导向和限位，从而确保举升平台150带动工件900运动时能够以预定的轨迹进行运动，进而增强其运动的稳定性以及运动精度。
具体地，导向机构140包括设置于举升平台150上的导向套和设置于基座100上的导向柱，导向套活动套于导向柱的外周。
在某些实施例中，参照图2和图6，定位机构200包括定位气缸230，定位气缸230连接有定位块250；定位气缸230能够带动定位块250运动靠近或远离工件900的升降路径，基准端配置于定位块250的下部。在举升平台150上升前，定位气缸230能够带动定位块250伸入到举升平台150的上方，从而使得定位块250能够对上升中的工件900进行抵接和阻挡，进而有效地实现对工件900上表面的定位效果。并且，定位气缸230对定位块250的带动效果也能够在作业前后使得定位块250缩回，从而便于取放工件900。
具体地，定位机构200为多个且分别从工件900的四周包围工件900。
在某些实施例中，参照图6，基座100上固定连接有撑起架210，定位气缸230安装于撑起架210上并被撑起架210撑起至举升平台150的上方。撑起架210使得定位气缸230被撑起，从而使得定位气缸230得以位于工件900的上方，进而确保定位气缸230带动定位块250伸出后，定位块250能够对工件900的上表面进行抵接和阻挡。
在某些实施例中，参照图3和图6，锁定机构600包括设置于基座100上的锁定气缸610，锁定气缸610连接有卡位块650，锁定气缸610能够带动卡位块650运动至举升平台150的下方并与举升平台150的下部相抵。在举升平台150进行上升后，锁定气缸610能够带动卡位块650伸出并卡入于基座100和举升平台150之间，从而对举升平台150进行卡紧，进而有效地避免举升平台150发生意外坠落等问题。
在某些实施例中，参照图4，基座100上设置有支撑架120，支撑架120位于举升平台150下方并能够承托举升平台150；定位机构200和锁定气缸610均配置于支撑架120上，定位机构200位于锁定气缸610的上方。支撑架120能够在基座100上形成高地差，从而使得锁定气缸610、举升平台150和定位机构200的位置得以直接配置于基座100的上方，并对三者进行初始状态的高度定位，进而确保举升平台150在升降时，定位机构200和锁定机构600能够分别从举升平台150的上下分对其进行定位。
具体地，支撑架120上设置有滑轨630，卡位块650滑动连接于滑轨630上。
具体地，支撑架120上设置有多个镂空结构，举升气缸位于基座100上并穿过镂空结构，锁定气缸610和撑起架210均位于支撑架120的边缘处。
在某些实施例中，参照图4，夹紧机构400包括设置于举升平台150上的多个夹紧气缸410，多个夹紧气缸410能够分别从工件900的多个部位对工件900进行夹紧固定。多个夹紧气缸410对工件900进行夹紧固定，从而直接、有效地使得工件900与举升平台150之间得到相对固定。并且，从不同部位对工件900的夹紧效果也可以缓解或避免出现夹紧力不均衡的问题，从而避免工件900在夹紧时发生窜动的现象。
具体地，多个夹紧气缸410中的部分配置于工件900的四周，工件900具有多个镂空位，多个夹紧气缸410中的部分配置于该镂空位内并从该镂空位内对工件900进行夹紧固定。
可以预想的是，上述举升机构500、夹紧机构400、锁定机构600和定位机构200等构件可实现的动力包括但不限于气动、液压驱动或电磁驱动。
本发明第二方面提供一种换电箱体的加工方法的实施例，采用以上的换电箱体的加工夹具，包括以下步骤：
夹紧，夹紧机构400启动并将工件900夹紧固定于举升平台150上；
定位，举升机构500带动举升平台150上升以使得工件900的上表面与基准端相抵；
锁定，锁定机构600将举升平台150与基座100相对固定；
加工，机床对举升平台150上的工件900进行加工处理；
解锁，锁定机构600对举升平台150进行解锁；
复位，举升机构500带动举升平台150下降以使得工件900复位；
松开，夹紧机构400解除对工件900的锁定。
通过举升机构500带动举升平台150上升，可以使得工件900远离基座100的上表面得以与基准端相接触，从而使得夹具对工件900的夹紧基准面变为工件900远离基座100的上表面，进而使得对工件900进行加工时，机床在选择加工基准平面时得以避开基座100带来的干涉，并将加工基准面选择为与夹紧基准面相同的工件900上表面，因此保证了快速更换电箱体加工时基准面的一致性，并且有效地缓解或者避免了工件900自身的型材公差以及各处锻造时所产生的锻件焊接公差等所造成的的公差积累问题，从而有效地解决了生产制造过程中因公差累积所产生的换电轮廓度不一致问题，进而解决了快速换电后动力电池因基准面不一致所导致的快换螺栓的失效松动、变形、开裂、脱落、异响等故障。
可以预想的是，在锁定步骤之前，需要先将工件900放置于举升平台150上；而在松开步骤之后则需要从举升平台150上取走工件900。
本发明第三方面提供一种换电箱体的加工方法的实施例，采用以上的换电箱体的加工夹具，包括以下步骤：夹紧，夹紧机构400启动并将工件900夹紧固定于举升平台150上；
夹紧，夹紧机构400启动并将工件900夹紧固定于举升平台150上；
定位，定位气缸230带动定位块250伸出至工件900的上方，举升机构500带动举升平台150上升以使得工件900的上表面与定位块250的下表面相抵；
锁定，锁定机构600将举升平台150与基座100相对固定；
加工，机床对举升平台150上的工件900进行加工处理；
解锁，锁定机构600对举升平台150进行解锁；
复位，定位气缸230带动定位块250复位，举升机构500带动举升平台150下降以使得工件900复位；
松开，夹紧机构400解除对工件900的锁定。
在定位气缸230将定位块250伸出后，通过举升机构500带动举升平台150上升，可以使得工件900远离基座100的上表面得以与定位块250的下表面相抵，从而使得夹具对工件900的夹紧基准面变为工件900远离基座100的上表面，进而使得对工件900进行加工时，机床在选择加工基准平面时得以避开基座100带来的干涉，并将加工基准面选择为与夹紧基准面相同的工件900上表面，因此保证了快速更换电箱体加工时基准面的一致性，并且有效地缓解或者避免了工件900自身的型材公差以及各处锻造时所产生的锻件焊接公差等所造成的的公差积累问题，从而有效地解决了生产制造过程中因公差累积所产生的换电轮廓度不一致问题，进而解决了快速换电后动力电池因基准面不一致所导致的快换螺栓的失效松动、变形、开裂、脱落、异响等故障。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种换电箱体的加工夹具，其特征在于，包括：
基座(100)；
举升平台(150)，活动设置于所述基座(100)上，所述举升平台(150)连接有举升机构(500)；
定位机构(200)，设置于所述基座(100)上，所述定位机构(200)包括位于所述举升平台(150)上方的基准端；
锁定机构(600)，设置于所述基座(100)上，所述锁定机构(600)能够配合所述基准端固定所述举升平台(150)；
夹紧机构(400)，能够将工件(900)夹紧于所述举升平台(150)上。
2.如权利要求1所述的换电箱体的加工夹具，其特征在于：
所述举升机构(500)包括举升气缸，所述举升气缸安装于所述基座(100)上并与所述举升平台(150)连接。
3.如权利要求2所述的换电箱体的加工夹具，其特征在于：
所述基座(100)和所述举升平台(150)之间设置有导向机构(140)，所述基座(100)和所述举升平台(150)通过所述导向机构(140)连接。
4.如权利要求1所述的换电箱体的加工夹具，其特征在于：
所述定位机构(200)包括定位气缸(230)，所述定位气缸(230)连接有定位块(250)；
所述定位气缸(230)能够带动所述定位块(250)运动靠近或远离工件(900)的升降路径，所述基准端配置于所述定位块(250)的下部。
5.如权利要求4所述的换电箱体的加工夹具，其特征在于：
所述基座(100)上固定连接有撑起架(210)，所述定位气缸(230)安装于所述撑起架(210)上并被所述撑起架(210)撑起至所述举升平台(150)的上方。
6.如权利要求1所述的换电箱体的加工夹具，其特征在于：
所述锁定机构(600)包括设置于所述基座(100)上的锁定气缸(610)，所述锁定气缸(610)连接有卡位块(650)，所述锁定气缸(610)能够带动所述卡位块(650)运动至所述举升平台(150)的下方并与所述举升平台(150)的下部相抵。
7.如权利要求6所述的换电箱体的加工夹具，其特征在于：
所述基座(100)上设置有支撑架(120)，所述支撑架(120)位于所述举升平台(150)下方并能够承托所述举升平台(150)；
所述定位机构(200)和所述锁定气缸(610)均配置于所述支撑架(120)上，所述定位机构(200)位于所述锁定气缸(610)的上方。
8.如权利要求1所述的换电箱体的加工夹具，其特征在于：
所述夹紧机构(400)包括设置于举升平台(150)上的多个夹紧气缸(410)，多个所述夹紧气缸(410)能够分别从工件(900)的多个部位对工件(900)进行夹紧固定。
9.一种换电箱体的加工方法，其特征在于，使用如权利要求1至8任一项所述的换电箱体的加工夹具，包括以下步骤：
夹紧，所述夹紧机构(400)启动并将工件(900)夹紧固定于所述举升平台(150)上；
定位，所述举升机构(500)带动所述举升平台(150)上升以使得工件(900)的上表面与所述基准端相抵；
锁定，所述锁定机构(600)将所述举升平台(150)与所述基座(100)相对固定；
加工，机床对所述举升平台(150)上的工件(900)进行加工处理；
解锁，所述锁定机构(600)对所述举升平台(150)进行解锁；
复位，所述举升机构(500)带动所述举升平台(150)下降以使得工件(900)复位；
松开，所述夹紧机构(400)解除对工件(900)的锁定。
10.一种换电箱体的加工方法，其特征在于，使用如权利要求4所述的换电箱体的加工夹具，包括以下步骤：
夹紧，所述夹紧机构(400)启动并将工件(900)夹紧固定于所述举升平台(150)上；
定位，所述定位气缸(230)带动所述定位块(250)伸出至工件(900)的上方，所述举升机构(500)带动所述举升平台(150)上升以使得工件(900)的上表面与所述定位块(250)的下表面相抵；
锁定，所述锁定机构(600)将所述举升平台(150)与所述基座(100)相对固定；
加工，机床对所述举升平台(150)上的工件(900)进行加工处理；
解锁，所述锁定机构(600)对所述举升平台(150)进行解锁；
复位，所述定位气缸(230)带动所述定位块(250)复位，所述举升机构(500)带动所述举升平台(150)下降以使得工件(900)复位；
松开，所述夹紧机构(400)解除对工件(900)的锁定。
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