用于排气系统消声器蚌壳型端锥的焊接夹具的制作方法

本发明涉及一种用于排气系统消声器蚌壳型端锥的焊接夹具，属于焊接工装夹具技术领域。

背景技术：

现如今在汽车行业里，乘用车的热端催化剂封装两端端锥形式主要包括冲压型整体式端锥、筒体旋压型端锥和蚌壳型焊接端锥，并且因车身底盘结构越来越复杂，冲压型端锥无法满足端锥角度的情况下，蚌壳型焊接端锥更为广泛的被应用于实际设计生产中，同时提出对焊接后产品一致性及合格率的更高要求。

蚌壳型焊接工装目前主要采用如下两种方案：一、对上下蚌壳全型整体式包裹定位，主要控制蚌壳外形与两端端口，有上下型腔压合，蚌壳端口处插入定位销。这种方案的缺陷：首先，上下蚌壳全型定位，对蚌壳零件尺寸要求极高，对上下模生产加工要求高，需要大量加工时间，后续钳工研磨要求高，耗时较长，同时对产品长周期要求稳定性及产品件模具的磨损有较高要求，焊接工装磨损后较难修复，成本极大；装件操作时工件不到位与窜动较明显，废品率较高，冲压蚌壳的回弹与运输变形，均会影响生产稳定性。

二、此方案相比第一种方案，去除蚌壳全型定位，只对蚌壳两端直线段进行定位夹紧，采用大力钳带动随型压紧块，垂直下压，蚌壳端口内定位销保证端口大小与蚌壳夹紧稳定。这种方案的缺陷：首先，装件需要操作员观察是否到位，容易造成蚌壳错边，对壳体中间未做控制，焊接蚌壳两端焊缝较长，热量较大，使壳体变形严重，如蚌壳上传感器等受壳体变形影响，位置偏差较大，无法保证整体相对尺寸，对后续焊接影响较大，报废率较高。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于排气系统消声器蚌壳型端锥的焊接夹具，该夹具对产品质量控制更好，焊接废品率更低，对下续工作影响小，无需增加整改工序，提高了效率。

按照本发明提供的技术方案，所述用于排气系统消声器蚌壳型端锥的焊接夹具，其特征是：包括大端口定位组件、小端口定位组件、以及设置在大端口定位组件和小端口定位组件两侧的壳体定位夹紧组件；

所述大端口定位组件包括大端口内定位销、大端口外定位套和蚌壳内支撑块；所述大端口内定位销和大端口外定位套固定连接，大端口内定位销和大端口外定位套之间留出放置蚌壳件的间隙；所述蚌壳内支撑块定位于大端口内定位销端面上；

所述小端口定位组件包括小端口内定位销和小端口外定位套；所述小端口内定位销和小端口外定位套固定连接，小端口内定位销和小端口外定位套固定在小端口气动打开与推进机构动力输出轴端部的连接板上；

所述壳体定位夹紧组件包括蚌壳壳体定位压紧推进机构和蚌壳壳体定位压紧块，蚌壳壳体定位压紧块固定于蚌壳壳体定位压紧推进机构的动力输出端上。

进一步的，在所述大端口内定位销的下端设置产品顶升系统，产品顶升系统的动力输出端连接顶出杆，顶出杆与大端口内定位销相连接。

进一步的，在所述大端口内定位销上镶嵌大端口到位传感器。

进一步的，所述小端口气动打开与推进机构上安装小端口推进机构手动进给机构。

进一步的，所述小端口气动打开与推进机构角度可调的安装在小端口支撑座上。

进一步的，在所述小端口气动打开与推进机构的输出轴上套设小端口导向套。

进一步的，所述蚌壳壳体定位压紧块上镶嵌壳体检测传感器检测机构。

本发明具有以下优点：

（1）本发明针对乘用车蚌壳型焊接端锥的焊机工装夹具，能够更好的控制管口焊接变形，避免上下蚌壳搭接错位，造成端面不齐，更好的控制蚌壳异型处的变形量，确保氧传感器螺母位置或后续相关挂件的焊接位置，为后道工序焊接一致性做保证；

（2）本发明所述蚌壳式端锥焊接夹具，其中包含到位传感器，对零件到位状态检测，使产品焊接后保持一致性，过程中可以发现人为操作失误，和零件状态波动，及时发现问题，及时解决；

（3）本发明相比其他现有工装模式，采用了手动预夹紧，使操作人员在焊接单元内时没有动力启动，有效的防止气缸压紧时造成人员受伤，为安全生产创造有效保障。

附图说明

图1为本发明所述焊接夹具的结构示意图。

图2为所述大端口定位组件的示意图。

图3为所述小端口定位组件的示意图。

图4为所述壳体定位夹紧组件的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1～图4所示：所述用于排气系统消声器蚌壳型端锥的焊接夹具包括大端口定位组件100、小端口定位组件200、壳体定位夹紧组件300、大端口内定位销1、大端口外定位套2、蚌壳内支撑块3、产品顶升系统4、大端口到位传感器5、小端口内定位销6、小端口外定位套7、小端口气动打开与推进机构8、小端口推进机构手动进给机构9、小端口支撑座10、小端口导向套11、蚌壳壳体定位压紧推进机构12、蚌壳壳体定位压紧块13、壳体传感器检测机构14等。

如图1所示，本发明所述用于排气系统消声器蚌壳型端锥的焊接夹具，包括大端口定位组件100、小端口定位组件200、以及设置在大端口定位组件100和小端口定位组件200两侧的壳体定位夹紧组件300。

如图2所示，所述大端口定位组件100包括大端口内定位销1、大端口外定位套2和蚌壳内支撑块3；所述大端口内定位销1和大端口外定位套2固定连接，大端口内定位销1和大端口外定位套2之间留出放置蚌壳件的间隙；所述蚌壳内支撑块3定位于大端口内定位销1端面上，在蚌壳内支撑块3上严禁出现负角度（即蚌壳内支撑块3上无倒角）；在所述大端口内定位销1的下端设置产品顶升系统4，产品顶升系统4的动力输出端连接四个顶出杆，顶出杆与大端口内定位销1相连接；在所述大端口内定位销1上镶嵌大端口到位传感器5。

如图3所示，所述小端口定位组件200包括小端口支撑座10、小端口内定位销6和小端口外定位套7；所述小端口内定位销6和小端口外定位套7固定连接，小端口内定位销6和小端口外定位套7固定在小端口气动打开与推进机构8动力输出轴端部的连接板上，小端口气动打开与推进机构8上安装小端口推进机构手动进给机构9，小端口推进机构手动进给机构9使小端口气动打开与推进机构8具有手动推进到位的功能，方便装件，以实现手动预夹紧功能；所述小端口气动打开与推进机构8安装在小端口支撑座10上，小端口支撑座10将小端口定位组件200根据产品位置固定于任意角度位置；在所述小端口气动打开与推进机构8的输出轴上套设小端口导向套11，小端口导向套11用于增加定位推动的精度。

如图4所示，所述壳体定位夹紧组件300包括蚌壳壳体定位压紧推进机构12、蚌壳壳体定位压紧块13和壳体传感器检测机构14；所述蚌壳壳体定位压紧块13固定于蚌壳壳体定位压紧推进机构12的动力输出端上，通过蚌壳壳体定位压紧推进机构12的动作，使蚌壳由蚌壳壳体定位压紧块13压紧于相应位置；所述壳体检测传感器检测机构14镶嵌于蚌壳壳体定位压紧块13上，用于检测壳体氧传感器到位情况。

本发明的工作原理如下：

所需设备：普通单轴焊接单元，变位机称重500kg以上，带有PLC控制模块。

操作方法：

1、工装状态：产品顶升系统4处于下降状态，顶出杆缩回；蚌壳壳体定位压紧推进机构12处于打开状态，气缸泄气，可以进行手动推进与打开；小端口气动打开与推进机构8处于缩回状态，气缸泄气，可以进行手动推进与打开；

2、装夹顺序：首先将蚌壳大端口分别放入大端口内定位销1与大端口外定位套2处，大端口端面与定位销基准面相贴合，到位后大端口到位传感器5指示灯由红色变成绿色，指示安装到位，使壳体内侧表面贴近蚌壳内支撑块3，拉动小端口推进机构手动进给机构9，使小端口气动打开与推进机构8带动小端口定位销6与小端口外定位套7，使其固定住蚌壳小端口，定位销控制蚌壳内径尺寸，外定位套控制蚌壳焊后变形，手动依次拉动蚌壳壳体定位压紧推进机构12，带动蚌壳壳体定位压紧块13进给到相应位置，与壳体内定位块配合将蚌壳压紧，壳体传感器检测机构14检测蚌壳是否到位，是否发生扭转，安装夹紧到位后传感器指示灯由红色变成绿色；

3、焊接启动：产品安装到位后，启动设备按钮，气缸充气锁紧，对于类似直焊缝变位机旋转90度，使焊缝处于水平位置，便于焊接，焊接一侧后将另一侧焊缝再次处于水平位置。

4、焊后取件：焊接完成后，设备归于原位，充气带动气缸将小端口气动打开与推进机构8，蚌壳壳体定位压紧推进机构12，蚌壳壳体定位压紧块13打开，使蚌壳工件留在大端口定位组件100内，启动产品顶升系统4，顶出导杆向上运动，将件顶出，操作人员可以顺利取件；按下设备复位按钮，使其归于原位，重复以上操作。

本发明具有以下性能：

（1）本发明通过大端口内定位销1与大端口外定位套2的配合方式、蚌壳内支撑块3对蚌壳形状的内支撑与对焊接位置的控制、蚌壳壳体定位压紧块13的位置、小端口内定位销6和小端口外定位套7对蚌壳小端口的尺寸控制及进给方式、以及蚌壳壳体定位压紧推进机构12的利用、产品顶出系统的结构方式、等，实现蚌壳型端锥焊接质量的控制；

（2）本发明所述蚌壳壳体定位压紧推进机构12具有手动推进到位，气动锁死，启动后自动打开功能，提高生产安全及产品生产的稳定性；

（3）本发明所述的蚌壳内支撑块3，对于蚌壳产品支撑位置的选取，既起到产品支撑定位，以及定位块上对于焊缝处仿形的处理，对减小焊接热量集中，指示产品变形较大十分重要；

（4）对蚌壳到位的传感器检测，关键位置处的大端口，小端口及蚌壳壳体上的氧传感器和后续吊挂件位置是否满足要求，有效控制不合格件的发生，避免影响后续操作。

本发明涉及一种用于乘用车排气系统蚌壳型端锥焊接的工装夹具，属于焊接工装夹具领域技术领域。包括大端口内定位销与大端口外定位套的配合，蚌壳内支撑块支撑位置的选择，支撑块对焊缝位置的控制，小端口内定位销与小端口外定位套的配合，小端口气动打开与推进机构对小端口内定位销与外定位套进给位置的确保，重复操作一致性的要求控制，蚌壳壳体定位压紧推进机构对蚌壳壳体定位压紧块于检测传感器重复操作一致性的确保，蚌壳壳体定位压紧块与蚌壳内支撑块对蚌壳壳体的控制与材料选择，可以有效快速散热，减少焊接变形。整套工装结构采用电气化控制，以实现半自动化生产。该半自动化焊接工装易操作、易保养、实用性强、生产可控性强，焊接质量高，对所需驱动的动力源要求门槛低，为公司节约了设备的开发以及维护成本。