CN209094839U - 一种多功能端墙组焊工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多功能端墙组焊工装，包括预埋铁，预埋铁上设置有支撑梁组件，支撑梁组件用于支撑端墙，支撑梁组件的上方还设置有与端墙相配合的外轮廓测量机构，支撑梁组件上还设置有与端墙相对应的用于防止端墙变形的焊接反变形机构。本实用新型提供的多功能工装柔性化、可调节性强，两道工序的作业集成在工装上进行，大大节省了人力和空间，同时工装能够对焊接变形处精准的进行预制反变形和外轮廓弧度的整体保证。

Description

一种多功能端墙组焊工装

技术领域

本实用新型属于车辆车体制造及检修技术领域，尤其是涉及一种多功能端墙组焊工装。

背景技术

轨道车辆的车体主结构多采用板梁式焊接结构，即蒙板和骨架的弧焊或点焊等连接的结构。端墙组成是轨道车辆车体组成的重要部件之一。端墙周圈的轮廓度以及端墙平面度是轨道车辆制造过程中关键特性项点，对于涂装的车体来说端墙的平面度直接决定后续涂装工序的质量，差的平面度对于后期涂装过程中腻子的厚度不同很难把控，而对于当下较为流行的新一代不锈钢地铁车辆多为免涂装的车体结构，即端墙板是外漏的，而端墙板常常为不锈钢拉丝板或哑光DF板，这对端墙的平面度提出了更大的要求；而对于端墙的周圈轮廓度来说，轮廓度的好坏直接影响大部件在总成工序的合成效果，因为端墙在总成工序的装配是内镶装配到侧墙、车顶和底架形成的轮廓中的，端墙轮廓度的好坏直接导致总成后侧墙和车顶的外观质量，甚至由于应力的作用会对端墙的外观质量造成不利的影响，从而影响整个不锈钢车体的表面外观质量。

对于这种新一代不锈钢城轨车辆的端墙组成来说，端墙组成的平面度以及外轮廓度主要决定于端墙的骨架结构的平面度以及端墙合成时外轮廓的控制和焊接变形的控制。不锈钢城轨车辆的端墙骨架结构主要为帽型梁之间的弧焊或点焊进行连接，其平面度较好控制；但是端墙合成工序是墙板和骨架之间的合成以及周圈端立柱与骨架和墙板三者之间的焊接，端墙合成过程中的焊接方式主要采用的是手工弧焊、电阻点焊、激光焊接等连接方式。无论是采用哪种焊接方式，端墙合成后由于焊接的热变形以及装配过程中外轮廓尺寸的难以控制都会对其平面度及外轮廓的弧度精度造成不利的影响，为了保证端墙合成后的平面度和整体的外轮廓弧度，端墙合成后必须经过大量的调修工作和检测工序。

现有的端墙组焊工装主要是预埋铁和支撑组件组成的支撑式结构，端墙骨架组焊调修后，在铜台上和墙板点焊完成后，天车和吊运工装吊运到端墙组成工装上，进行补点，同时对端立柱形成的周圈轮廓和骨架部分进行弧焊，以及墙板、骨架、周圈端立柱等进行电阻点焊，焊接完后用吊具吊运下来进行翻转测量平面度和外轮廓度，如果不合格进行调修，但是往往当外轮廓不合格调修至合格的时候，常常因为外轮廓调修过程中应力的无法释放导致平面度变差，而当调修端墙平面度的时候往往会导致外轮廓度变差，如此多次的调修才能使其合格。

现有技术中的缺点：这种单一的支撑式合成工装，端墙组焊完后由于下部端墙骨架和周圈立柱常常采用弧焊方式，焊接完后端墙的平面度较差，还需后续调修工序进行大量的调修，但是由于新一代的不锈钢地铁常常采用不锈钢拉丝或DF墙板，在调修的过程中难免对墙板造成一定的划伤，无法修复；同时现有的合成工装在端墙合成过程中无法对端墙端立柱的外轮廓度进行保证，由于目前新一代不锈钢地铁端墙周圈的端立柱多为两层或三层以上，外轮廓的弧度常常需要操作人员用样本在装配时进行保证，由于人员的操作费事费力，而且精度常常较差，经常返工，造成人员和时间的浪费。

因此，为了端墙在合成工序后既能保证平面度和外轮廓的弧度，必须设计一种适合这种结构较为复杂的不锈钢轨道车辆端墙的合成组焊工装，不但节省时间和人员，还要能保证后期不用经过调修就出来合格的平面度和轮廓度。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种多功能端墙组焊工装及焊接工艺，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种多功能端墙组焊工装，包括预埋铁，预埋铁上设置有支撑梁组件，支撑梁组件用于支撑端墙，支撑梁组件的上方还设置有与端墙相配合的外轮廓测量机构，支撑梁组件上还设置有与端墙相对应的用于防止端墙变形的焊接反变形机构。

进一步的，外轮廓测量机构包括分别与左立柱、上梁和右立柱相对应的第一轮廓测量机构、第二轮廓测量机构和第三轮廓测量机构，每个轮廓测量机构包括检测样板、支撑块、连接角铁、上调节螺栓、侧调节螺栓、螺母二，支撑块和周圈的支撑梁组件上的上连接固定板进行连接，连接角铁的水平部位于支撑块的上方，侧调节螺栓的端部依次穿过支撑块的竖直部、连接角铁的竖直部后安装上螺母二，连接角铁的竖直部位于支撑块的外侧，连接角铁的竖直部上与侧调节螺栓的装配孔为竖直方向的长圆孔；

检测样板的内侧为与端墙的左立柱、右立柱或者上梁的轮廓相对应的随形结构，检测样板位于连接角铁的水平部的上方，支撑块上的上调节螺栓与连接角铁和检测样板固定连接，上调节螺栓与检测样板的连接孔为左右方向的长圆孔。

进一步的，轮廓测量机构包括分别与左立柱、上梁和右立柱相对应的第一轮廓测量机构、第二轮廓测量机构和第三轮廓测量机构，第一轮廓测量机构和第三轮廓测量机构上远离第二轮廓测量机构一端的支撑梁组件上分别设置有与端墙的左立柱、右立柱相对应的焊接反变形机构。

进一步的，焊接反变形机构包含支撑连接杆、拧紧把手杆、调节螺纹杆、可转动夹紧头、螺栓和螺母一，支撑连接杆的一端通过活动的螺栓、螺母一连接在两角处支撑梁组件的上连接固定板上，调节螺纹杆穿过支撑连接杆的另外一端且与支撑连接杆螺纹配合，支撑连接杆与调节螺纹杆垂直，拧紧把手杆穿过调节螺纹杆的下端，可转动夹紧头设置在拧紧把手杆的上端。

进一步的，调节螺纹杆的上部采用圆头形状与可转动夹紧头相配合，可转动夹紧头能够实现平面360度及空间270度的旋转，可转动夹紧头为开口朝向水平方向的U型结构的夹板。

进一步的，支撑梁组件包括竖直设置的支撑主梁，支撑主梁的上、下两端分别设置上连接固定板和下连接固定板，上连接固定板上方设置有用于支撑端墙的尼龙块，水平设置的下连接固定板与预埋铁连接。

进一步的，下连接固定板四角有四个用于和预埋铁进行固定连接的开口长圆孔，预埋铁上设置有若干沿预埋铁的长度方向延伸的滑槽，开口长圆孔与滑槽垂直，固定下连接固定板的螺栓能够在滑槽内滑动，上连接固定板上设置若干个与尼龙块进行连接的长圆孔。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种多功能端墙组焊工装及焊接工艺具有以下优势：

(1)本实用新型提供的多功能工装柔性化、可调节性强，两道工序的作业集成在工装上进行，大大节省了人力和空间，同时工装能够对焊接变形处精准的进行预制反变形和外轮廓弧度的整体保证；

(2)本实用新型使用反变形工装组件机构时能够精准的实施预制反变形，避免后期调修不当以及调修过程中对墙板造成的划伤，同时反变形的量也可以进行灵活的调节以适应不同板厚的焊接；

(3)本实用新型的轮廓度测量工装机构不仅仅能对端墙合成组焊过程中的轮廓度进行保证，同时也可以对工装的轮廓度进行检测，为工装的精度提供了保障；

(4)本实用新型的轮廓度测量机构能进行上下调节，对上下两层的端立柱弧度的保证能达到一致性，避免上下两层端立柱弧度的差异性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的端墙结构示意图；

图2为本实用新型实施例的工装结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的支撑梁组件侧视图；

图4为本实用新型实施例所述的外轮廓测量机构的结构示意图也是图3 中的B处的放大图；

图5为本实用新型实施例的支撑梁组件安装上端墙后的侧视图；

图6为图5的D处的放大视图也是外轮廓测量机构的使用状态1的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的外轮廓测量机构的使用状态2的结构示意图；

图8为本实用新型实施例所述的反变形机构的结构示意图也是图2中A 处的放大视图；

图9为本实用新型实施例的使用状态图；

图10为图9中的C处的放大图。

附图标记说明：

1、端墙；2、多功能端墙组焊工装；21、预埋铁；22、第一轮廓测量机构；23、支撑梁组件；231、支撑主梁；232、三角补强板；233、上连接固定板；234、下连接固定板；24、尼龙块；25、反变形机构；251、支撑连接杆；252、拧紧把手杆；253、调节螺纹杆；254、可转动夹紧头；255、螺栓； 256、螺母一；26、第三轮廓测量机构；261、支撑块；262、检测样板；263、连接角铁；264、上调节螺栓；265、侧调节螺栓；266、螺母二；27、第二轮廓测量机构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1、2所示，一种自带反变形及轮廓测量的多功能端墙组焊工装，包括多功能端墙组焊工装2，多功能端墙组焊工装2包括预埋铁21，预埋铁 21的作用是通过埋在地面中使工装整体固定在地面上，预埋铁21上设置有支撑梁组件23，支撑梁组件23用于支撑端墙1，支撑梁组件23的上方还设置有与端墙1相配合的第一轮廓测量机构22、第二轮廓测量机构27和第三轮廓测量机构26。第一轮廓测量机构22、第二轮廓测量机构27和第三轮廓测量机构26分别与端墙1的左立柱、上梁和右立柱对应。

如图2所示，支撑梁组件23包括竖直设置的支撑主梁231，支撑主梁 231为槽型结构，支撑主梁231使用槽型钢有足够大的强度和刚度，同时由于槽型结构剪切面积较大，可承受较大的剪应力，也符合轻量化的设计理念，避免工装整体重量太大。支撑主梁231的上、下两端分别设置上连接固定板 233和下连接固定板234，上连接固定板233上方设置有用于支撑端墙1的尼龙块24，端墙1合成组焊的时候是放置在尼龙块24上进行装配焊接。

水平设置的下连接固定板234与预埋铁21连接，下连接固定板234四角有四个用于和预埋铁21进行固定连接的开口长圆孔，开口长圆孔的设置是为了多功能工装在安装过程中左右有一定的活动余量，由图可知，预埋铁 21上设置有若干沿预埋铁21的长度方向延伸的滑槽，开口长圆孔与滑槽垂直，固定下连接固定板234的螺栓能够在滑槽内滑动，支撑梁组件23在预埋铁21长度方向上可以无限制的活动，但是左右方向上的移动是有一定的限制的，所以对下连接固定板234的四角的开口长圆孔进行开口设置，同时开口长圆孔的长度方向与工装的左右方向平行布置，便于工装使用过程中调节的灵活性。

上连接固定板233上设置若干个与尼龙块24进行连接的长圆孔，同样长圆孔的设置也是为了尼龙块24的安装可以有左右调整的余量空间，同样为了保证支撑梁组件23的结构强度性，在支撑主梁231和上连接固定板233 间焊接三角形补强板以实现补强的作用，保证工装对端墙1支撑的强度性。

如图3至7所示，外轮廓测量机构为第一轮廓测量机构22、第二轮廓测量机构27和第三轮廓测量机构26，三部分共同的作用对端墙1的外轮廓的弧度起到一定的保证作用。每个轮廓测量机构包括检测样板262、支撑块261、连接角铁263、上调节螺栓264、侧调节螺栓265、螺母二266。支撑块261 和周圈的支撑梁组件23上的上连接固定板233进行连接，对整个轮廓测量组件起到支撑固定作用。连接角铁263的水平部位于支撑块261的上方，侧调节螺栓265的端部依次穿过支撑块261的竖直部、连接角铁263的竖直部后安装上螺母二266，螺母二266设置有一对，两个螺母二266之间为连接角铁263的竖直部。连接角铁263的竖直部位于支撑块261的外侧，侧调节螺栓265使支撑块261和L型的连接角铁263的竖直部固定连接。连接角铁 263的竖直部上与侧调节螺栓265的装配孔为竖直方向的长圆孔。

检测样板262的内侧为与端墙1的左立柱、右立柱或者上梁的轮廓相对应的随形结构，检测样板262位于连接角铁263的水平部的上方，支撑块261 上的上调节螺栓264与连接角铁263和检测样板262固定连接，上调节螺栓 264与检测样板262的连接孔为左右方向的长圆孔，即侧调节螺栓265主要调节检测样本262左右方向的移动，而上调节螺栓264主要调节检测样本262 上下方向的移动。

结合图5、6可知，当端墙1在多功能端墙组焊工装2组焊装配时，首先装配的是下层的端部角铁，此时调节轮廓测量机构工装上左右、上下的调节螺母，使检测样板262处于一定的位置，保证与理论要求的外轮廓弧度尺寸相符，此时对端墙1下层的端部角铁进行点焊。

如图7所示，端墙1的下部端部角铁点焊完毕后，侧调节螺栓265不动，即保证检测样板262左右、前后的方向与下部端部角铁组焊装配的位置是相同的，此时调节轮廓测量机构工装上的上调节螺栓264的螺母二266，使检测样板262在高度方向上上移一定的位置，这样能保证上层的端部角铁在装配的过程中和下层的端部角铁的轮廓弧度是一致的，这样上下两层端部角铁轮廓在组焊后可以保证一致性，避免轮廓弧度与理论弧度的偏差，同时也极大的避免了后期工序的调修，大大节约了人力物力。

当端墙1组焊完毕后，用天车吊运到补点胎位进行补点，以往的工序是人工对工装支撑面周圈的弧度进行检测，如果有存在于理论尺寸偏差则对工装进行人工调节，而每次的调节总是存在多多少少的误差难免前后的一致性，可通过调节轮廓测量机构工装上的侧调节螺栓265、螺母二266使检测样板 262向端墙1的中心位置移动1.5mm，即下层端部角铁的厚度，调节工装上尼龙块24的位置于检测样板262贴齐，即达到工装定位尼龙块24所需的理论轮廓弧度位置，此种方式不仅仅大大减少操作人员的参与，同时也保证工装的精度，大大提高产品的质量。

第一轮廓测量机构22和第三轮廓测量机构26上远离第二轮廓测量机构 27一端的支撑梁组件23上分别设置有与端墙1的左立柱、右立柱相对应的焊接反变形机构25。如图8、9、10所示，焊接反变形机构25包含支撑连接杆251、拧紧把手杆252、调节螺纹杆253、可转动夹紧头254、螺栓255和螺母一256。支撑连接杆251的一端通过活动的螺栓255、螺母一256连接在两角处支撑梁组件23的上连接固定板233上，以便组件左右来回摆动调节装卡位置，即支撑连接杆251可实现一维360°的旋转。调节螺纹杆253 穿过支撑连接杆251的另外一端且与支撑连接杆251螺纹配合，支撑连接杆251与调节螺纹杆253垂直。拧紧把手杆252穿过调节螺纹杆253的下端，可转动夹紧头254设置在拧紧把手杆252的上端，调节螺纹杆253的上部采用圆头形状，目的是与可转动夹紧头254实现空间上的360度的旋转。可转动夹紧头254为开口朝向水平方向的U型结构的夹板，可转动夹紧头254与端墙1相对应。

可以通过拧紧把手杆252的旋转使调节螺纹杆253在支撑连接杆251上上、下移动，即改变上下的伸缩量，能够平面360度及空间270度旋转的可转动夹紧头254，能够在工装预制反变的实施过程中更加柔性化。当需要对端墙1组焊过程中预制反变形时，使其可转动夹紧头254咬合住端墙1边角铁下部，通过拧紧把手杆252旋转调节螺纹杆253改变其自身伸缩量使边角铁下部移动以实现调节反变形量的大小，当不需要做反变形的时候，再旋转旋转调节螺纹杆253使可转动夹紧头254离开端墙1边角铁。

本实用新型的工作原理。

将端墙骨架在铜台上和端墙1板点焊完毕后，吊运至本实用新型上，对其进行上下端部角铁的合成组焊以及部分补强梁的安装组焊。首先装配下层的端部角铁使其与墙板贴合严实，调整第一、第二、第三轮廓测量机构22、 27、26保证各自上的检测样板262和下层的端部角铁密切贴合，焊接下层端部角铁之间的焊缝；再次调节轮廓测量机构上的上调节螺栓264和螺母二 266，使检测样板262垂直向上移动，保证轮廓弧度的一致性，装配上层端部角铁，使其与调节好的测样板262贴合严实，焊接上层端部角铁之间的焊缝以及点焊两层端部角铁与墙板的电阻点焊焊点。调整焊接反变形机构25，使可转动夹紧头254与端墙1的下部需要预制反变形的工件咬合，调节拧紧把手杆252使其做出一定的反变形量，进行骨架和下层端部角铁的焊接，焊接完所需要的焊缝及焊点后，松开轮廓测量机构及反变形机构25，焊接完后松动拧紧把手杆252，旋转调节螺纹杆253使可转动夹紧头254达到松动状态，转动反变形机构，使可转动夹紧头254离开端墙1卸下端墙1进行补点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多功能端墙组焊工装，其特征在于：包括预埋铁(21)，预埋铁(21)上设置有支撑梁组件(23)，支撑梁组件(23)用于支撑端墙(1)，支撑梁组件(23)的上方还设置有与端墙(1)相配合的外轮廓测量机构，支撑梁组件(23)上还设置有与端墙(1)相对应的用于防止端墙(1)变形的焊接反变形机构(25)。

2.根据权利要求1所述的多功能端墙组焊工装，其特征在于：外轮廓测量机构包括分别与左立柱、上梁和右立柱相对应的第一轮廓测量机构(22)、第二轮廓测量机构(27)和第三轮廓测量机构(26)，每个轮廓测量机构包括检测样板(262)、支撑块(261)、连接角铁(263)、上调节螺栓(264)、侧调节螺栓(265)、螺母二(266)，支撑块(261)和周圈的支撑梁组件(23)上的上连接固定板(233)进行连接，连接角铁(263)的水平部位于支撑块(261)的上方，侧调节螺栓(265)的端部依次穿过支撑块(261)的竖直部、连接角铁(263)的竖直部后安装上螺母二(266)，连接角铁(263)的竖直部位于支撑块(261)的外侧，连接角铁(263)的竖直部上与侧调节螺栓(265)的装配孔为竖直方向的长圆孔；

检测样板(262)的内侧为与端墙(1)的左立柱、右立柱或者上梁的轮廓相对应的随形结构，检测样板(262)位于连接角铁(263)的水平部的上方，支撑块(261)上的上调节螺栓(264)与连接角铁(263)和检测样板(262)固定连接，上调节螺栓(264)与检测样板(262)的连接孔为左右方向的长圆孔。

3.根据权利要求1所述的多功能端墙组焊工装，其特征在于：外轮廓测量机构包括分别与左立柱、上梁和右立柱相对应的第一轮廓测量机构(22)、第二轮廓测量机构(27)和第三轮廓测量机构(26)，第一轮廓测量机构(22)和第三轮廓测量机构(26)上远离第二轮廓测量机构(27)一端的支撑梁组件(23)上分别设置有与端墙(1)的左立柱、右立柱相对应的焊接反变形机构(25)。

4.根据权利要求3所述的多功能端墙组焊工装，其特征在于：焊接反变形机构(25)包含支撑连接杆(251)、拧紧把手杆(252)、调节螺纹杆(253)、可转动夹紧头(254)、螺栓(255)和螺母一(256)，支撑连接杆(251)的一端通过活动的螺栓(255)、螺母一(256)连接在两角处支撑梁组件(23)的上连接固定板(233)上，调节螺纹杆(253)穿过支撑连接杆(251)的另外一端且与支撑连接杆(251)螺纹配合，支撑连接杆(251)与调节螺纹杆(253)垂直，拧紧把手杆(252)穿过调节螺纹杆(253)的下端，可转动夹紧头(254)设置在拧紧把手杆(252)的上端。

5.根据权利要求4所述的多功能端墙组焊工装，其特征在于：调节螺纹杆(253)的上部采用圆头形状与可转动夹紧头(254)相配合，可转动夹紧头(254)能够实现平面360度及空间270度的旋转，可转动夹紧头(254)为开口朝向水平方向的U型结构的夹板。

6.根据权利要求1所述的多功能端墙组焊工装，其特征在于：支撑梁组件(23)包括竖直设置的支撑主梁(231)，支撑主梁(231)的上、下两端分别设置上连接固定板(233)和下连接固定板(234)，上连接固定板(233)上方设置有用于支撑端墙(1)的尼龙块(24)，水平设置的下连接固定板(234)与预埋铁(21)连接。

7.根据权利要求6所述的多功能端墙组焊工装，其特征在于：下连接固定板(234)四角有四个用于和预埋铁(21)进行固定连接的开口长圆孔，预埋铁(21)上设置有若干沿预埋铁(21)的长度方向延伸的滑槽，开口长圆孔与滑槽垂直，固定下连接固定板(234)的螺栓能够在滑槽内滑动，上连接固定板(233)上设置若干个与尼龙块(24)进行连接的长圆孔。