汽车车身激光焊夹具的制作方法

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种汽车车身激光焊夹具。

背景技术：

在医疗、航空航天、汽车等领域，为了满足外形美观、流线型良好等要求，常涉及复杂空间形状的薄壁件。对于一些较大型的复杂构件很难整体一次成型，需要先分段制造再焊接为整体。这些薄壁件刚性差，在焊接过程中易变形，且对于激光焊等精密焊接而言，对焊缝位置的偏离很敏感，所以需要使用合适的焊接夹具定位以保证整体尺寸。目前常采用的方法是利用CAD技术提取待焊件三维模型，在此基础上采用先进的数控技术加工出与该构件内表面完全贴合的背靠模，虽然这种夹具定位准确，但复杂曲面的加工费用高昂，难以普遍推广。在焊接过程中，两个焊件的定位非常重要，现有普通的焊接夹具难以实现将两个焊件精准定位，从而造成焊缝位置偏离，焊接质量差，难以达到质量要求，

由于激光光束直径很小，因此对拼焊坯板的拼接状态要求很高。为保证焊接质量，拼焊坯板通常通过高精剪、落料或者激光切割等精密方式加工；并且，焊接过程中通过夹具将拼焊坯板固定。由于激光拼焊时对两块待焊接板的装配间隙要求非常严格，这就对激光拼焊的焊装夹具提出了更高的要求。其中，激光焊接过程中，由于热应力的存在，为保证焊接过程中拼焊间隙不发生变化，对夹具夹紧力的要求通常很高。此外，由于工件在夹具上的上件下件耗费时间，导致现有的激光焊的工作效率比较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车车身激光焊夹具，用于解决夹具定位精准度低的问题。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

汽车车身激光焊夹具，包括基座，基座包括底架和两安装架，两安装架对称地固定于底架并形成两个激光焊工位；两安装架上分别固定有固定板一，固定板一上安装有固定板二和固定板三，固定板二和固定板三均与固定板一相平行；固定板二上设有用于支撑第一焊接工件的托架一，固定板三上设有用于支撑第二焊接工件的托架二；托架一具有和第一焊接工件的局部内壁相匹配的仿形顶部；托架一的仿形顶部抵靠并支撑于第一焊接工件的局部内壁，托架二具有和第二焊接工件的局部内壁相匹配的仿形顶部，托架二的仿形顶部抵靠并支撑于第二焊接工件的局部内壁；激光焊工位上间隔地分布有多个夹持第一焊接工件的夹紧机构一和多个夹持第二焊接工件的夹紧机构二，夹紧机构一安装在固定板一的边沿部位和固定板二的边沿部位，夹紧机构二安装在固定板一的边沿部位和固定板三的边沿部位。

在上述的汽车车身激光焊夹具中，托架一具有向上凸出的第一托板和第二托板，第一托板平行于第二托板，第一托板的顶部抵靠支撑于第一焊接工件内壁的受力部一，第一托板的顶部和受力部一的形状相匹配；第二托板的顶部抵靠支撑于第一焊接工件内壁的受力部二，第二托板的顶部和受力部二的形状相匹配。

在上述的汽车车身激光焊夹具中，托架二具有向上凸出的第三托板和第四托板，第三托板平行于第四托板，第三托板的顶部抵靠支撑于第二焊接工件内壁的受力部三，第三托板的顶部和受力部三的形状相匹配；第四托板的顶部抵靠支撑于第二焊接工件内壁的受力部四，第四托板的顶部和受力部四的形状相匹配。

在上述的汽车车身激光焊夹具中，固定板二开设有第一群孔，托架一通过定位销与固定板二的第一群孔相固定；固定板三开设有第二群孔，托架二通过定位销与固定板三的第二群孔相固定。

在上述的汽车车身激光焊夹具中，固定板一的上端面具有左右延伸的滑轨，固定板二和固定板三安装在固定板一的滑轨上并能沿着滑轨左右滑动，固定板一的一端固定有至少两个朝向固定板二的气缸一，气缸一和固定板二处于同侧，气缸一的活塞杆与固定板二的侧部相连接；固定板一的另一端固定有至少两个朝向固定板三的气缸二；气缸二和固定板三处于同侧，气缸二的活塞杆与固定板三的侧部相连接。

在上述的汽车车身激光焊夹具中，基座还包括底盘，底盘的中心凸出有向上的导柱，底架的下端具有沿其中心向内延伸的导向槽，底架安装在底盘上，底盘的导柱穿入底架的导向槽；底盘的上端面开设有多个升降孔，底盘围绕着导柱呈辐射状均匀分布，每个升降孔均对应一个升降气缸，升降气缸内置于底盘，升降气缸的活塞杆穿设升降孔并与底架的下端相固定。

在上述的汽车车身激光焊夹具中，安装架倾斜地焊接于底架，两个安装架的夹角角度为30°-45°。

与现有技术相比，本技术方案具有的优势是：

1、托架一的仿形顶部和托架二的仿形顶部都是根据相应的焊接工件的形状而仿形定制，托架一和托架二的仿形支撑实现了焊缝的精准定位，不仅保证了工件定位的精准性，又能降低定位的难度；其次，托架一的仿形顶部仅和第一焊接工件的局部进行匹配，托架二的仿形顶部仅和第二焊接工件的局部进行匹配，在定制托架一和托架二的仿形顶部时，只需要选择工件上较为简单的一部分进行仿形，不仅可以降低仿形制造的难度和成本，而且由于仿形结构简单，仿形的准确性比较高，从而避免了因仿形偏差而造成定位偏差的情况发生；

2、夹具中的托架一和托架二都采用高强钢，具有硬度高，不易磨损等优点从而保证了定位强度，提高了使用寿命。定位面精度±0.20mm，定位销精度±0.10mm；保证了焊接的精度，提高焊接合格率。

3、两安装架对称地固定于底架并形成一左一右两个激光焊工位，两个激光焊工位互不影响，当其中一个激光焊工位在对工件进行焊接作业时，另一个激光焊工位对工件进行上件或者下件，或者两个激光焊工位也可以同时进行焊接作业，从而提高了激光焊的工作效率，减少了等待时间。

附图说明

图1是本实用新型的汽车车身激光焊夹具的结构示意图。

图2是本实用新型的汽车车身激光焊夹具的局部示意图。

图中，1、基座；2、底架；3、安装架；4、激光焊工位；5、固定板一；6、固定板二；7、固定板三；8、托架一；9、托架二；10、夹紧机构一；11、夹紧机构二；12、第一托板；13、第二托板；14、第三托板；15、第四托板；16、第一群孔；17、第二群孔；18、气缸一；19、气缸二；20、滑轨；21、底盘；22、导柱；23、导向槽；24、升降孔；25、升降气缸。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种汽车车身激光焊夹具，包括基座1，基座1包括底架2和两安装架3，两安装架3对称地固定于底架2并形成一左一右两个激光焊工位4，两个激光焊工位4互不影响，当其中一个激光焊工位4在对工件进行焊接作业时，另一个激光焊工位4对工件进行上件或者下件，或者两个激光焊工位4也可以同时进行焊接作业，从而提高了激光焊的工作效率，减少了等待时间。

两个激光焊工位4上可采用完全相同的结构，或者根据焊接工件的结构不同作相应地调整，在本实施中仅对其中一个激光焊工位4上的结构进行具体展开说明，另一个激光焊工位4同理。

两安装架3上分别固定有固定板一5，固定板一5上安装有左右排布的固定板二6和固定板三7，固定板二6用于固定第一焊接工件，固定板三7用于固定第二焊接工件，固定板二6和固定板三7均与固定板一5相平行，固定板二6和固定板三7用于实现第一焊接工件和第二焊接工件的定位。

具体地，固定板二6开设有第一群孔16，固定板二6上设有用于支撑第一焊接工件的托架一8，托架一8具有和第一群孔16孔径相同的安装孔，托架一8通过定位销与固定板二6的第一群孔16相固定，定位销穿过托架一8的安装孔和第一群孔16，取出定位销可相应地移动托架一8的位置，以实现托架一8的柔性安装。

固定板三7开设有第二群孔17，固定板三7上设有用于支撑第二焊接工件的托架二9，托架二9具有和第二群孔17孔径相同的安装孔，托架二9通过定位销与固定板三7的第二群孔17相固定，定位销穿过托架二9的安装孔和第二群孔17，取出定位销可相应地移动托架二9的位置，以实现托架二9的柔性安装。

托架一8抵靠并支撑于第一焊接工件的局部内壁，托架一8具有和第一焊接工件的局部内壁相匹配的仿形顶部；托架二9抵靠并支撑于第二焊接工件的局部内壁，托架二9具有和第二焊接工件的局部内壁相匹配的仿形顶部；托架一8的仿形顶部和托架二9的仿形顶部都是根据相应的焊接工件的形状而仿形定制，托架一8和托架二9相平行，第一焊接工件和第二焊接工位相接触的部位为焊缝所在部位，托架一8和托架二9的仿形支撑实现了焊缝的精准定位，工件安装前先确定好托架一8和托架二9的固定位置，工件安装在托架一8和托架二9上后便能直接实现了定位，不仅保证了工件定位的精准性，又能降低定位的难度；此外，托架一8的仿形顶部仅和第一焊接工件的局部进行匹配，托架二9的仿形顶部仅和第二焊接工件的局部进行匹配，在定制托架一8和托架二9的仿形顶部时，只需要选择工件上较为简单的一部分进行仿形，不仅可以降低仿形制造的难度和成本，而且由于仿形结构简单，仿形的准确性比较高，从而避免了因仿形偏差而造成定位偏差的情况发生。第一焊接工件处在第二焊接工件的左侧，激光焊工位4上间隔地分布有四个夹持第一焊接工件的夹紧机构一10和四个夹持第二焊接工件的夹紧机构二11，其中两个夹紧机构一10安装在固定板一5的边沿部位以夹紧固定第一焊接工件的左端，另外两个夹紧机构一10安装在固定板二6的边沿部位以夹紧固定第一焊接工件的两个侧端；其中两个夹紧机构二11安装在固定板一5的边沿部位以夹紧固定第二焊接工件的右端，另外两个夹紧机构二11安装在固定板三7的边沿部位以夹紧固定第二焊接工件的两个侧端。

夹紧机构一10和夹紧机构二11对工件起到夹紧固定的作用，防止工件的定位出现偏离，防止在焊接作用时工件位置发生移动，夹紧机构一10和夹紧结构二可采用相同的现有结构，只要能够实现工件的夹紧就可以。

可选择地，托架一8具有向上凸出的第一托板12和第二托板13，第一托板12平行于第二托板13，第一托板12的顶部抵靠支撑于第一焊接工件内壁的受力部一，第一托板12的顶部和受力部一的形状相匹配，即第一托板12的顶部仿形于受力部一的形状；第二托板13的顶部抵靠支撑于第一焊接工件内壁的受力部二，第二托板13的顶部和受力部二的形状相匹配，即第二托板13的顶部仿形于受力部二的形状。第一托板12的顶部和第二托板13的顶部共同形成了托架一8的仿形顶部，第一托板12和第二托板13都是由高强钢制成的板状，降低了工艺难度，硬度高，不易磨损，从而保证了定位强度，定位精度±0.20mm。

同理，托架二9具有向上凸出的第三托板14和第四托板15，第三托板14平行于第四托板15，第三托板14的顶部抵靠支撑于第二焊接工件内壁的受力部三，第三托板14的顶部和受力部三的形状相匹配，即第三托板14的顶部仿形于受力部三的形状；第四托板15的顶部抵靠支撑于第二焊接工件内壁的受力部四，第四托板15的顶部和受力部四的形状相匹配，即第四托板15的顶部仿形于受力部四的形状。第三托板14的顶部和第四托板15的顶部共同形成了托架二9的仿形顶部，第三托板14和第四托板15都是由高强钢制成的板状，降低了工艺难度，硬度高，不易磨损，从而保证了定位强度，定位精度±0.20mm。

可选择地，固定板二6和固定板三7的间距可调，固定板一5的上端面具有左右延伸的滑轨20，固定板二6和固定板三7安装在固定板一5的滑轨20上并能沿着滑轨20左右滑动，固定板一5的一端固定有两个朝向固定板二6的气缸一18，气缸一18和固定板二6处于同侧，气缸一18的活塞杆与固定板二6的侧部相连接；固定板一5的另一端固定有两个朝向固定板三7的气缸二19；气缸二19和固定板三7处于同侧，气缸二19的活塞杆与固定板三7的侧部相连接。气缸一18驱动固定板二6在固定板一5上左右滑动，气缸二19驱动固定板三7在固定板一5上左右滑动，上件时，固定板一5和固定板二6先反向滑动形成一定间距，避免第一焊接工件和第二焊接工件发生碰撞，然后固定板一5和固定板二6相向滑动，使第一焊接工件和第二焊接工件相靠近直到紧密相触。

可选择地，固定板二6为固定安装在固定板一5上，固定板三7安装在固定板一5的滑轨20上，仅通过固定板三7的移动来调节固定板二6和固定板三7的间距。

可选择地，基座1还包括底盘21，底盘21的中心凸出有向上的导柱22，底架2的下端具有沿其中心向内延伸的导向槽23，底架2安装在底盘21上，底盘21的导柱22穿入底架2的导向槽23；底盘21的上端面开设有多个升降孔24，底盘21围绕着导柱22呈辐射状均匀分布，每个升降孔24均对应一个升降气缸25，升降气缸25内置于底盘21，升降气缸25的活塞杆穿设升降孔24并与底架2的下端相固定。升降气缸25驱动底架2沿着底盘21上下升降，以调节焊接工件的固定高度。此外，底盘21也可以设置旋转机构，使激光焊工位4得以轴向旋转变动。

可选择地，安装架3倾斜地焊接于底架2，两个安装架3的夹角角度为30°～45°，以减少两个激光焊工位4之间的焊接干扰，使两个激光焊工位4得以独立作业。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了基座1；底架2；安装架3；激光焊工位4；固定板一5；固定板二6；固定板三7；托架一8；托架二9；夹紧机构一10；夹紧机构二11；第一托板12；第二托板13；第三托板14；第四托板15；第一群孔16；第二群孔17；气缸一18；气缸二19；滑轨20；底盘21；导柱22；导向槽23；升降孔24；升降气缸25等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。