CN114029686B - 一种用于汽车焊接的定位工装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接加工技术领域，且公开了一种用于汽车焊接的定位工装夹具，包括基座、定位孔与夹紧杆，所述夹紧杆的杆体内端固定安装有夹紧座。本发明通过夹紧板与冷却箱的设置，当夹紧板产生形变时，其两端位置向中间位置移动，进而带动挤压板挤压冷却箱中的冷却液，令冷却液进入液流孔中，由于夹紧板与部件的弧面贴合，进而通过夹紧板中的冷却液对部件进行吸热降温，从而避免部件过热，易发生受力形变，同时，当升降杆带动冷却箱下移，且夹紧板发生形变时，位于夹紧座下方两侧位置的冷却箱不再对外界环境中的气体流通产生横向阻挡，使得外界气体可以流经夹紧板的上表面，进而对夹紧板产生对流散热，从而进一步提高上述降温效果。

Description

一种用于汽车焊接的定位工装夹具

技术领域

本发明涉及焊接加工技术领域，具体为一种用于汽车焊接的定位工装夹具。

背景技术

汽车排气管在进行焊接加工作业时，首先需要使用定位工装夹具来将待焊接的弧形部件固定在一起，以使部件稳定，进而方便后续焊接作业的顺利进行。

现有的一些定位工装夹具在工作时，是通过多个伸缩杆带动与其配合设置的夹紧块移动，进而令夹紧块与弧形部件接触，从而实现对弧形部件的夹紧固定，但是在上述夹紧作业完成后，由于焊接时所产生的温度较高，使得弧形部件会产生较高温度，进而发生热膨胀现象，同时，由于弧形部件与夹紧块之间为硬性接触，导致热膨胀的弧形部件会与夹紧块发生相互挤压，进而令弧形部件发生形变，从而影响焊接完成后汽车排气管的质量。

发明内容

针对背景技术中提出的现有定位工装夹具在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种用于汽车焊接的定位工装夹具，具备避免弧形部件发生形变，从而影响汽车排气管质量的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于汽车焊接的定位工装夹具，包括基座、定位孔与夹紧杆，所述夹紧杆的杆体内端固定安装有夹紧座，所述夹紧座的内部开设有气腔，所述气腔中密封活动安装有活塞座，所述气腔被活塞座分为上腔体与下腔体，所述下腔体中充入有气体，所述活塞座的内部活动安装有限位杆，所述限位杆的侧端与气腔的内壁形成活动连接，所述活塞座的内部开设有气孔，所述限位杆所处的腔体通过气孔与下腔体连通，所述活塞座的下端伸出气腔，所述活塞座的下端与气腔形成密封活动连接，所述活塞座的内部活动安装有导热杆，所述导热杆的下端伸出活塞座，所述导热杆的下端固定安装有导热座，所述导热座、导热杆与活塞座均为导热材料设置，所述夹紧座的内部安装有升降杆，所述升降杆的下端伸出夹紧座，所述升降杆的下端固定安装有冷却箱，所述导热座的侧面固定安装有夹紧板，所述夹紧板的另一端伸入冷却箱的腔体。

优选的，所述上腔体中充入有气体，所述夹紧座的内部密封活动安装有升降杆，所述夹紧座的内部开设有气管，所述上腔体通过气管与升降杆所处的腔体连通。

优选的，所述冷却箱的内腔密封活动安装有挤压板，所述冷却箱内腔中位于挤压板一侧的位置充入有冷却液。

优选的，所述夹紧板的另一端与冷却箱形成密封活动连接，所述挤压板的一侧与夹紧板的另一端形成固定连接，所述夹紧板为弹性材料设置。

优选的，所述夹紧板的内部开设有液流孔，所述夹紧板的内部开设有出入口，所述液流孔通过出入口与冷却箱的腔体连通。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过活塞座与升降杆的设置，将部件在焊接时所产生的高温，通过导热座、导热杆与活塞座，进而传递给气腔中的气体，令气腔下腔体中的气体产生受热膨胀，并推动活塞座向上移动，使得活塞座不再与导热座硬性接触，进而使得夹紧板与弧形部件接触的位置变刚性接触为柔性接触，令夹紧板对弧形部件的夹紧力减小，从而避免弧形部件热膨胀，导致夹紧板与弧形部件之间的相互挤压力较大，令弧形部件产生形变，同时，上移的活塞座将气腔上腔体中的气体挤入升降杆所处的腔体中，令升降杆带动夹紧板下移，并使其产生形变，通过形变的夹紧板贴合部件的弧面，进而增大夹紧板与弧形部件的接触面积，令两者之间的摩擦力增大，避免由于夹紧板与弧形部件变为柔性接触，使得部件不稳定，且当部件的温度越高时，升降杆下移的程度越大，进而令夹紧板形变角度越大，当部件冷却降温时，升降杆回移，进而使夹紧板的形变角度缩小，通过夹紧板的形变角度随着部件温度的变化而变化，使得夹紧板更好的贴合部件的弧面，从而更好的固定部件。

2、本发明通过夹紧板与冷却箱的设置，当夹紧板产生形变时，其两端位置向中间位置移动，进而带动挤压板挤压冷却箱中的冷却液，令冷却液进入液流孔中，由于夹紧板与部件的弧面贴合，进而通过夹紧板中的冷却液对部件进行吸热降温，从而避免部件过热，易发生受力形变，同时，当升降杆带动冷却箱下移，且夹紧板发生形变时，位于夹紧座下方两侧位置的冷却箱不再对外界环境中的气体流通产生横向阻挡，使得外界气体可以流经夹紧板的上表面，进而对夹紧板产生对流散热，从而进一步提高上述降温效果。

3、本发明通过夹紧板与冷却箱的设置，当冷却箱带动夹紧板贴合部件的弧面时，由于夹紧板与部件的接触面积增大，进而分散夹紧座通过夹紧板对弧形部件施加的夹紧力，从而减小夹紧板单点位置对部件施加的力，进一步避免部件由于与夹紧板之间的挤压力较大，而产生形变，同时，当夹紧板产生形变时，其上表面的面积增大，进而使得上述外界空气与夹紧板的接触面积增大，从而提高对流散热面积，令夹紧板对部件的降温效果提高。

4、本发明通过导热座、导热杆与活塞座的设置，当部件内部由于焊接而产生热量时，部分热量会通过上述组件传递给气腔中的气体，通过热量的传递转移，进而对部件起到一定的降温作用，从而减小了部件的热膨胀程度，之后，当部件冷却降温时，气腔中的气体失去热量供给，进而快速冷却降温，使得夹紧板与部件之间快速变为硬性接触，进而避免部件冷却降温后，夹紧板与部件仍为柔性接触，使得部件不稳定。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明结构夹紧座内部结构示意图；

图3为本发明图2中A处结构局部放大示意图；

图4为本发明结构夹紧板形变状态示意图；

图5为本发明图4中B处结构局部放大示意图；

图6为本发明结构冷却箱侧面示意图。

图中：1、基座；2、定位孔；3、夹紧杆；4、夹紧座；5、气腔；6、活塞座；7、限位杆；8、气孔；9、导热杆；10、导热座；11、升降杆；12、气管；13、冷却箱；14、挤压板；15、夹紧板；16、液流孔；17、出入口。

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。

请参阅图1-图3，一种用于汽车焊接的定位工装夹具，包括基座1，基座1内部的中心位置开设有定位孔2，基座1表面位于定位孔2外侧的位置固定安装有夹紧杆3，夹紧杆3的杆体内端固定安装有夹紧座4，夹紧座4内部中间的位置开设有气腔5，气腔5中密封滑动安装有活塞座6，气腔5被活塞座6分为上腔体与下腔体，下腔体中充入有气体，活塞座6内部的两侧位置分别滑动安装有限位杆7，限位杆7的侧端与气腔5的内壁形成活动卡接，活塞座6内部位于限位杆7所处腔体下方的位置开设有气孔8，气孔8的一端与限位杆7所处的腔体连通，气孔8的另一端与下腔体连通，活塞座6的下端伸出气腔5，并与气腔5形成密封滑动连接，活塞座6的内部滑动安装有导热杆9，导热杆9的下端伸出活塞座6，导热杆9的下端固定安装有导热座10，导热座10、导热杆9与活塞座6均为导热材料设置，夹紧座4内部的两侧位置安装有升降杆11，升降杆11的下端固定安装有冷却箱13，导热座10的侧面固定安装有夹紧板15，夹紧板15的另一端伸入冷却箱13中，当夹紧杆3带动夹紧座4内移时，夹紧板15随之夹紧、固定弧形部件，之后，通过焊机对弧形部件的圆周连接处进行持续焊接作业，由于弧形部件为不锈钢304材料制成，使得焊机在工作时的温度要高于不锈钢焊条的熔点温度，进而使得焊机在工作时的温度区间为1400-1800摄氏度，在这个过程中，焊接所产生的温度通过弧形部件传递给与夹紧板15固定连接的导热座10，使得上述温度通过导热座10、导热杆9与活塞座6，进而传递给下腔体中的气体，该气体受热膨胀，进而令部分气体通过气孔8进入限位杆7所处的腔体中，并推动限位杆7移动，导致限位杆7不再与气腔5的内壁卡接，同时，下腔体中膨胀的气体会推动活塞座6向上移动，由于夹紧板15的另一端伸入冷却箱13中，使得夹紧板15带动导热座10与导热杆9相对下移，进而令活塞座6不再与导热座10硬性接触，进而使得夹紧板15与弧形部件接触的位置变刚性接触为柔性接触，令夹紧板15对弧形部件的夹紧力减小，从而避免弧形部件热膨胀，导致夹紧板15与弧形部件之间的相互挤压力较大，令弧形部件产生形变，同时，由于部件内部的热量通过导热座10、导热杆9与活塞座6传递给气腔5中的气体，通过热量的传递转移，进而对部件起到一定的降温作用，从而减小了部件的热膨胀程度，之后，当焊接完成，且部件自然冷却降温时，部件温度不再通过上述组件传递给气腔5，使得气腔5中的气体失去热量供给，进而快速冷却降温，使得夹紧板15与部件之间快速变为硬性接触，进而避免部件冷却降温后，夹紧板15与部件仍为柔性接触，使得部件不稳定。

请参阅图4，上腔体中充入有气体，夹紧座4内部的两侧位置分别密封滑动安装有升降杆11，夹紧座4内部位于气腔5与升降杆11之间的位置开设有气管12，气管12的一端与上腔体连通，气管12的另一端与升降杆11所处的腔体连通，升降杆11的下端伸出夹紧座4，通过活塞座6的温度使得上腔体中的气体产生膨胀，之后，通过上移的活塞座6挤压上腔体中的气体，令膨胀的气体通过气管12进入升降杆11所处的腔体中，使得升降杆11向下移动，进而给后续夹紧板15提供形变所需要的力，方便实现后续功能。

请参阅图2，冷却箱13的内腔密封滑动安装有挤压板14，冷却箱13内腔中位于挤压板14一侧的位置充入有冷却液，当挤压板14在冷却箱13的腔体中移动时，会对冷却箱13内部的冷却液进行挤压，进而给冷却液提供动力，方便冷却液进入关联组件，从而实现降温功能。

夹紧板15的另一端与冷却箱13形成密封滑动连接，挤压板14一侧下方的位置与夹紧板15的另一端形成固定连接，夹紧板15为弹性材料设置，当升降杆11向下移动时，会通过冷却箱13带动夹紧板15同步下移，由于夹紧板15的中部位置与弧形部件接触，使得夹紧板15的中部位置不变，其两侧位置向下移动，进而产生形变，通过形变的夹紧板15贴合部件的弧面，进而增大夹紧板15与弧形部件的接触面积，令两者之间的摩擦力增大，避免由于夹紧板15与弧形部件变为柔性接触，使得部件不稳定，同时，由于夹紧板15与部件的接触面积增大，进而分散夹紧座4通过夹紧板15对弧形部件施加的夹紧力，从而减小夹紧板15单点位置对部件施加的力，进一步避免部件由于与夹紧板15之间的挤压力较大，而产生形变，且当部件的温度越高时，活塞座6上移的距离越大，导致升降杆11下移的程度越大，进而令夹紧板15形变角度越大，当部件冷却降温时，活塞座6回移，使得升降杆11回移，进而使夹紧板15的形变角度缩小，通过夹紧板15的形变角度随着部件温度的变化而变化，使得夹紧板15更好的贴合部件的弧面，从而更好的固定部件。

夹紧板15的内部横向开设有液流孔16，夹紧板15内部位于冷却箱13内腔的位置开设有出入口17，出入口17的一端与液流孔16连通，出入口17的另一端与冷却箱13中充入冷却液的腔体连通，当夹紧板15产生形变时，其两端位置向中间位置移动，进而带动挤压板14挤压冷却箱13中的冷却液，令冷却液通过出入口17进入液流孔16中，由于夹紧板15与部件的弧面贴合，进而通过夹紧板15中的冷却液对部件进行吸热降温，从而避免部件过热，易发生受力形变，同时，如图6所示，当升降杆11带动冷却箱13下移时，冷却箱13不再对外界环境中的气体流通产生横向阻挡，使得外界气体可以流经夹紧板15的上表面，进而对夹紧板15产生对流散热，从而进一步提高上述降温效果，另外，配合形变的夹紧板15，使得上述外界空气与夹紧板15的接触面积增大，从而提高对流散热面积，令夹紧板15对部件的降温效果提高。

本发明的使用方法（工作原理）如下：

工作时，首先将弧形部件放置在定位孔2的位置，之后，通过夹紧杆3带动夹紧座4向内移动，使得夹紧板15接触、夹紧部件，之后，通过焊机对弧形部件的圆周连接处进行持续焊接作业，焊接所产生的高温通过部件首先传递给导热座10，进而通过导热座10传递给导热杆9与活塞座6，令气腔5中的气体受到活塞座6的热量而发生膨胀，当下腔体中的气体受热膨胀时，其中的部分气体会通过气孔8进入限位杆7所处的腔体中，进而推动限位杆7与气腔5的内壁分离，之后下腔体中的气体推动活塞座6上移，并将上腔体中的气体通过气管12挤入升降杆11所处的腔体，令升降杆11带动冷却箱13下移，进而带动夹紧板15下移，使得导热座10带动导热杆9同步下移，由于夹紧板15的中部位置与弧形部件接触，使得夹紧板15的中部位置不变，其两侧位置向下移动，进而产生形变，并贴合部件的弧面，在夹紧板15产生形变的过程中，其两端位置向中间位置移动，进而带动挤压板14挤压冷却箱13中的冷却液，使得冷却液通过出入口17进入液流孔16中，进而令冷却液通过夹紧板15吸取部件与导热座10的热量，从而对部件进行降温，之后，当焊接作业结束后，部件内部的温度回到初始状态，使得导热座10、导热杆9与活塞座6的温度也回到初始状态，导致下腔体中的气体收缩，进而带动活塞座6下移复位，并使限位杆7再次与气腔5的内壁卡接，在活塞座6下移的过程中，上腔体产生负压，该负压通过气道12抽取升降杆11腔体中的气体，令升降杆11上移复位，进而带动夹紧板15复位到平直状态，使得夹紧板15的两端带动挤压板14复位，在挤压板14复位的过程中，冷却箱13中产生负压，该负压通过出入口17将液流孔16中的冷却液抽回冷却箱13中，最后，通过夹紧杆3带动夹紧座4外移，并取下焊接完成的汽车排气管，此为一个工作循环。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、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 (5)

1.一种用于汽车焊接的定位工装夹具，包括基座（1）、定位孔（2）与夹紧杆（3），其特征在于：所述夹紧杆（3）的杆体内端固定安装有夹紧座（4），所述夹紧座（4）的内部开设有气腔（5），所述气腔（5）中密封活动安装有活塞座（6），所述气腔（5）被活塞座（6）分为上腔体与下腔体，所述下腔体中充入有气体，所述活塞座（6）的内部活动安装有限位杆（7），所述限位杆（7）的侧端与气腔（5）的内壁形成活动连接，所述活塞座（6）的内部开设有气孔（8），所述限位杆（7）所处的腔体通过气孔（8）与下腔体连通，所述活塞座（6）的下端伸出气腔（5），所述活塞座（6）的下端与气腔（5）形成密封活动连接，所述活塞座（6）的内部活动安装有导热杆（9），所述导热杆（9）的下端伸出活塞座（6），所述导热杆（9）的下端固定安装有导热座（10），所述导热座（10）、导热杆（9）与活塞座（6）均为导热材料设置，所述夹紧座（4）的内部安装有升降杆（11），所述升降杆（11）的下端伸出夹紧座（4），所述升降杆（11）的下端固定安装有冷却箱（13），所述导热座（10）的侧面固定安装有夹紧板（15），所述夹紧板（15）的另一端伸入冷却箱（13）的腔体。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车焊接的定位工装夹具，其特征在于：所述上腔体中充入有气体，所述夹紧座（4）的内部密封活动安装有升降杆（11），所述夹紧座（4）的内部开设有气管（12），所述上腔体通过气管（12）与升降杆（11）所处的腔体连通。

3.根据权利要求1所述的一种用于汽车焊接的定位工装夹具，其特征在于：所述冷却箱（13）的内腔密封活动安装有挤压板（14），所述冷却箱（13）内腔中位于挤压板（14）一侧的位置充入有冷却液。

4.根据权利要求3所述的一种用于汽车焊接的定位工装夹具，其特征在于：所述夹紧板（15）的另一端与冷却箱（13）形成密封活动连接，所述挤压板（14）的一侧与夹紧板（15）的另一端形成固定连接，所述夹紧板（15）为弹性材料设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于汽车焊接的定位工装夹具，其特征在于：所述夹紧板（15）的内部开设有液流孔（16），所述夹紧板（15）的内部开设有出入口（17），所述液流孔（16）通过出入口（17）与冷却箱（13）的腔体连通。