CN209953994U - 铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，包括水平方向定位机构和垂直方向定位机构，水平方向定位机构包括一组直角边固定定位基准梁以及一组直角边双开活动夹紧机构，边框底板顶至直角边固定定位基准梁进行限位固定，并通过直角边双开活动夹紧机构对边框底板水平方向压紧定位，然后通过垂直方向定位机构对边框底板的垂直方向压紧定位。通过上述方式，本实用新型铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装能够确保产品摩擦搅拌焊接前定位的一致性，对产品水平和垂直方向同时夹持固定，保证装夹强度和焊接质量的稳定性，解决产品在摩擦搅拌后变形取出问题，极大提高了生产效率，实施批量化生产作业要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池托盘加工成型技术领域，特别是涉及一种铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装。
背景技术
近年来，新能源汽车行业高速发展，作为新能源汽车电池的载体，轻量化铝合金电池托盘成为主流选择，用于电池托盘过程加工的工装方案也亟待挖掘。
铝合金电池托盘现有的成型工艺主要是焊接，其中边框底板FSW焊接是其主要成型工艺之一，受工艺属性限制，底板和边框焊接位置在垂直方向要与工装尽可能的全局接触，以防止搅拌针在Z向下扎时，产品因强度不够产生塌陷不良；且边框底板在水平方向也需要足够强度的支撑，防止产品在焊接过程中水平方向撑开而导致焊接沟槽缺陷。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，能够确保产品摩擦搅拌焊接前定位的一致性，对产品的水平和垂直方向同时进行夹持固定，从而保证了装夹强度和焊接质量的稳定性，解决产品在摩擦搅拌后变形取出问题，并可以快速取放产品，极大提高了生产效率，实施批量化生产作业要求。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，包括工装主体，边框底板装夹固定在工装主体上，工装主体包括水平方向定位机构和垂直方向定位机构，
水平方向定位机构包括一组直角边固定定位基准梁以及一组直角边双开活动夹紧机构，边框底板顶至直角边固定定位基准梁进行限位固定，并通过直角边双开活动夹紧机构对边框底板水平方向压紧定位，然后通过垂直方向定位机构对边框底板的垂直方向压紧定位。
在本实用新型一个较佳实施例中，直角边固定定位基准梁与直角边双开活动夹紧机构相对设置，直角边固定定位基准梁包括垂直布置的两套固定定位基准梁，直角边双开活动夹紧机构包括垂直布置的两套活动夹紧机构。
在本实用新型一个较佳实施例中，直角边固定定位基准梁的外侧布置有至少7套双轴气动元件，通过双轴气动元件将边框底板顶至相应的固定定位基准梁进行限位固定。
在本实用新型一个较佳实施例中，双轴气动元件端部连接有双轴缸压块，驱动双轴气动元件，通过双轴缸压块将边框底板在水平方向进行压紧。
在本实用新型一个较佳实施例中，直角边双开活动夹紧机构的外侧布置有至少7套双开型气动夹紧元件，通过双开型气动夹紧元件驱动活动夹紧机构夹紧相应的边框底板。
在本实用新型一个较佳实施例中，活动夹紧机构包括外侧活动夹紧块和内侧活动夹紧梁，双开型气动夹紧元件驱动外侧活动夹紧块沿着导滑板推动对边框外侧进行水平压紧，同时通过内侧活动夹紧梁对边框内侧进行水平压紧。
在本实用新型一个较佳实施例中，底板的边缘放置在内侧活动夹紧梁上方，通过内侧活动夹紧梁对底板进行垂直方向的支撑。
在本实用新型一个较佳实施例中，垂直方向定位机构包括布置在直角边双开活动夹紧机构外侧的至少12套气动夹钳，以及布置在直角边固定定位基准梁外侧的至少8套90度转角气缸，通过驱动气动夹钳和90度转角气缸对边框底板的垂直方向进行定位压紧。
在本实用新型一个较佳实施例中，气动夹钳端部连接有气动夹钳压块，90度转角气缸端部连接有气缸压块，驱动气动夹钳和90度转角气缸，通过气动夹钳压块和气缸压块将边框底板在垂直方向进行压紧。
本实用新型的有益效果是：本实用新型铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装能够确保产品摩擦搅拌焊接前定位的一致性，对产品的水平和垂直方向同时进行夹持固定，从而保证了装夹强度和焊接质量的稳定性，解决产品在摩擦搅拌后变形取出问题，并可以快速取放产品，极大提高了生产效率，实施批量化生产作业要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本实用新型的铝合金电池托盘边框总成一较佳实施例的结构示意图；
图2是本实用新型的铝合金电池托盘塞片以及底板总成一较佳实施例的结构示意图；
图3是本实用新型的铝合金电池托盘边框底板焊接总成一较佳实施例的结构示意图；
图4是本实用新型的铝合金电池托盘边框底板焊接总成焊接位置的局部放大图；
图5是本实用新型的铝合金电池托盘边框底板焊接总成中焊接工具搅拌头一较佳实施例的结构示意图；
图6是本实用新型的铝合金电池托盘边框底板装夹在摩擦搅拌焊接固定工装一较佳实施例的结构示意图；
图7是本实用新型的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装一较佳实施例的结构示意图；
图8是本实用新型的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装的主视图；
图9是本实用新型的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装上一较佳实施例的正视图；
图10是图9的A-A向剖视图；
附图中各部件的标记如下：1'、边框总成，2'、塞片，3'、底板总成，4'、边框底板焊接总成，5'、边框，6'、塞片，7'、底板，8'、搅拌头，
100、工装主体，200、产品，300、水平方向定位机构，301、直角边固定定位基准梁，302、直角边双开活动夹紧机构，303、固定定位基准梁，304、活动夹紧机构，305、双轴气动元件，306、双轴缸压块，307、双开型气动夹紧元件，308、双开型气动夹紧元件安装板，309、外侧活动夹紧块，310、内侧活动夹紧梁，311、导滑板，
400、垂直方向定位机构，401、气动夹钳，402、90度转角气缸，403、气动夹钳压块，404、气缸压块。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1至图10，本实用新型实施例包括：
一种铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，包括工装主体100，产品200装夹固定在工装主体100上，产品200通过工装主体100上的水平方向定位机构300和垂直方向定位机构400进行水平方向定位压紧和垂直方向定位压紧。
水平方向定位机构300包括一组直角边固定定位基准梁301以及一组直角边双开活动夹紧机构302，采用直角边固定定位基准梁301与相对的直角边双开活动夹紧机构302来固定需要进行摩擦搅拌焊接的边框底板。
边框底板被顶到直角边固定定位基准梁301进行限位固定，再通过直角边双开活动夹紧机构302对边框底板水平方向压紧定位。直角边固定定位基准梁301与直角边双开活动夹紧机构302相对设置，直角边固定定位基准梁301包括垂直布置的两套固定定位基准梁303，直角边双开活动夹紧机构302包括垂直布置的两套活动夹紧机构304。
采用直角边固定定位基准梁301可以保证不同产品焊接前待焊接位置的一致性，从而确保焊接质量的稳定性。
直角边固定定位基准梁301的外侧布置有至少7套双轴气动元件305，通过双轴气动元件305将边框底板顶至相应的固定定位基准梁303进行限位固定。
进一步地，双轴气动元件305端部连接有双轴缸压块306，驱动双轴气动元件305，通过双轴缸压块306将边框底板在水平方向进行压紧。
直角边双开活动夹紧机构302的外侧布置有至少7套双开型气动夹紧元件307，双开型气动夹紧元件307安装在双开型气动夹紧元件安装板308上，通过双开型气动夹紧元件307驱动活动夹紧机构304夹紧相应的边框底板。
由于不同产品进行全周摩擦搅拌焊接后，产品的焊接变形在一定范围内呈现随意性，采用双开型气动夹紧机构可确保焊接后，无论产品内缩变形还是外扩变形，均可顺利的取出工件，以实现快速批量生产。
活动夹紧机构304包括外侧活动夹紧块309和内侧活动夹紧梁310，双开型气动夹紧元件307驱动外侧活动夹紧块309沿着导滑板311推动对边框外侧进行水平压紧，同时通过内侧活动夹紧梁310对边框内侧进行水平压紧。
底板总成3'的边缘放置在内侧活动夹紧梁310上方，通过内侧活动夹紧梁310对底板进行垂直方向的支撑。
内侧活动夹紧梁310在双开型气动夹紧元件307夹紧时，既对边框起到水平夹紧作用，又对底板起到垂直方向支撑作用，以此可以确保边框底板在搅拌头向下动作时，垂直方向是完全支撑，避免由于支撑不到位导致产品焊接塌陷或是焊接破边不良，保证焊接质量的稳定性。
垂直方向定位机构400包括布置在直角边双开活动夹紧机构302外侧的至少12套气动夹钳401，以及布置在直角边固定定位基准梁301外侧的至少8套90度转角气缸402，通过驱动气动夹钳401和90度转角气缸402对边框底板的垂直方向进行定位压紧。
进一步地，气动夹钳端401部连接有气动夹钳压块403，90度转角气缸402端部连接有气缸压块404，驱动气动夹钳404和90度转角气缸402，通过气动夹钳压块403和气缸压块404将边框底板在垂直方向进行压紧。
产品200在水平方向具有足够强度夹紧，可以防止产品200的边框和底板在搅拌焊接过程中撑开产生沟槽不良；产品在沿着搅拌头行走的路线下垂直方向产品完全支持，能够克服搅拌头向下运动加工时产品的产品变形不良。
本实用新型铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装的装夹过程是：
一、将装配好未焊接的边框底板放入工装主体100内部，7套双轴气动元件305将产品顶到直角边固定定位基准梁301进行定位；
二、然后通过7套双开型气动夹紧元件307驱动直角边的两套双开型活动夹紧机构302夹紧产品，对产品水平方向进行定位压紧；
三、最后执行12套气动夹钳401和8套90度转角气缸402对产品进行垂直方向压紧，至此产品垂直方向均处于完全固定状态。
本实用新型铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装的有益效果是：
确保了产品摩擦搅拌焊接前定位的一致性，对产品的水平和垂直方向同时进行夹持固定，从而保证了装夹强度和焊接质量的稳定性；
采用双开型气动机构，解决产品在摩擦搅拌后变形取出问题，极大提高了生产效率，实施批量化生产作业要求；
解决的铝合金电池托盘底板边框在FSW工艺中的装夹固定问题，并可以快速取放产品，实施批量化生产。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，包括工装主体，边框底板装夹固定在工装主体上，其特征在于，工装主体包括水平方向定位机构和垂直方向定位机构，
水平方向定位机构包括一组直角边固定定位基准梁以及一组直角边双开活动夹紧机构，边框底板顶至直角边固定定位基准梁进行限位固定，并通过直角边双开活动夹紧机构对边框底板水平方向压紧定位，然后通过垂直方向定位机构对边框底板的垂直方向压紧定位。
2.根据权利要求1所述的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，其特征在于，直角边固定定位基准梁与直角边双开活动夹紧机构相对设置，直角边固定定位基准梁包括垂直布置的两套固定定位基准梁，直角边双开活动夹紧机构包括垂直布置的两套活动夹紧机构。
3.根据权利要求2所述的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，其特征在于，直角边固定定位基准梁的外侧布置有至少7套双轴气动元件，通过双轴气动元件将边框底板顶至相应的固定定位基准梁进行限位固定。
4.根据权利要求3所述的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，其特征在于，双轴气动元件端部连接有双轴缸压块，驱动双轴气动元件，通过双轴缸压块将边框底板在水平方向进行压紧。
5.根据权利要求2所述的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，其特征在于，直角边双开活动夹紧机构的外侧布置有至少7套双开型气动夹紧元件，通过双开型气动夹紧元件驱动活动夹紧机构夹紧相应的边框底板。
6.根据权利要求5所述的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，其特征在于，活动夹紧机构包括外侧活动夹紧块和内侧活动夹紧梁，双开型气动夹紧元件驱动外侧活动夹紧块沿着导滑板推动对边框外侧进行水平压紧，同时通过内侧活动夹紧梁对边框内侧进行水平压紧。
7.根据权利要求6所述的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，其特征在于，底板的边缘放置在内侧活动夹紧梁上方，通过内侧活动夹紧梁对底板进行垂直方向的支撑。
8.根据权利要求1所述的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，其特征在于，垂直方向定位机构包括布置在直角边双开活动夹紧机构外侧的至少12套气动夹钳，以及布置在直角边固定定位基准梁外侧的至少8套90度转角气缸，通过驱动气动夹钳和90度转角气缸对边框底板的垂直方向进行定位压紧。
9.根据权利要求7所述的铝合金电池托盘边框底板摩擦搅拌焊接固定工装，其特征在于，气动夹钳端部连接有气动夹钳压块，90度转角气缸端部连接有气缸压块，驱动气动夹钳和90度转角气缸，通过气动夹钳压块和气缸压块将边框底板在垂直方向进行压紧。
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