CN218253619U - 一种长纵梁焊接预变形扣焊工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其包括底座与多个固定于底座上定位压紧机构，多个定位压紧机构沿长纵梁延伸方向依次布置，每个定位压紧机构包括沿长纵梁周向均匀布置的四个夹持定位部，相对的两个夹持定位部之间均形成一夹持间隙，两个夹持间隙的延伸方向相互垂直设置，至少一个夹持定位部上设置有一定位销，定位销垂直于长纵梁的延伸方向设置，定位销包括固定部与活动部，固定部固定设置在夹持定位部上，活动部可插拔设置在固定部上，固定部与活动部分别穿过长纵梁相对两侧面上开设的销孔后于长纵梁内插接配合；解决长纵梁进行合扣焊接时难以精确定位，焊接时容易产生变形的问题。

Description

一种长纵梁焊接预变形扣焊工装

技术领域

本实用新型涉及汽车装配制造工艺领域技术领域，尤其涉及一种长纵梁焊接预变形扣焊工装。

背景技术

车架就是支撑车身的基础构件，发动机、变速器、转向器及车身部分都固定其上，它除了承受静载荷外还要承受汽车行驶时产生的动载荷，因此车架必须要有足够的强度和刚度，以保证汽车在正常使用时受到各种应力下不会破坏和变形，车架有边梁式、钢管式等形式，其中边梁式是采用最广泛的一种车架，边梁式车架由两根长纵梁及若干根短横梁铆接或焊接成形，纵梁主要承负弯曲载荷，一般采用具有较大抗弯强度的槽形钢梁，一般纵梁中部受力最大，因此设计者一般将纵粱中部的截面高度加大，两端的截面高度逐渐减少，这样一来可使应力分布均匀，同时也减轻了重量，在纵梁的产品结构形式为变截面合扣，工艺方式为满焊焊接，长纵梁的焊缝较长，在焊接过程中容易产生较大的焊接变形，极大地影响了纵梁骨骼精度，由于纵梁系列产品结构复杂，纵梁片为异形变截面结构，单根纵梁片零部件模具冲压难度大，零部件精度稳定性差，再加上焊接工艺过程的焊接变形和残余应力，纵梁焊接制造难度极大。

为了便于对纵梁进行焊接，在焊接时需要对长纵梁进行夹持固定，例如专利申请号为CN201620639991.2的中国实用新型专利，提出了一种车架纵梁的焊接装置，其包括夹具、移动装置和驱动装置，其中，夹具对车架纵梁进行夹紧固定，而移动装置安装有焊钳，并能够使焊钳相对于夹具移动，驱动装置为焊钳的移动提供动力基础。上述现有技术虽然提供了通过夹具的夹持保证了焊接纵梁时纵梁的稳定性，但是其夹具只是简单的对纵梁进行夹持固定，焊接时难以保证合扣焊接时两片纵梁之间的精确定位，且其夹持点少，而长纵梁焊缝较长，且其变截面处与圆弧段容易产生变形，在焊接时，难以限制长纵梁的焊接产生变形。

因此，现有技术中的焊接装置存在长纵梁进行合扣焊接时难以精确定位，且焊接时容易变形的问题。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，用以解决长纵梁进行合扣焊接时难以精确定位，焊接时容易产生变形的问题。

本实用新型提供一种长纵梁焊接预变形扣焊工装包括底座与多个固定于所述底座上定位压紧机构，多个所述定位压紧机构沿长纵梁延伸方向依次布置，每个所述定位压紧机构包括沿长纵梁周向均匀布置的四个夹持定位部，相对的两个所述夹持定位部之间均形成一夹持间隙，两个所述夹持间隙的延伸方向相互垂直设置，至少一个所述夹持定位部上设置有一定位销，所述定位销垂直于长纵梁的延伸方向设置，所述定位销包括固定部与活动部，所述固定部固定设置在所述夹持定位部上，所述活动部可插拔设置在所述固定部上，所述固定部与所述活动部分别穿过长纵梁相对两侧面上开设的销孔后于长纵梁内插接配合。

进一步的，四个所述夹持定位部沿竖直方向与水平方向两两分布，所述定位压紧机构包括一压紧组件，所述压紧组件包括支撑座与夹紧压头，所述支撑座固定设置在所述底座上，所述夹紧压头固定设置在所述支撑座的正上方、且沿竖直方向与所述支撑座滑动连接，以形成所述定位压紧机构沿竖直方向布置的两个夹持定位部。

进一步的，所述支撑座上端面上固定设置有一支撑块，所述支撑块与支撑座之间设置有垫片，所述支撑块经由螺栓固定于所述支撑座上，所述支撑块经由所述垫片的设置数量来调节其设置高度，所述支撑座经由所述支撑块与所述长纵梁底面接触连接。

进一步的，所述夹紧压头经由压紧支座与旋转压臂设于所述支撑座的正上方，所述压紧支座固定设置在底座上、且位于所述支撑座远离于长纵梁的一侧，所述旋转压臂与所述压紧支座可转动连接，所述旋转压臂朝向所述支撑座的方向弯折设置，所述夹紧压头于所述支撑座的正上方与所述旋转压臂沿竖直方向滑动连接。

进一步的，所述夹紧压头呈板状结构，所述夹紧压头的下端面可运动至与长纵梁的上表面抵接，用以沿竖直方向将长纵梁压紧固定在支撑座上。

进一步的，所述定位压紧机构还包括一定位组件，所述定位组件包括两个相对设置的夹持块，两个所述夹持块沿水平方向滑动设置在所述支撑座的上端面，两个所述夹持块之间可沿水平方向相向或相背运动，以形成所述定位压紧机构沿水平方向布置的两个夹持定位部。

进一步的，任意一所述夹持块与所述夹紧压头均经由一螺旋推杆驱动其运动。

进一步的，所述固定部沿竖直方向固定于支撑块上，所述固定部远离于所述支撑座的一端收限设置，所述活动部的靠近于所述固定部的一端中空设置，用以套设在所述固定部上，所述活动部远离于所述固定部的一端设置成外径大于所述销孔内径的圆柱体结构，用以便于插拔所述活动部。

进一步的，还包括多个卡规，多个卡规可拆卸安装于不同的所述支撑座上，所述卡规的开口尺寸根据长纵梁位于支撑座上部位的厚度设置。

进一步的，任意一所述卡规均经由一置物盒可拆卸安装于所述支撑座上，所述置物盒固定设置在所述支撑座的侧壁上，所述卡规内置于所述置物盒内，所述置物盒上端面开口设置。

与现有技术相比，本实用新型所提出的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装通过在底座上设置多个定位压紧机构，使定位压紧机构沿长纵梁的延伸方向依次布置，实现对长纵梁的多点夹持固定，减少长纵梁在焊接时产生弯折的可能性，具体的，每个定位压紧机构包括沿长纵梁轴向布置的四个夹持定位部，相对的两个夹持定位部之间均形成一夹持间隙，两个夹持间隙的延伸方向相互垂直设置，在焊接长纵梁时，长纵梁同时穿设于两个夹持间隙中，从而沿长纵梁的周向对长纵梁进行多方位夹持固定，提高对长纵梁夹持定位的稳定性，同时，至少有一个夹持定位部上设置有一定位销，定位销包括固定设置在支撑端上的固定部以及可与定位部插接固定的活动部，长纵梁相对的两侧面上均开设有一销孔，安装长纵梁时，是固定部穿过长纵梁下侧面的销孔，再将活动部从长纵梁上侧面的销孔插入，使固定部与活动部插接固定于长纵梁内，使合扣在一起的两片长纵梁相对固定在设定的位置，避免产生偏移，提高长纵梁合扣焊接的精度。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装一实施例中整体的结构示意图；

图2为本实用新型提供的长纵梁焊接预变形扣焊工装一实施例中定位销与长纵梁的插接关系示意图；

图3为本实用新型提供的长纵梁焊接预变形扣焊工装一实施例中定位销整体的结构示意图；

图4本实用新型提供的长纵梁焊接预变形扣焊工装一实施例中定位压紧机构整体的结构示意图；

图5为本实用新型提供的长纵梁焊接预变形扣焊工装一实施例中定位组件与支撑座的连接关系结构示意图；

图6为本实用新型提供的长纵梁焊接预变形扣焊工装一实施例中夹紧压头、悬臂与压紧支座的连接关系结构示意图。

1、1、底座；2、定位夹紧机构；21、定位销；211、固定部；212、活动部；22、压紧组件；221、支撑座；2211、支撑块；2212、垫片；222、夹紧压头；223、压紧支座；224、旋转压臂；23、定位组件；231、夹持块；24、螺旋推杆；3、长纵梁；4、卡规；41、置物盒。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

为了便于理解，首先对该长纵梁3焊接预变形扣焊工装的应用场景进行说明，如图1-2所示，本实用新型所针对的长纵梁3的产品结构形式为变截面合扣，即将两片具有复杂变截面的长纵梁3片合扣在一起焊接，长达五米多的纵梁，需要在两侧合扣的位置实施满焊焊接，单根长纵梁3的焊缝约十米，由于焊缝较长，且形状厚度不规则，导致长纵梁3在焊接时容易产生较大的焊接变形，极大地影响了纵梁骨骼精度，导致纵梁上需要装配的底盘接口偏离设计理论值，显现出底盘装配不良、底盘功能件失效、底盘装配困难作业等一系列问题，为了解决上述技术问题，本实用新型提出了如下技术方案。

如图1-4所示，本实施例中的一种长纵梁3焊接预变形扣焊工装包括底座1与多个固定于底座1上定位压紧机构，多个定位压紧机构沿长纵梁3延伸方向依次布置，每个定位压紧机构包括沿长纵梁3周向均匀布置的四个夹持定位部，相对的两个夹持定位部之间均形成一夹持间隙，两个夹持间隙的延伸方向相互垂直设置，至少一个夹持定位部上设置有一定位销21，定位销21垂直于长纵梁3的延伸方向设置，定位销21包括固定部211与活动部212，固定部211固定设置在定位压紧机构上，活动部212可插拔设置在固定部211上，固定部211与活动部212分别穿过长纵梁3相对两侧面上开设的小孔后于长纵梁3内插接配合。

其中，底座1相对地面固定设置，底座1上表面安装固定有多个定位压紧机构，长纵梁3在焊接时，经由定位压紧机构固定安装与底座1上；定位压紧机构是用于对长纵梁3在水平方向进行夹持定位的机构，其设置有多个，且沿长纵梁3的延伸方向依次布置，每个定位压紧机构包括沿长纵梁3轴向布置的四个夹持定位部，相对的两个夹持定位部之间均形成一夹持间隙，两个夹持间隙的延伸方向相互垂直设置，在焊接长纵梁3时，长纵梁3同时穿设于两个夹持间隙中，从而沿长纵梁3的周向对长纵梁3进行多方位夹持固定，提高对长纵梁3夹持定位的稳定性，同时，至少有一个夹持定位部上设置有一定位销21，定位销21包括固定在夹持定位部上的固定部211以及与固定部211可插拔连接的活动部212，相应的长纵梁3相对的两侧面上均开设有一销孔，安装长纵梁3时，使固定部211与活动部212分别穿过长纵梁3相对两侧面上开设的销孔后于长纵梁3内插接配合，使合扣在一起的两片长纵梁3对齐固定在设定的位置，避免产生偏移。

需要说明的是，本实施方式中定位压紧机构设置数量可在10-16个间进行调整，同时，定位压紧机构的布置并不是等间距设置，需要根据长纵梁3的结构特点和焊接变形量来确定，在零件圆弧段、纵梁大量变截面段、焊接变形较大段布置得比较密集，直线段因焊接变形质量较易控制，定位压紧机构相对减少，以便预留夹具上更多的操作空间；另一方面，定位销21的活动部212与固定部211插拔式连接，活动部212是在扣合长纵梁3后使用的，手动插入活动部212，与固定部211配合定位两片长纵梁3的安装位置，该组合结构主要基于长纵梁3扣合后的厚度大(84mm)而设计，若采用普通定位销，需设计大约100mm长，极易断裂，且定位过长精度不可靠，本实施方式中所提供的定位销21能够实现两片纵梁扣合时的有效定位，确保两片纵梁上孔位、衬管的同轴度满足设计要求。

在本实施例中，底座1下侧固定设置十二个支撑脚，在抬高底座高度的同时确保整个工装稳固地置于地面，底座1长5480mm、宽1130mm，可满足该系列产品各平台不同改装车型长纵梁3的焊接，支撑脚的设置数量与底座的尺寸设置为较优选的一种实施方式，本领域技术人员也可根据实际使用需要进行调整。

在本实施例中，定位压紧机构是对长纵梁3进行夹持定位的结构，并可通过对定位压紧机构的夹持力度进行调节，使长纵梁3产生预变性，以抵抗长纵梁3的焊接变形，为了保证长纵梁3的精确定位，以及便于操作定位压紧机构，对定位压紧机构做出了如下优化。

为了便于对长纵梁3进行纵向的夹持固定，在一个优选的实施例中，如图4所示，四个夹持定位部沿竖直方向与水平方向两两分布，定位压紧机构包括一压紧组件22，压紧组件22包括支撑座221与夹紧压头222，支撑座221固定设置在底座1上，夹紧压头222固定设置在支撑座221的正上方、且沿竖直方向与支撑座221滑动连接，以形成定位压紧机构沿竖直方向布置的两个夹持定位部。

其中，支撑座221通过内六角圆柱头螺钉固定于夹具底板上，同时螺钉的固定方式也便于对支撑座221进行拆装，当更换不同种的纵梁结构时，可以随时根据纵梁的形状调整支撑座221的安装数量与安装位置，进而调整定位压紧机构的安装数量与安装位置，提高本焊接工装的适用范围。

为了提高长纵梁3的焊接精度，在一个优选的实施例中，如图4-5所示，支撑座221上端面上固定设置有一支撑块2211，支撑块2211与支撑座221之间设置有垫片2212，支撑块2211经由螺栓固定于支撑座221上，支撑块2211经由垫片2212的设置数量来调节其设置高度，支撑座221经由支撑块2211与长纵梁3底面接触连接。

其中，通过调整垫片2212的增减实现支撑座221对同一纵梁片不同厚度部位支撑高度与压紧量的调节，实际使用时，通过边压紧边测量的方式确定跟踪压紧力的合适范围，最终通过对焊接完成的长纵梁3分总成进行三坐标检测，分析实际变形数据与理论数模的差距，然后调整垫片2212数量，实现对产品焊接变形的控制。

为了便于安装长纵梁3，在一个优选的实施例中，如图4-6所示，夹紧压头222经由压紧支座223与旋转压臂224设于支撑座221的正上方，压紧支座223固定设置在底座1上、且位于支撑座221远离于长纵梁3的一侧，旋转压臂224与压紧支座223可转动连接，旋转压臂224朝向支撑座221的方向弯折设置，夹紧压头222于支撑座221的正上方与旋转压臂224沿竖直方向滑动连接。

其中，压紧支座223经由螺钉与底座1可拆卸固定连接，旋转压臂224与压紧支座223绕竖直平面可转动设置，拆装长纵梁3时，朝向远离于夹持间隙的方向转动旋转压臂224，以留出空间，便于长纵梁3的安装，需要进行焊接时，朝向靠近夹持间隙的方向转动旋转压臂224，使旋转压臂224上的压紧端悬于夹持间隙上方，以便于驱动压紧端朝向夹持间隙内的长纵梁3运动，进而压紧长纵梁3。

需要说明的是，旋转压臂224与压紧支座223之间经由一转动连接结构转动连接，其为本领域技术员人员容易想到的轴承或转轴等结构，同时旋转压臂224与压紧支座223之间还设置有锁定旋转压臂224位置的锁定件，使旋转压臂224上的压紧端可稳定悬于夹持间隙上，锁定结构为本领域技术人员容易想到的插销或锁定销等结构，在此不做过多赘述。

为了稳定压紧长纵梁3，在一个优选的实施例中，如图6所示，夹紧压头222呈板状结构，夹紧压头222的下端面可运动至与长纵梁3的上表面抵接，用以沿竖直方向将长纵梁3压紧固定在支撑座221上。

其中，板状结构的夹紧压头222与长纵梁3的接触面积更大，能够更平稳的压紧扣合的长纵梁3。

为了便于对长纵梁3进行水平方向的夹持固定，在一个优选的实施例中，如图4-5所示，定位压紧机构还包括一定位组件23，定位组件23包括两个相对设置的夹持块231，两个夹持块231沿水平方向滑动设置在支撑座221的上端面，两个夹持块231之间可沿水平方向相向或相背运动，以形成定位压紧机构沿水平方向布置的两个夹持定位部。

其中，通过两个夹持块231的设置，可对夹持间隙进行调整，以适应于长纵梁3不同部位尺寸的变化，从而对长纵梁3的不同部位进行有效夹持。

为了便于调节对长纵梁3的夹持与压紧力度，在一个优选的实施例中，如图4-6所示，任意一夹持块231与夹紧压头222均经由一螺旋推杆24驱动其运动。

其中，螺旋推杆24为本领域技术人员容易想到的推进结构，通过旋动螺旋推杆24可以驱动夹持块231与夹紧压头222朝向或远离于长纵梁3运动，从而调整对长纵梁3的夹持力度与压紧力度，可以理解的是，电动推杆、气缸等推进结构也可代替上述推进结构。

为了便于限制长纵梁3扣合时对齐上下两片纵梁位置，在一个优选的实施例中，如图3所示，固定部211沿竖直方向固定于支撑块2211上，固定部211远离于支撑座221的一端收限设置，活动部212的靠近于固定部211的一端中空设置，用以套设在固定部211上，活动部212远离于固定部211的一端设置成外径大于销孔内径的圆柱体结构，用以便于插拔活动部212。

其中，固定部211的一端收限设置是为了便于与活动部212进行插接，活动部212上的圆柱体结构设置是为了便于插拔活动部212。

为了时刻追踪长纵梁扣合焊接时的精度，在一个优选的实施例中，如图1与5所示，长纵梁3焊接预变形扣焊工装还包括多个卡规4，多个卡规4可拆卸安装于不同的支撑座221上，卡规4的开口尺寸根据长纵梁3位于支撑座221上部位的厚度设置。

其中，不同的卡规4用于测量长纵梁3的不同部位，在长纵梁3扣合后可随时用检测卡规4进行检测，及时追溯扣合厚度是否符合设计要求，同时通过检测结果可反查压紧组件22对焊接变形的控制是否合理。

为了便于取放卡规4，在一个优选的实施例中，任意一卡规4均经由一置物盒41可拆卸安装于支撑座221上，置物盒41固定设置在支撑座221的侧壁上，卡规4内置于置物盒41内，置物盒41上端面开口设置。

与现有技术相比：本实用新型所提供的一种长纵梁3焊接预变形扣焊工装具备以下有益效果：

1、通过定位组件与压紧组件的定位与压紧，确保长纵梁3扣合后总成的各截面厚度尺寸误差在±1mm以内(可通过卡规4检测)；

2、通过定位销21定位保证两片长纵梁合扣焊接的衬管及工艺同轴，使长纵梁扣合整齐，定位精确；

3、根据产品结构合理设置定位、压紧点，同时通过压紧组件22对长纵梁3的预变形控制，使得压紧组件22具有反变形功能，可进行焊接反变形预控工艺实施；

4、定位组件23与压紧组件22可拆卸设置，可根据不同纵梁的焊接需求进行调整其安装位置与安装数量，增强本焊接工装的适用范围。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其特征在于，包括底座与多个固定于所述底座上定位压紧机构；

多个所述定位压紧机构沿长纵梁延伸方向依次布置，每个所述定位压紧机构包括沿长纵梁周向均匀布置的四个夹持定位部，相对的两个所述夹持定位部之间均形成一夹持间隙，两个所述夹持间隙的延伸方向相互垂直设置，至少一个所述夹持定位部上设置有一定位销，所述定位销垂直于长纵梁的延伸方向设置，所述定位销包括固定部与活动部，所述固定部固定设置在所述夹持定位部上，所述活动部可插拔设置在所述固定部上，所述固定部与所述活动部分别穿过长纵梁相对两侧面上开设的销孔后于长纵梁内插接配合。

2.根据权利要求1所述的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其特征在于，四个所述夹持定位部沿竖直方向与水平方向两两分布，所述定位压紧机构包括一压紧组件，所述压紧组件包括支撑座与夹紧压头，所述支撑座固定设置在所述底座上，所述夹紧压头固定设置在所述支撑座的正上方、且沿竖直方向与所述支撑座滑动连接，以形成所述定位压紧机构沿竖直方向布置的两个夹持定位部。

3.根据权利要求2所述的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其特征在于，所述支撑座上端面上固定设置有一支撑块，所述支撑块与支撑座之间设置有垫片，所述支撑块经由螺栓固定于所述支撑座上，所述支撑块经由所述垫片的设置数量来调节其设置高度，所述支撑座经由所述支撑块与所述长纵梁底面接触连接。

4.根据权利要求3所述的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其特征在于，所述夹紧压头经由压紧支座与旋转压臂设于所述支撑座的正上方，所述压紧支座固定设置在底座上、且位于所述支撑座远离于长纵梁的一侧，所述旋转压臂与所述压紧支座可转动连接，所述旋转压臂朝向所述支撑座的方向弯折设置，所述夹紧压头于所述支撑座的正上方与所述旋转压臂沿竖直方向滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其特征在于，所述夹紧压头呈板状结构，所述夹紧压头的下端面可运动至与长纵梁的上表面抵接，用以沿竖直方向将长纵梁压紧固定在支撑座上。

6.根据权利要求5所述的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其特征在于，所述定位压紧机构还包括一定位组件，所述定位组件包括两个相对设置的夹持块，两个所述夹持块沿水平方向滑动设置在所述支撑座的上端面，两个所述夹持块之间可沿水平方向相向或相背运动，以形成所述定位压紧机构沿水平方向布置的两个夹持定位部。

7.根据权利要求6所述的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其特征在于，任意一所述夹持块与所述夹紧压头均经由一螺旋推杆驱动其运动。

8.根据权利要求3所述的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其特征在于，所述固定部沿竖直方向固定于支撑块上，所述固定部远离于所述支撑座的一端收限设置，所述活动部的靠近于所述固定部的一端中空设置，用以套设在所述固定部上，所述活动部远离于所述固定部的一端设置成外径大于所述销孔内径的圆柱体结构，用以便于插拔所述活动部。

9.根据权利要求2所述的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其特征在于，还包括多个卡规，多个卡规可拆卸安装于不同的所述支撑座上，所述卡规的开口尺寸根据长纵梁位于支撑座上部位的厚度设置。

10.根据权利要求9所述的一种长纵梁焊接预变形扣焊工装，其特征在于，任意一所述卡规均经由一置物盒可拆卸安装于所述支撑座上，所述置物盒固定设置在所述支撑座的侧壁上，所述卡规内置于所述置物盒内，所述置物盒上端面开口设置。

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