专利名称：定位夹紧机构及焊接夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及零部件加工技术领域，尤其涉及一种定位夹紧机构及焊接夹具。
背景技术：
焊接夹具即为 了保证焊件尺寸，提高装配精度和效率，防止焊接变形所采用的夹具。车身和汽车货厢都是由很多件大小不一冲压钣金件组合焊接成总成件，再由焊接总成件组合焊接成车身和汽车货厢，在组合焊接过程中就要使用多套焊接夹具，焊接夹具能将大小不一的钣金件或焊接总成件组合在一起进行焊接，钣金件或焊接总成件在焊接夹具有相对应的放置位置，每件钣金件或组件、总成件，都要采用孔定位、柱定位、面定位等，并且都要采用气缸或手动快速夹钳等夹紧机构，才能保证焊接组合件的质量符合要求。目前使用的焊接夹具对钣金件的孔定位和对钣金件的夹紧是由各自分开的两组机构进行的。孔定位采用定位销方式定位，根据钣金件孔的形状尺寸制作对应该形状尺寸的金属定位销，定位销顶端呈锥形，方便钣金件孔导向套入，定位销另一端面制作一个与钣金件接触的配合面，底部制作螺纹杆，与焊接夹具上的板材连接旋紧，定位销需要刚性和耐磨损的材料，一般是钢铁、铜等；夹紧机构为气缸机构或手动快速夹钳机构，采用气缸或快速夹钳在顶部连接夹紧头，夹紧头根据运动轨迹和钣金件的夹紧部位形状配合制作，夹紧头需要刚性和耐磨损的材料，一般是钢铁、铜等。这种传统的焊接夹具具有以下缺陷第一，夹紧机构在焊接夹具上占用较大的空间，容易与焊钳在焊接操作过程中产生干涉，会阻挡焊钳的操作，部分需焊接的地方因阻挡不能焊接，只能将钣金件从夹具上取下后进行补焊接，影响焊接效率的提高；第二，夹紧机构只能安装在焊接夹具的空挡位置，离定位销有一定距离，夹紧机构夹紧后，钣金件被夹紧压迫产生细小变形，钣金件与定位销的底配合面不能完全贴合，影响焊接的精度质量；第三，取出钣金件焊接组件时会与定位销产生较大的摩擦力，且取出需用较大力量，不方便。
实用新型内容(一 )要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是提供一种定位夹紧机构及焊接夹具，其占用空间小、焊接过程中的与焊钳不会产生干涉、且焊接精度质量高。( 二 )技术方案为解决上述问题，本实用新型提供了一种定位夹紧机构，该机构包括气缸；连接柱，固定于所述气缸上端面，具有轴向通孔，所述气缸的轴头位于所述轴向通孔内；夹紧头，与所述轴头连接，可在所述气缸带动下沿所述连接柱的轴向以及垂直于所述轴向的方向运动；定位销，为中空柱体，固定在所述连接柱的上端面，具有垂直于轴向的通孔，所述定位销的中空部分容纳所述夹紧头，所述通孔供所述夹紧头穿出。优选地，所述夹紧头进一步包括杆部，与所述气缸的轴头连接，可在所述气缸带动下沿所述连接柱的轴向以及垂直于所述轴向的方向运动；凸出部，朝垂直于所述杆部的轴向的方向凸出，可自所述通孔穿出。优选地，所述轴头呈U型，且所述U型开口两端之间固定有连接销；所述杆部上设置有第一长通孔，所述连接销穿过所述第一长通孔，且所述第一长通孔可在所述连接销上运动。优选地，所述杆部上设置有第二长通孔，所述第二长通孔与所述连接柱的轴向呈预设夹角。优选地，该机构还包括行程导柱，沿垂直于所述连接柱的轴向的方向贯穿所述连接柱，且穿过所述杆部的第二长通孔。优选地，所述定位销进一步包括销座部，通过连接螺栓和/或圆柱定位销固定在 所述连接柱的上端面；销头部，固定在所述销座部上端面，所述通孔设置在所述销头部底端，使所述夹紧头自所述通孔穿出后搭在所述销座部上。优选地，所述气缸与所述连接柱之间通过连接螺栓和/或圆柱定位销连接固定。优选地，所述定位销与所述连接柱之间通过连接螺栓和/或圆柱定位销连接固定。优选地，所述连接柱为圆柱体或长方体。本实用新型还提供了一种焊接夹具，该夹具包括上述的定位夹紧机构。(三)有益效果本新型定位夹紧机构及焊接夹具具有以下优点I、将定位机构和夹紧机构由单独两个机构合二为一体，两个机构的功能都能实现，且由两个机构集合在一个机构，占用空间体积大大减小，焊接夹具有更多的空间，方便操作。2、定位销两侧穿通(第二通孔)的结构设计，可减小定位销与钣金件定位孔的接触面积，从而降低两者间的摩擦力，焊接组件能更轻松取出。3、夹紧头与定位销的第一及第二通孔配合对钣金件进行夹紧，使钣金件低面与销座部配合面完全贴合，提高了焊接钣金组件的定位精度质量。
图I为依照本发明一种实施方式的定位夹紧机构的一个面的剖视图；图2为依照本发明一种实施方式的定位夹紧机构的另一个面的剖视图；图3为依照本发明一种实施方式的定位夹紧机构的俯视图；图4为依照本发明一种实施方式的定位夹紧机构松开时的状态示意图；图5为依照本发明一种实施方式的定位夹紧机构夹紧时的状态示意图。
具体实施方式
本实用新型提出的定位夹紧机构及焊接夹具，结合附图及实施例详细说明如下。如图1-2所示，依照本实用新型一种实施方式的定位夹紧机构包括气缸I、连接柱2、夹紧头6、行程导柱7、定位销8。气缸I为标准件，其轴可作伸缩运动。连接柱2固定于气缸I上端面，其可为圆柱体也可为长方体等(如图3所示，在本实施方式中为长方体)，具有轴向通孔，气缸I的轴头1-1位于该轴向通孔内。夹紧 头6与轴头1-1连接，可在气缸I带动下沿连接柱2的轴向以及垂直于轴向的方向运动。定位销8为中空的柱体，用于对待处理工件进行孔定位，其固定在连接柱2的上端面，具有垂直于轴向的通孔8-2-1。夹紧头6在汽缸I的带动下沿连接柱2的轴向运动，同时伴随沿垂直于轴向的方向的运动，当其沿轴向下运动时，可自定位销8的该通孔8-2-1穿出，以完成对待处理工件的夹紧操作；夹紧头6沿轴向向上运动时，垂直于轴向的运动使其自该通孔8-2-1回缩，直至夹紧头6运动至极限位置时，其完全容纳于定位销8的中空部分，进而完成对待处理工件的松开操作。行程导柱7沿垂直于连接柱2轴向的方向贯穿连接柱2，用于与夹紧头6配合完成该夹紧头6沿连接柱2的轴向方向的运动。在本实施方式的定位夹紧机构中，夹紧头6进一步包括杆部6-1以及凸出部6-2。杆部6-1与气缸I的轴头1-1连接，可在气缸I的带动下沿连接柱2的轴向以及垂直于轴向的方向运动；凸出部6-2朝垂直于杆部6-1的轴向的方向凸出，可自定位销8的通孔8-2-1穿出。气缸I的轴头1-1呈U型，且U型开口两端之间固定有连接销5，杆部6-1上设置有第一长通孔(可为长圆孔或长方孔等等)，连接销5穿过该第一长通孔，且第一长通孔可在连接销5上运动，第一长通孔的长度以满足杆部6-1垂直于连接柱2的轴向的方向的运动行程为宜。杆部6-1上还设置有第二长通孔，该第二长通孔为长斜向孔，其与连接柱2的轴向呈预定夹角，行程导柱7穿过该第二长通孔，第二长通孔的长度及其与该轴向的预设夹角需使得在杆部6-1的轴向运动过程中，凸出部6-2能够自通孔8-2-1穿出，并能够自通孔8-2-1缩回以完全容纳于定位销8。在本实施方式的定位夹紧机构中，定位销8进一步包括销座部8-1以及销头部8-2。销座部8-1可通过连接螺栓3和/或圆柱定位销4固定在连接柱2的上端面；销头部8-2固定在销座部8-1的上端面，通孔8-2-1设置在销头部8-2底端，优选设置在销座部8-1与销头部8-2相接处，使夹紧头6自通孔8-2-1穿出后能够搭在销座部8-1上。销头部8-2为顶端为椎体的圆柱体，以便于对待处理工件进行孔定位。销座部8-1为圆柱体或长方体，如图3所示，本实施方式的销座部8-1为圆柱体。气缸I与连接柱2之间可通过连接螺栓3和/或圆柱定位销4连接固定。连接柱2与定位销8之间也可通过连接螺栓3和/或圆柱定位销4连接固定。在本实施方式中，连接柱体的上下两端面上均设置有连接螺纹孔，用于安装连接螺栓3 ;在上端面上设置有圆柱孔，用于安装圆柱定位销4，如图3所示。即气缸I与连接柱2之间通过连接螺栓3连接固定；连接柱2与定位销8之间通过连接螺栓3和圆柱定位销4连接固定。连接柱体2、连接螺栓3、圆柱定位销4、连接销5、夹紧头6、行程导柱7、以及定位销8的材料都是钢铁。在本实施方式的定位夹紧机构中，夹紧头6随气缸I的轴伸出动作而动作，由于第二长通孔对行程导柱7的限位，凸出部6-2上升同时自内空的定位销8的通孔8-2-1向内收缩，上升到顶部时夹紧头6的顶部完全藏在内空定位销8内，如图4所示；夹紧头6随气缸I的钢轴收缩动作而动作，由于第二长通孔对行程导柱7的限位，凸出部6-2下降同时从内空定位销8的通孔8-2-1伸出，下降到底部时夹紧头6的凸出部6-2完全从内空定位销8的通孔8-2-1伸出，搭在定位销8的销座部8-2上，夹紧待处理工件，如图5所示。通过上述动作，定位夹紧机构完成对待处理工件进行松开和夹紧动作。[0036]本实用新型还提供了一种包括上述定位夹紧机构的焊接夹具。焊接夹具在能实现钣金焊接组件各项质量、技术达到要求的前提下，各种定位机构和夹紧机构越小，阻挡焊钳的几率就越低，焊钳空间的可操作性就提高，员工焊接操作就更方便更简单，工作效率自然就越高。包括本实用新型的定位夹紧机构的焊接夹具，夹紧机构与定位机构组成一体，夹紧头藏在定位机构内部，比定位机构和夹紧机构分开占用的空间大大减小，同时又具备两个机构所起到的作用，并提高了定位的精度，这样员工操作焊接的活动空间扩大；定位夹紧机构的定位销第二通孔的设计，减小了与钣金件孔摩擦力，焊接组件容易取出，焊接夹具操作更为简便，提升了焊接效率和组件焊接质量。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新 型的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求1.一种定位夹紧机构，其特征在于，该机构包括 气缸⑴； 连接柱(2)，固定于所述气缸(I)上端面，具有轴向通孔，所述气缸(I)的轴头(1-1)位于所述轴向通孔内； 夹紧头出)，与所述轴头(1-1)连接，可在所述气缸(I)带动下沿所述连接柱(2)的轴向以及垂直于所述轴向的方向运动； 定位销(8)，为中空柱体，固定在所述连接柱(2)的上端面，具有垂直于轴向的通孔(8-2-1)，所述定位销(8)的中空部分容纳所述夹紧头(6)，所述通孔(8-2-1)供所述夹紧头(6)穿出。
2.如权利要求I所述的机构，其特征在于，所述夹紧头(6)进一步包括 杆部出-1)，与所述气缸(I)的轴头连接，可在所述气缸(I)带动下沿所述连接柱(2)的轴向以及垂直于所述轴向的方向运动； 凸出部(6-2)，朝垂直于所述杆部(6-1)的轴向的方向凸出，可自所述通孔(8-2-1)穿出。
3.如权利要求2所述的机构，其特征在于，所述轴头(1-1)呈U型，且所述U型开口两端之间固定有连接销(5)； 所述杆部(6-1)上设置有第一长通孔，所述连接销(5)穿过所述第一长通孔，且所述第一长通孔可在所述连接销(5)上运动。
4.如权利要求2所述的机构，其特征在于，所述杆部(6-1)上设置有第二长通孔，所述第二长通孔与所述连接柱(2)的轴向呈预设夹角。
5.如权利要求4所述的机构，其特征在于，该机构还包括 行程导柱(7)，沿垂直于所述连接柱(2)的轴向的方向贯穿所述连接柱(2)，且穿过所述杆部(6-1)的第二长通孔。
6.如权利要求2所述的机构，其特征在于，所述定位销(8)进一步包括 销座部(8-1)，通过连接螺栓(3)和/或圆柱定位销⑷固定在所述连接柱⑵的上端面； 销头部(8-2)，固定在所述销座部(8-1)上端面，所述通孔(8-2-1)设置在所述销头部(8-2)底端，使所述夹紧头(6)自所述通孔(8-2-1)穿出后搭在所述销座部(8-1)上。
7.如权利要求I所述的机构，其特征在于，所述气缸(I)与所述连接柱(2)之间通过连接螺栓(3)和/或圆柱定位销(4)连接固定。
8.如权利要求I所述的机构，其特征在于，所述定位销(8)与所述连接柱(2)之间通过连接螺栓(3)和/或圆柱定位销(4)连接固定。
9.如权利要求I所述的机构，其特征在于，所述连接柱(2)为圆柱体或长方体。
10.一种焊接夹具，其特征在于，该夹具包括权利要求1-9任一项所述的定位夹紧机构。
专利摘要本实用新型公开了一种定位夹紧机构及焊接夹具，涉及零部件加工技术领域。该定位夹紧机构包括气缸(1)；连接柱(2)，固定于所述气缸(1)上端面，具有轴向通孔，所述气缸(1)的轴头(1-1)位于所述轴向通孔内；夹紧头(6)，与所述轴头(1-1)连接，可在所述气缸(1)带动下沿所述连接柱(2)的轴向以及垂直于所述轴向的方向运动；定位销(8)，为中空柱体，固定在所述连接柱(2)的上端面，具有垂直于轴向的通孔(8-2-1)，所述定位销(8)的中空部分容纳所述夹紧头(6)，所述通孔(8-2-1)供所述夹紧头(6)穿出。本实用新型的定位夹紧机构及焊接夹具占用空间小、焊接过程中的与焊钳不会产生干涉、且焊接精度质量高。
文档编号B23K37/04GK202367379SQ20112052320
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者梁健强, 郑机, 高志金 申请人:北汽福田汽车股份有限公司