一种越野车转向支柱焊接工装的制作方法

1.本实用新型涉及汽车零部件生产设备技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种越野车转向支柱焊接工装。


背景技术：

2.在越野车试制阶段，常用转向支柱焊接工装都是采用钢板拼焊而成，由于焊接应力的存在，工装的尺寸及位置精度难以得到保证，进而导致由钢板拼焊工装生产出来的转向支柱的尺寸及位置精度也难以得到保证，达不到设计要求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种越野车转向支柱焊接工装，以解决现有技术中的越野车焊接工装在转向支柱焊接后由于焊接应力变形导致尺寸及位置精度偏差大的技术问题。
4.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种越野车转向支柱焊接工装，越野车的转向支柱包括一个上球头安装座、一个下球头安装座、两个节臂球头安装座、一个轮毂轴承安装轴、一个制动卡钳安装板，焊接工装包括：
5.夹具底板，其水平设置，夹具底板上设置有竖向贯通的下定位孔；
6.第一定位机构，其固定连接在夹具底板上，用于固定上球头安装座；
7.第二定位机构，其固定连接在夹具底板上，用于固定下球头安装座，第二定位机构与第一定位机构位于下定位孔的相对的两侧；
8.第三定位机构，其固定连接在夹具底板上且设置有两个，两个第三定位机构分别位于下定位孔的相对的另外两侧，每个第三定位机构用于固定一个节臂球头安装座；
9.第四定位机构，其设置在第一定位机构、第二定位机构、两个第三定位机构围成的区域之间且固定连接在夹具底板上，第四定位机构上开设有竖向贯通的上定位孔，上定位孔与下定位孔同轴设置且与轮毂轴承安装轴的对应位置的直径匹配，第四定位机构上设置有用于定位制动卡钳安装板的第五定位机构。
10.优选的是，所述第一定位机构包括第一定位块，第一定位块的下端固定在所述夹具底板上、上端沿水平方向开设有第一通孔，第一通孔内贯穿插入有第一定位插销，第一定位插销穿出第一通孔的一端拧有第一锁紧螺母，所述上球头安装座通过第一定位插销插入固定在第一定位块上；
11.所述第二定位机构包第二定位块，第二定位块的下端固定在夹具底板上、上端沿水平方向开设有第二通孔，第二通孔内贯穿插入有第二定位插销，第二定位插销穿出第二通孔的一端拧有第二锁紧螺母，所述下球头安装座通过第二定位插销插入固定在第二定位块上；
12.所述第三定位机构包括第三定位块，第三定位块的下端固定在夹具底板上、上端沿水平方向开设有第三通孔，第三通孔内贯穿插入有第三定位插销，第三定位插销穿出第
三通孔的一端拧有第三锁紧螺母，每个所述节臂球头安装座通过一个第三定位插销插入固定在一个第三定位块上；
13.所述第四定位机构包括第四锁紧螺母和水平设置的第四定位块，第四锁紧螺母用于与穿过下定位孔的轮毂轴承安装轴螺纹连接，第四定位块位于第一定位块、第二定位块、两个第三定位块围成的区域内，所述上定位孔开设在第四定位块上；
14.所述第五定位机构包括对应制动卡钳安装板的位置开设在第四定位块上的安装板定位孔，安装板定位孔内拧入有定位螺栓。
15.优选的是，所述第一定位插销、所述第二定位插销、所述第三定位插销分别包括头部和杆身，头部的直径大于杆身的直径，杆身的两端分别穿出对应的所述第一通孔或第二通孔或第三通孔的两端，所述第一锁紧螺母、所述第二锁紧螺母、所述第三锁紧螺母分别与对应的杆身的端部螺纹连接。
16.优选的是，所述第三定位机构还包括垫板，每个所述第三定位插销的所述杆身在穿出所述第三通孔的两端分别套设一个垫板。
17.优选的是，所述第一定位块、所述第二定位块相对于所述上定位孔对称设置且所述第一通孔、所述第二通孔的轴向相互平行，两个第三定位块相对于所述上定位孔对称设置且两个所述第三通孔的轴向相互平行，所述第四定位块相对于两个所述第三定位块对称设置，所述安装板定位孔在所述第四定位块上相对于两个所述第三定位块对称设置。
18.优选的是，所述第一定位块、第二定位块、第三定位块均为竖向设置且包括竖直部和水平部的l形块，水平部均背向所述上定位孔设置，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔分别开设在对应的竖直部上，水平部上对称开设有一对上销孔，水平部上在一对上销孔之间开设有一个上螺纹孔，所述夹具底板上对应每个上销孔开设有一个下销孔、对应每个上螺纹孔开设有一个下螺纹孔，每个上销孔和对应的下销孔之间通过共同穿入设置一个内螺纹圆柱销定位，每个上螺纹孔和对应的下螺纹孔之间通过共同拧入设置一个固定螺栓固定。
19.优选的是，所述夹具底板底部对称设置有若干个撑脚，撑脚的高度大于所述第四锁紧螺母的轴向长度。
20.本实用新型至少包括以下有益效果：本实用新型的越野车转向支柱焊接工装，通过在夹具底板上固定安装用于定位和固定上球头安装座的第一定位机构、用于定位和固定下球头安装座的第二定位机构、用于定位和固定节臂球头安装座的第三定位机构、用于定位轮毂轴承安装轴的第四定位机构、用于定位和固定制动卡钳安装板的第五定位机构，对转向支柱进行各个零部件的快速精准定位和固定，能够极大的改善产品焊后尺寸及位置精度要求，且本焊接工装具有结构安组装简单、操作灵活而简便的优点。
21.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
22.图1为越野车转向支柱(左)的结构示意图；
23.图2为越野车转向支柱(右)的结构示意图；
24.图3为本实用新型的结构示意图；
25.图4为本实用新型在焊接越野车转向支柱时的俯视结构图；
26.图5为图4的a-a向剖视结构图。
27.说明书附图标记说明：1、夹具底板，2、下定位孔，3、第一定位机构，4、第二定位机构，5、第三定位机构，6、第四定位机构，7、上定位孔，8、第五定位机构，9、第一定位块，10、第一定位插销，11、第一锁紧螺母，12、第二定位块，13、第二定位插销， 14、第二锁紧螺母，15、第三定位块，16、第三定位插销，17、第三锁紧螺母，18、第四定位块，19、定位螺栓，20、垫板，21、内螺纹圆柱销，22、固定螺栓，23、撑脚，24、第四锁紧螺母，101、左转向支柱的上球头安装座，102、左转向支柱的下球头安装座，103、左转向支柱的节臂球头安装座，104、左转向支柱的轮毂轴承安装轴，105、左转向支柱的制动卡钳安装板，201、右转向支柱的上球头安装座，202、右转向支柱的下球头安装座， 203、右转向支柱的节臂球头安装座，204、右转向支柱的轮毂轴承安装轴，205、右转向支柱的制动卡钳安装板。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
29.在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“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，并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。
30.如图1、图2所示，左越野车转向支柱具有转向支柱球头安装座(即本实施例中的上球头安装座101和下球头安装座102)、节臂球头安装座103、轮毂轴承安装轴104、制动卡钳安装板105，右越野车转向支柱具有转向支柱球头安装座(即本实施例中的上球头安装座201和下球头安装座202)、节臂球头安装座203、轮毂轴承安装轴204、制动卡钳安装板205，其中轮毂轴承安装轴位于转向支柱底部朝下，上球头安装座、下球头安装座、节臂球头安装座、制动卡钳安装板分别位于位于转向支柱的前后左右四个水平方向。
31.本实用新型的一种越野车转向支柱焊接工装，如图3-5所示，焊接工装包括：
32.夹具底板1，其水平设置，夹具底板1上设置有竖向贯通的下定位孔2；
33.第一定位机构3，其固定连接在夹具底板1上，用于固定上球头安装座；
34.第二定位机构4，其固定连接在夹具底板1上，用于固定下球头安装座，第二定位机构4与第一定位机构3位于下定位孔2的相对的两侧；
35.第三定位机构5，其固定连接在夹具底板1上且设置有两个，两个第三定位机构5分别位于下定位孔2的相对的另外两侧，每个第三定位机构5用于固定一个节臂球头安装座；
36.第四定位机构6，其设置在第一定位机构3、第二定位机构4、两个第三定位机构5 围成的区域之间且固定连接在夹具底板1上，第四定位机构6上开设有竖向贯通的上定位孔7，上定位孔7与下定位孔2同轴设置且与轮毂轴承安装轴的对应位置的直径匹配，第四定位机构6上设置有用于定位制动卡钳安装板的第五定位机构8。
37.使用前先安装越野车转向支柱焊接工装，夹具底板1作为支撑底座并提供固定安装的平面，将一个第一定位机构3、一个第二定位机构4、两个第三定位机构5、一个第四定位机构6分别固定在夹具底板1上的对应位置，第四定位机构6位于第一定位机构3、第二定位
机构4、第三定位机构5之间，安装第四定位机构6时使上定位孔7和下定位孔2 同轴对齐，上定位孔7、下定位孔2的尺寸、轴向长度均与轮毂轴承安装轴尺寸匹配，轮毂轴承安装轴安装定位时，向下依次伸入上定位孔7和下定位孔2内，通过与上定位孔7、下定位孔2之间的间隙配合实现定位，通过第一定位机构3限位固定上球头安装座，通过第二定位机构4限位固定下球头安装座，通过第三定位机构5限位固定对应侧的节臂球头安装座，通过第五定位机构8限位固定制动卡钳安装板，之后对转向支柱的各零部件进行焊接，焊接完成后解除第一定位机构3、第二定位机构4、第三定位机构5、第四定位机构6、第五定位机构8对转向支柱的限制即可，本实用新型的越野车转向支柱焊接工装通过在夹具底板1上根据转向支柱结构对应设置的第一定位机构3、第二定位机构4、第三定位机构5、第四定位机构6、第五定位机构8实现对转向支柱的精准定位及固定，保证了焊接精度，避免发生焊接应力变形。
38.在另一种技术方案中，如图3-5所示，所述第一定位机构3包括第一定位块9，第一定位块9的下端固定在所述夹具底板1上、上端沿水平方向开设有第一通孔，第一通孔内贯穿插入有第一定位插销10，第一定位插销10穿出第一通孔的一端拧有第一锁紧螺母11，所述上球头安装座通过第一定位插销10插入固定在第一定位块9上；
39.所述第二定位机构4包第二定位块12，第二定位块12的下端固定在夹具底板1上、上端沿水平方向开设有第二通孔，第二通孔内贯穿插入有第二定位插销13，第二定位插销13穿出第二通孔的一端拧有第二锁紧螺母14，所述下球头安装座通过第二定位插销13 插入固定在第二定位块12上；
40.所述第三定位机构5包括第三定位块15，第三定位块15的下端固定在夹具底板1上、上端沿水平方向开设有第三通孔，第三通孔内贯穿插入有第三定位插销16，第三定位插销16穿出第三通孔的一端拧有第三锁紧螺母17，每个所述节臂球头安装座通过一个第三定位插销16插入固定在一个第三定位块15上；
41.所述第四定位机构6包括第四锁紧螺母24和水平设置的第四定位块18，第四锁紧螺母24用于与向下穿出下定位孔2的轮毂轴承安装轴螺纹连接，第四定位块18位于第一定位块9、第二定位块12、两个第三定位块15围成的区域内，所述上定位孔7开设在第四定位块18上；
42.所述第五定位机构8包括对应制动卡钳安装板的位置开设在第四定位块18上的安装板定位孔，安装板定位孔内拧入有定位螺栓19。
43.限位固定转向支柱球头安装座，将上球头安装座的两端分别贴合在第一定位块9位于第一通孔端部的两侧，且上球头安装座上的孔对准第一通孔，然后向上球头安装座和第一通孔内共同插入第一定位插销10，在第一定位插销10穿出的一端拧上第一锁紧螺母11 紧固，此时上球头安装座的两端，一端紧固在第一锁紧螺母11和第一定位块9的侧面之间、另一端紧固在第一定位块9和第一定位插销10的头部之间，同理，将下球头安装座的两端分别贴合在第二定位块12位于第二通孔端部的两侧，且下球头安装座上的孔对准第二通孔，然后向下球头安装座和第二通孔内共同插入第二定位插销13，在第二定位销穿出的一端拧上第二锁紧螺母14紧固，将节臂球头安装座的两端分别贴合在第三定位块 15位于第三通孔端部的两侧，且节臂球头安装座上的孔对准第三通孔，然后向节臂球头安装座和第三通孔内共同插入第三定位插销16，在第三定位销穿出的一端拧上第三锁紧螺母17紧固，限位固定制动卡钳安装板时，将制动卡钳安装板上的孔对准第四定位块18 上的安装板定位孔，
然后拧入定位螺栓19固定，轮毂轴承安装轴安装定位时，向下依次伸入第四定位块18上的上定位孔7和夹具底板1上的下定位孔2内，通过与上定位孔7、下定位孔2之间的间隙配合实现定位，然后在轮毂轴承安装轴伸出下定位孔以下的部分拧上第四锁紧螺母24锁紧，轮毂轴承安装轴的上端与制动卡钳安装板之间满焊，越野车转向支柱的球头安装座、节臂球头安装座、轮毂轴承安装轴分别通过设置的定位插销与锁紧螺母配合的结构进行快速的定位和锁紧固定，第一定位块9、第二定位块12、第三定位块 15不仅能对转向支柱进行定位还能利用轴向长度限制对应的球头安装座或节臂球头安装座的开裆尺寸，制动卡钳安装板通过安装板安装孔与定位螺栓19的配合进行快速定位和锁紧固定，使得对转向支柱的各零部件均能定位准确，操作简单快捷，提高了焊接效率以及质量，同时能够防止焊接过程中工件因焊接应力导致变形。
44.在另一种技术方案中，如图3-5所示，所述第一定位插销10、所述第二定位插销13、所述第三定位插销16分别包括头部和杆身，头部的直径大于杆身的直径，杆身的两端分别穿出对应的所述第一通孔或第二通孔或第三通孔的两端，所述第一锁紧螺母11、所述第二锁紧螺母14、所述第三锁紧螺母17分别与对应的杆身的端部螺纹连接。
45.通过将第一锁紧螺母11、所述第二锁紧螺母14、所述第三锁紧螺母17分别与对应的杆身的端部设置为螺纹连接，操作方便，能够实现对转向支柱对应部件的快速锁紧固定，将第一定位插销10、第二定位插销13、第三定位插销16设置为具有一定轴向长度和直径的头部和杆身，便于操作时手持定位插销的头部，且具有足够大的面积紧贴上球头安装座、下球头安装座、节臂球头安装座，保证焊接时的结构稳定，防止应力变形。
46.在另一种技术方案中，如图3-5所示，所述第三定位机构5还包括垫板20，每个所述第三定位插销16的所述杆身在穿出所述第三通孔的两端分别套设一个垫板20。
47.通过对节臂球头安装座的两端外侧分别设置一个垫板20，能够适应节臂球头安装座的开裆尺寸变化，便于紧贴节臂球头安装座配合第三定位插销16、第三锁紧螺母17进行锁紧，另外，只需将垫板20取出，则焊接后的转向支柱整体能够沿垂直于夹具底板1的上下方向取出，操作方便灵活。
48.在另一种技术方案中，如图3-5所示，所述第一定位块9、所述第二定位块12相对于所述上定位孔7对称设置且所述第一通孔、所述第二通孔的轴向相互平行，两个第三定位块15相对于所述上定位孔7对称设置且两个所述第三通孔的轴向相互平行，所述第四定位块18相对于两个所述第三定位块15对称设置，所述安装板定位孔在所述第四定位块 18上相对于两个所述第三定位块15对称设置。
49.转向支柱(左)与转向支柱(右)本身为对称式结构，且上下球头安装座之间相互平行对称，通过将第一定位块9、第二定位块12、第三定位块15、第四定位块18、安装板安装孔在夹具底板1上相对于转向支柱的轮毂轴承安装轴位置轴向对称设置，且设置了两套第三定位机构5，使得越野车转向支柱(左)与转向支柱(右)可以共用一套工装，节省成本。
50.在另一种技术方案中，如图3-5所示，所述第一定位块9、第二定位块12、第三定位块15均为竖向设置且包括竖直部和水平部的l形块，水平部均背向所述上定位孔7设置，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔分别开设在对应的竖直部上，水平部上对称开设有一对上销孔，水平部上在一对上销孔之间开设有一个上螺纹孔，所述夹具底板1上对应每个上销孔开设有一个下销孔、对应每个上螺纹孔开设有一个下螺纹孔，每个上销孔和对应
的下销孔之间通过共同穿入设置一个内螺纹圆柱销21定位，每个上螺纹孔和对应的下螺纹孔之间通过共同拧入设置一个固定螺栓22固定。
51.通过将第一定位块9、第二定位块12、第三定位块15设置为竖向设置的l形结构，在水平部上方便设置紧固件与夹具底板1配合紧固，竖直部具有一定高度，在竖直部上端开设对应的第一通孔或第二通孔或第三通孔，便于上球头安装座、下球头安装座、节臂球头安装座的限位固定，根据不同尺寸结构的转向支柱，可替换对应尺寸的定位块，方便维护管理。
52.在另一种技术方案中，如图3、图5所示，所述夹具底板1底部对称设置有若干个撑脚23，撑脚23的高度大于所述第四锁紧螺母24的轴向长度。
53.通过设置撑脚23使夹具底板1以及转向支柱轮毂轴的底部、第四锁紧螺母24能够距离一般具有完整平面的平台一定高度，转向支柱轮毂轴承安装轴的底部不会直接碰触到平台表面，另外可对撑脚23设计防震结构，进一步提高焊接时结构固定的稳定性。
54.综上所述，本实用新型的越野车转向支柱焊接工装通过在夹具底板上固定安装用于定位和固定上球头安装座的第一定位机构、用于定位和固定下球头安装座的第二定位机构、用于定位和固定节臂球头安装座的第三定位机构、用于定位轮毂轴承安装轴的第四定位机构、用于定位和固定制动卡钳安装板的第五定位机构，对转向支柱进行各个零部件的快速精准定位和固定，能够极大的改善产品焊后尺寸及位置精度要求，且本焊接工装具有结构安组装简单、操作灵活而简便的优点。
55.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的附图。