专利名称：汽车减振器支架凸焊浮动工装的制作方法
技术领域：
本发明涉及点焊设备，特别是用于汽车减振器支架凸焊的设备，具体来讲涉及一 种汽车减振器支架凸焊浮动工装。
背景技术：
从20世纪50年代开始，中国汽车制造业的焊接技术主要以手工焊和电阻焊为主。 电阻焊接工艺方法具有生产效率高、结构均勻可靠等优点，因此在汽车零部件制造领域广 泛应用。随着我国汽车制造业的发展，焊接技术取得了巨大的进步，但是与发达国家的汽车 工业相比还存在巨大的差距。汽车工业是世界性的产业，在国外，法国雷诺汽车公司与日本 日产汽车公司都采用了全机器人的驾驶室焊装线，驾驶室的装配、涂胶、点焊全部由机器人 完成。在国内，由于汽车行业整体工业水平的相比发达国家还有一定的差距，比如零件的重 复精度较差、工艺装备设计水平较低等问题造成焊接机器人在汽车零部件制造行业内的利 用率低。面对国际竞争全球化、国内竞争国际化的形势，为使我国汽车工业能在世界汽车工 业的发展中占有一席之地，唯有依靠包括焊接技术在内的制造技术的进步和创新能力的提 高，才能实现中国汽车工业自主发展的目标。减振器连接在汽车车身与车桥之间，属于汽车悬架系统中的重要部件，一方面可 以增加对车辆的安全性、舒适性；另一方面汽车减振器支架据有支撑和连接线束支架、横向 稳定杆、油管等辅助作用，它除了要保证零组件的位置尺寸和形位公差，还要保证零件焊接 剪切力等强度要求，所以汽车减振器支架焊接属于减振器制造过程的技术难点。凸焊技术是在点焊基础上发展起来的一种新的焊接技术。最适用于低碳钢的焊 接，它是利用预先加工出来的凸起点或零件固有的型面、倒角等为零件之间的接触面，上下 电极加压并通电加热(上下电极的功用是传递压力_夹持工件并定位_传输电流_导散焊 件及焊接区的部分热量)，压塌后使这些接触点形成焊点的电阻焊。焊件间单位面积上的压 力与电流，分流较小，有利于提高焊接质量。凸焊时工件产生的焊接变形小，焊接时间较短 (一般在0. 1-2S之间)，而且经常是多个凸点同时焊接，所以焊接生产效率高。根据汽车减震器支架的特点，凸焊技术已经成为主要采用的工艺手段。如图16、 17所示将支架801焊接在油筒总成组件802上，保证设计尺寸15° 士2° ；54士0. 5 ；焊接 剪切力9. 8KN。支架801，是低碳钢冲压而成，零件上设计有两个凸点，使用200凸焊机，利 用自制工装(参见图18)定位后焊接。在市场多品种小批量的需求现状下，我公司目前有产品200多种，并且支架在油 筒总成上的位置和尺寸各不相同，支架外形各不相同，故自制定位工装的问题显得尤为突 出。通过对目前工艺装备的认真分析和研究，对表现出来的共性问题归来如下1、换模时间过长由于支架801、油筒总成组件802分别固定在上电极IA和下电 极2A，上电极IA和下电极2A无对正机构，一旦更换产品，零件位置尺寸就必须按以下步骤 重新调整目测装模一小电流焊接一检测尺寸一按调整的尺寸差挪移上下电极位置一小电 流焊接一检测尺寸一......一直至尺寸合格为止。这种调整方法对熟练的操作者至少需
4要1-2个小时，对于新员工来说，换模需要的时间甚至多达4-6小时，严重影响生产进度；2、质量状态不稳定定位精度差由于焊接过程是一个零件通电受压的过程，支 架801位于上电极，油筒总成组件802位于下电极2A，受人为因素影响较大；另一方面焊接 强度不稳定，由于零件分别装夹在上下电极上，焊接过程接触时刚性碰撞，凸点接触面积小 压力大，预压过程凸点产生塑性变形，凸点尺寸有所变化，焊接强度不稳定；3、工装调试成本高由于换模过程需小电流焊接后一检测尺寸再重新调整工装位 置，调试焊接过程中的零件无法进行二次焊接，全数报废，增加了产品的生产成本；4、工装成本高由于整个工装90%的材料采用紫铜，工装的成本很高。一种产品 的一个支架焊接，只算工装材料的费用多达6000 8000元，目前我公司有200多种产品， 有80%产品需要焊接两个支架，所以产品的工装费用是一笔不小的数目。并且紫铜材料采 购周期长，焊接过程受热磨损很快，而且一块电极上可利用的部分很少，磨损后就必须整块 报废，需补充的工装费用也相当大；5、工装安全系数低支架采用弹片夹持位于上电极1A，弹片容易松动，重力作用 下焊接过程容易掉落，而且由于焊接过程受热，弹片的寿命很短。弹片松动或长时间受热失 效后，操作者经常用手或改刀扶持零件，存在很大的安全隐患；6、焊接过程损耗大由于零件焊接过程除凸点外，其余接触面无任何绝缘措施，分 流严重，通电焊接过程工件与工装接触部位容易放电击伤，故能量损失严重，焊件外观质量差。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种结构简单新颖的汽车减振器 支架凸焊浮动工装。本发明所提出的技术问题是这样解决的一种汽车减振器支架凸焊浮动工装，由 凸焊浮动通用底座、可换汽车减震器支架定位架、可换定位架定位机构、楔形压紧机构、上 电极座和下电极座构成；可换汽车减震器支架定位架通过可换定位架定位机构和楔形压紧机构安装在凸 焊浮动通用底座上，所述凸焊浮动通用底座安装凸焊机的壳体上，上电极座安装在凸焊机 的上电极板下，下电极座安装在凸焊机的下电极板上。所述凸焊浮动通用底座由上顶板、绝缘底板、弹簧、导柱、下底板和导套构成；所述 上顶板、导柱、下底板和导套采用45钢制造；所述上顶板开有用于穿过下极座的下电极孔，所述上顶板下用螺栓安装有导柱， 前述螺栓与上顶板间设有绝缘套，所述绝缘底板安装在上顶板和导柱之间，所述导柱从上 至下依次套装有弹簧和导套，导柱和导套滑导配合；所述导套安装在下底板上，所述下底板 安装在凸焊机的壳体上。所述可换汽车减震器支架定位架由底板、后定位杆支撑块、后定位杆、对正卡块、 两个V型支板、气缸、橡胶块和汽缸支撑块构成；所述底板、后定位杆支撑块、后定位杆、对 正卡块、V型支板和汽缸支撑块采用钢制造；所述底板从左至右或从右至左依次安装有后定位杆支撑块、两个V型支板、汽缸 支撑块，所述底板在两个V型支板中间的位置开有用于穿过下极座的电极口 ；
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所述后定位杆，用于汽车减震器支架轴向位置定位、安装在所述后定位杆支撑块 上端所设的通孔的内侧，前述通孔外侧安装有微调后定位杆径向位置的螺栓，所述后定位 杆支撑块还设有紧固后定位杆的紧固螺栓，所述后定位杆上安装有用于汽车减震器支架径 向角度定位的对正卡块；所述汽缸支撑块上端安装有气缸、所述气缸的推块上设有用于保护汽车减震器支 架和防滑的橡胶块。所述可换定位架定位机构，用于可换汽车减震器支架定位架在上顶板上水平位 置的定位和垂直方向上压紧，由限位块和定位卡块构成；所述限位块和定位卡块采用钢制 造；所述限位块安装在所述上顶板上表面的内侧，所述定位卡块安装在所述底板内侧 外缘；所述限位块呈“凸”型，所述定位卡块呈“凹”型；限位块插入定位卡块的部分呈上 小下大的梯形，定位卡块被插入部分形状与前述限位块插入定位卡块的部分配合，限位块 插入定位卡块后，定位卡块将压住限位块。所述楔形压紧机构，用于可换汽车减震器支架定位架在上顶板上垂直方向上压紧 以及将可换汽车减震器支架定位架向限位块方向压紧，由压紧螺钉、压紧块、定斜块、动斜 块构成；所述压紧块、定斜块、动斜块采用制造；所述压紧螺钉和定斜块、安装在所述上顶板上表面的外侧，所述动斜块安装在所 述底板外侧外缘；所述压紧块为倒圆锥台形或倒梯形台形的，套装在压紧螺钉上，所述定斜块和动 斜块设有与压紧块配合的斜面。所述上电极座呈“T”形，在“T”形的下立壁设有上电极安装孔，上电极座采用铜制造。所述下电极的顶面设有十字定位条，下电极座上采用铜制造。所述上电极座设有十字循环冷却水路，所述下电极设有十字循环冷却水路。本发明的有益效果在于1、在整套工装上，无需导电的部分凸焊浮动通用底座、可换汽车减震器支架定位 架、可换定位架定位机构和楔形压紧机构)采用45钢材料或相应标准件，并在定位部分绝 缘上顶板和导柱之间绝缘)，有效地降低工装成本和能耗；同时也避免V型支板与汽车减震 器支架接触放电击伤而影响产品外观质量。(参见图1)2、凸焊浮动通用底座的导柱与上顶面设置绝缘套和绝缘底板绝缘，避免焊接过程 分流现象的发生防止零件击伤，影响外观；另外焊接瞬间电流密度大，焊接过程质量稳定， 焊接强度稳定。(参见图2)3、焊接接触瞬间弹簧缓冲，平稳可靠，避免上电极气缸冲击造成凸点塑性变形而 改变凸点大小，焊接强度稳定性好(。参见图2、3)4、上增加了顶紧汽车减震器支架的汽缸，保证定位精度。(参见图4、5)5、依靠后定位杆和对正卡块对汽车减震器支架圆周方向的定位，保证焊接零件角 度的尺寸精度。(参见图6 9)6、设计初期计算定位卡块的位置尺寸，实现汽车减震器支架定位架快换，更换时
6只需拧下压紧螺钉即可更换。(参见图10)7、采用分体式的电极(电极设计为电极座和电极头)，与零件接触的部分为可更 换的电极头，采用铬锆铜，其余的采用紫铜，电极磨损后，只需更换小块的电极头即可，避免 电极材料浪费。8、在上、下电极座上增加十字循环冷却水路，减少工装磨损，提高焊接质量。9、在实际作业中，上电极座固定安装在凸焊机上，上电极开有与上电极座配合的 双U型槽，通过螺钉实现与电极座的快速安装。10、下电极座固定于凸焊机下电极板上，可更换电极与下电极座连接依靠十字定 位条定位，螺钉连接达到快速换模及保证定位精度的目的。(参见图14、15)本发明还可应用在减振器支架螺母凸焊、下连接套组件凸焊、吊封组件凸焊、连杆 缓冲座点焊等领域。
图1为本发明装配装简图带上(带电极头和下电极头)；图2为本发明凸焊浮动通用底座主视图；图3为本发明凸焊浮动通用底座俯视图视图；图4为本发明可换汽车减震器支架定位架主视图；图5为本发明可换汽车减震器支架定位架俯视图；图6为本发明后定位杆主视图；图7为本发明后定位杆左视图；图8为本发明对正卡块主视图；图9为本发明对正卡块左视图；图10为本发明可换定位架定位机构主视图；图11为本发明楔形压紧机构主视图；图12为本发明上电极座主视图；图13为本发明上电极座左视图；图14为本发明下电极座主视图；图15为本发明下电极座俯视图；图16为本发明所焊接的汽车减震器支架的主视图；图17为本发明所焊接的汽车减震器支架的左视图；图18为现有的焊接汽车减震器支架的工装；图中1、凸焊浮动通用底座，101、上顶板，1011、下电极孔，102、绝缘底板，103、弹 簧，104、导柱，105、下底板，106、导套，2、可换汽车减震器支架定位架，201、底板，2011、电极 孔，202、后定位杆支撑块，203、后定位杆，204、对正卡块，205、V型支板，206、橡胶块，207、气 缸，2071、推块，208、汽缸支撑块，3、可换定位架定位机构，301、限位块，302、定位卡块，4、楔 形压紧机构，401、压紧螺钉，4011、压紧块，402、定斜块，403、动斜块，5、上电极座，501、上电 极安装孔，6、下电极座，601、十字定位条，7、点焊机，8汽车减震器支架、，801、支架，802、油 筒总成组件，1A、上电极，2A、下电极，3A、基板，4A、后定位板、5A、凸焊机导柱。
具体实施例方式以下结合附图对本发明做进一步详细说明本发明所提供的汽车减振器支架凸焊浮动工装是专用于汽车减振器支架的凸焊。 由凸焊浮动通用底座1、可换汽车减震器支架定位架2、可换定位架定位机构3、楔形压紧机 构4、上电极座5和下电极座6构成；可换汽车减震器支架定位架2通过可换定位架定位机构3和楔形压紧机构4安装 在凸焊浮动通用底座1上，在下电极板10两侧凸焊机壳体上对称焊接两个支撑板，凸焊浮 动通用底座1安装在前述支撑板上，上电极座5安装在凸焊机的上电极板9下，下电极6安 装在凸焊机的下电极板10上。所述凸焊浮动通用底座1由上顶板101、绝缘底板102、弹簧103、导柱104、下底板 105和导套106构成；所述上顶板101、导柱104、下底板105和导套106采用45钢制造；所述上顶板101开有用于穿过下极座的下电极孔1011，所述上顶板101下用螺栓 安装有导柱104，前述螺栓与上顶板101间设有绝缘套，所述绝缘底板102安装在上顶板 101和导柱104之间，所述导柱104从上至下依次套装有弹簧103和导套106，导柱104和 导套106滑导配合；所述导套106安装在下底板105上，所述下底板105安装在凸焊机的前 述的两个支撑板上。可换汽车减震器支架定位架2由底板201、后定位杆支撑块202、后定位杆203、对 正卡块204、两个V型支板205、气缸207、橡胶块206和汽缸支撑块208构成；底板201、后 定位杆支撑块202、后定位杆203、对正卡块204、V型支板205和汽缸支撑块208采用45钢 制造；底板201从左至右或从右至左依次安装有后定位杆支撑块202、两个V型支板 205、汽缸支撑块208，底板201在两个V型支板205中间的位置开有用于穿过下极座的电极 Π 2011 ；后定位杆203，用于汽车减震器支架8轴向位置定位、安装在后定位杆支撑块202 上端所设的通孔的内侧，前述通孔外侧安装有微调后定位杆203径向位置的螺栓，后定位 杆支撑块202还设有紧固后定位杆203的紧固螺栓，后定位杆203上安装有用于汽车减震 器支架8径向角度定位的对正卡块204 ；汽缸支撑块208上端安装有气缸207、气缸207的推块2071上设有用于保护汽车 减震器支架8和防滑的橡胶块206。可换定位架定位机构，用于可换汽车减震器支架定位架2在上顶板101上水平位 置的定位和垂直方向上压紧，由限位块301和定位卡块302构成；限位块301和定位卡块 302采用45钢制造；限位块301安装在上顶板101上表面的内侧，定位卡块302安装在底板201内侧 外缘；限位块301呈“凸”型，定位卡块302呈“凹”型；限位块301插入定位卡块302的 部分呈上小下大的梯形，定位卡块302被插入部分形状与前述限位块301插入定位卡块302 的部分配合，限位块301插入定位卡块302后，定位卡块302将压住限位块301。楔形压紧机构4，用于可换汽车减震器支架定位架2在上顶板101上垂直方向上 压紧和将可换汽车减震器支架定位架2向限位块301方向压紧，由压紧螺钉401、压紧块
84011、定斜块402、动斜块403构成；压紧块4011、定斜块402、动斜块403采用45制造；压紧螺钉401和定斜块402、安装在上顶板101上表面的外侧，动斜块403安装在 底板201外侧外缘；压紧块4011为倒圆锥台形或倒梯形台形的，套装在压紧螺钉401上，定斜块402 和动斜块403设有与压紧块4011配合的斜面。上电极座5呈“T”形，在“T”形的下立壁设有上电极安装孔5，上电极座5采用铜 制造。上电极座5设有十字循环冷却水路。下电极6的顶面设有十字定位条601，下电极座上6采用铜制造，下电极6设有十 字循环冷却水路。本发明的的操作步骤为根据需要选择可换汽车减震器支架定位架一支架放入下 电极一油筒总成放入可换汽车减震器支架定位架一按下启动按钮一汽缸推动橡胶块夹紧 油筒总成一开始焊接(上电极放下)一焊接完成(上电极升起)一气缸松开一弹簧复原一 取出汽车减震器支架，整个过程除放入工件外其余动作自动完成。
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权利要求
一种汽车减振器支架凸焊浮动工装，其特征在于由凸焊浮动通用底座(1)、可换汽车减震器支架定位架(2)、可换定位架定位机构(3)、楔形压紧机构(4)、上电极座(5)和下电极座(6)构成；所述可换汽车减震器支架定位架(2)通过可换定位架定位机构(3)和楔形压紧机构(4)安装在凸焊浮动通用底座(1)上，所述凸焊浮动通用底座(1)安装在凸焊机的壳体上，所述上电极座(5)安装在凸焊机的上电极板(9)下，所述下电极座(6)安装在凸焊机的下电极板(10)上。
2.根据权利要求1所述汽车减振器支架凸焊浮动工装，其特征在于所述凸焊浮动通 用底座(1)由上顶板(101)、绝缘底板(102)、弹簧(103)、导柱(104)、下底板(105)和导套 (106)构成；所述上顶板(101)、导柱(104)、下底板(105)和导套(106)采用45钢制造；所述上顶板(101)开有用于穿过下极座的下电极孔(1011)，所述上顶板(101)下用螺 栓安装有导柱(104)，前述螺栓与上顶板(101)间设有绝缘套，所述绝缘底板(102)安装在 上顶板(101)和导柱(104)之间，所述导柱(104)从上至下依次套装有弹簧(103)和导套 (106)，导柱(104)和导套(106)滑导配合；所述导套(106)安装在下底板(105)上，所述下 底板安装在凸焊机的壳体上。
3.根据权利要求1所述汽车减振器支架凸焊浮动工装，其特征在于所述可换汽车 减震器支架定位架(2)由底板(201)、后定位杆支撑块(202)、后定位杆(203)、对正卡块 (204)、两个V型支板(205)、气缸(207)、橡胶块(206)和汽缸支撑块(208)构成；所述底板 (201)、后定位杆支撑块(202)、后定位杆(203)、对正卡块(204)、V型支板(205)和汽缸支 撑块(208)采用45钢制造；所述底板(201)从左至右或从右至左依次安装有后定位杆支撑块(202)、两个V型支 板(205)、汽缸支撑块(208)，所述底板(201)在两个V型支板(205)中间的位置开有用于 穿过下极座的电极口(2011)；所述后定位杆(203)，用于汽车减震器支架(8)轴向位置定位、安装在所述后定位杆支 撑块(202)上端所设的通孔的内侧，前述通孔外侧安装有微调后定位杆(203)径向位置的 螺栓，所述后定位杆支撑块(202)还设有紧固后定位杆(203)的紧固螺栓，所述后定位杆 (203)上安装有用于汽车减震器支架(8)径向角度定位的对正卡块(204)；所述汽缸支撑块(208)上端安装有气缸(207)、所述气缸(207)的推块(2071)上设有 用于保护汽车减震器支架(8)和防滑的橡胶块(206)。
4.根据权利要求1、2或3所述的汽车减振器支架凸焊浮动工装，其特征在于所述可 换定位架定位机构，用于可换汽车减震器支架定位架(2)在上顶板(101)上水平位置的定 位和垂直方向上压紧，由限位块(301)和定位卡块(302)构成；所述限位块(301)和定位卡 块(302)采用45钢制造；所述限位块(301)安装在所述上顶板(101)上表面的内侧，所述定位卡块(302)安装 在所述底板(201)内侧外缘；所述限位块(301)呈“凸”型，所述定位卡块(302)呈“凹”型；限位块(301)插入定位 卡块(302)的部分呈上小下大的梯形，定位卡块(302)被插入部分形状与前述限位块(301) 插入定位卡块(302)的部分配合，限位块(301)插入定位卡块(302)后，定位卡块(302)将 压住限位块(301)。
5.根据权利要求1、2或3所述的汽车减振器支架凸焊浮动工装，其特征在于所述楔 形压紧机构(4)，用于可换汽车减震器支架定位架(2)在上顶板(101)上垂直方向上压紧、 以及将可换汽车减震器支架定位架(2)向限位块(301)方向压紧，由压紧螺钉(401)、压 紧块(4011)、定斜块(402)、动斜块(403)构成；所述压紧块(4011)、定斜块(402)、动斜块 (403)采用45制造；所述压紧螺钉(401)和定斜块(402)、安装在所述上顶板(101)上表面的外侧，所述动 斜块(403)安装在所述底板(201)外侧外缘；所述压紧块(4011)为倒圆锥台形或倒梯形台形的，套装在压紧螺钉(401)上，所述定 斜块(402)和动斜块(403)设有与压紧块(4011)配合的斜面。
6.根据权利要求1所述的汽车减振器支架凸焊浮动工装，其特征在于所述上电极座 (5)呈“T”形，在“T”形的下立壁设有上电极安装孔(5)，上电极座(5)采用铜制造。
7.根据权利要求1所述的汽车减振器支架凸焊浮动工装，其特征在于所述下电极(6) 的顶面设有十字定位条(601)，下电极座上(6)采用铜制造。
8.根据权利要求6或7所述的汽车减振器支架凸焊浮动工装，其特征在于所述上电 极座(5)设有十字循环冷却水路，所述下电极(6)设有十字循环冷却水路。
全文摘要
本发明涉及一种汽车减振器支架凸焊浮动工装，涉及点焊设备，由凸焊浮动通用底座、可换汽车减震器支架定位架、可换定位架定位机构、楔形压紧机构、上电极座和下电极座构成；所述可换汽车减震器支架定位架通过可换定位架定位机构和楔形压紧机构安装在凸焊浮动通用底座上，所述凸焊浮动通用底座安装在凸焊机的壳体上，所述上电极座安装在凸焊机的上电极板下，所述下电极安装在凸焊机的下电极板上。焊接接触瞬间弹簧缓冲，平稳可靠，不会造成凸点塑性变形，避免上电极气缸冲击改变凸点大小，焊接强度稳定性好。
文档编号B23K11/30GK101972888SQ201010504910
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者吴明伟, 翁金炉 申请人:成都九鼎科技(集团)有限公司