专利名称：转向架构架横梁组装焊接一体化工装的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轨道车辆车体制造时所使用的工艺装置，特别涉及一种轨道车辆的转向架构架横梁进行组装和焊接的一体化工装，属于轨道车辆制造技术领域。
背景技术：
目前高速运行动车组时速已经达到380公里，相比机车和低速动车组，作为主要承载部件的构架横梁，在设计和制造工艺的要求上都更为严格，如何保证横梁在设计上提出的高精度尺寸要求，成为动车组构架组装和焊接技术上的难点。横梁2. 5m2的上盖板正反面集中了 40多条焊缝，而尺寸控制多为±2mm。为保证相关尺寸，控制将要产生的巨大变形，按照一般的组装方法，必须先在专门的组装工装上组装完成内筋板及腹板，然后再上变位器上焊接，然后再取下，调平后重新上组装工装，接下 来再上焊接变位器，共5个工序。工序过多会导致公差累计后变大，工时成本居高不下。为此，需要特殊的工装来解决这些问题。
实用新型内容本实用新型主要目的在于解决上述问题，提供了一种操作方便，可大幅提高生产效率、降低生产成本的转向架构架横梁组装焊接一体化工装。为实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种转向架构架横梁组装焊接一体化工装，包括用于固定和夹持工件的夹具，组装和焊接在所述夹具上完成，所述夹具上对称设置有至少一对用于固定所述夹具的夹持头，在所述夹具的两侧各设置一升降机，每个所述升降机上旋转连接一个支撑座，所述支撑座由回转机构带动旋转，一对所述夹持头通过夹持装置分别安装固定在对应的所述支撑座上，所述回转机构、升降机与电控柜连接。进一步，所述夹持装置为卡兰盘。进一步，所述夹具的上表面和/或下表面为具有设计要求平面度的操作平面。进一步，在所述夹具上设置有用于定位所述工件的定位块、用于压紧固定所述工件的压紧器和压板。进一步，所述压紧器为丝杠式压紧器。进一步,所述回转机构采用蜗轮蜗杆减速机。进一步，在所述夹具的X轴、Y轴上均对称设置有一对所述夹持头。综上内容，本实用新型所述的一种转向架构架横梁组装焊接一体化工装，结构简单、实用性强，操作方便，安全性能高，将构架横梁的组装和焊接工序集成在一个工装上完成，可大幅提高生产效率、降低生产成本，而且该工装中的夹具可以实现X轴、Y轴方向上的旋转，使工件的所有焊缝均能实现PA位置的焊接，焊接质量容易获得保证。
[0014]图I是本实用新型组装后的结构示意图；图2是本实用新型夹具结构示意图；图3是图2的A-A剖视图。如图I至图3所示，夹具1，定位块2，压紧器3，压板4，升降机5，升降电机6，立柱7，托架8，安全螺栓9，支撑座10，夹持头11，夹持装置12，蜗轮蜗杆减速机13，工件14，轴承座15。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述如图I所示，一种转向架构架横梁组装焊接一体化工装，用于组装和焊接工件14，工件14为转向架构架横梁，具体包括横梁上盖板、内腹板及各个筋板等，各个部件的组装和焊接同时在该工装上完成。如图I所示，一体化工装包括用于固定和夹持工件的夹具1，夹具I即为组装和焊接的工作平台，工件14的组装和焊接均在该夹具I上完成。为了保证工件14的组装和焊接精度，夹具I的上表面和/或下表面(即与工件接触的平面)为具有设计要求平面度的操作平面，即为具有高精度的磨削加工平面。如图2和图3所示，在夹具I上设置有多个用于定位工件14的定位块2、用于压紧固定工件14的压紧器3和压板4，其中，压紧器3优选采用操作方便快捷的丝杠式压紧器。多个定位块2对需要加工的横梁上下盖板、内腹板及各个筋板进行定位，再用丝杠式压紧器3、压板4将横梁各部件固定住，以保证上述各个部件的关键尺寸，同时能升降并翻转到合适位置后实现焊接，而且保证有效控制焊接变形，以实现横梁组装和焊接时产品良好尺寸，确保焊件质量，降低工人的劳动强度，提高工作效率。在夹具I的两侧各设置一升降机5，升降机5由升降电机6、立柱7及可升降的托架8组成，立柱7通过安全螺栓9固定在车间地面上，升降电机6固定安装在立柱7的顶部，托架8在升降电机6的带动下沿立柱7上下移动，升降电机6与电控柜(图中未示出)连接，由电控柜统一控制。每个升降机5上的托架8各旋转连接一个支撑座10，其中一个支撑座10 (即主动端支撑座)由回转机构带动旋转，另一端的支撑座10从动旋转。左侧的支撑座10为主动端，右侧的支撑座10为从动端，主动端的支撑座10与回转机构相连接，本实施例中，回转机构优选采用蜗轮蜗杆减速机13，蜗轮蜗杆减速机13与电控柜连接，由电控柜统一控制。右侧从动端的支撑座10与托架8之间通过轴承转动连接，轴承固定在轴承座15上。夹具I上对称设置有至少一对用于固定夹具I的夹持头11，夹持头11焊接固定在夹具I的周边上，一对夹持头11通过夹持装置12分别安装固定在对应的两个支撑座10上。升降机5的托架8带动支撑座10升降，蜗轮蜗杆减速机13带动支撑座10旋转，夹具I即随着支撑座10进行升降和旋转，通过控制支撑座10的高度和翻转角度，可使工件升高和翻转到合适位置，实现工件的PA焊接，确保工件的焊接质量。考虑到横梁的自身重量，夹持头11要具有足够的承载能力，而且安装固定要快速、可靠和方便，本实施例中，为了方便夹持头11能快速安装固定在支撑座10上，优选，夹持装置12为带有快速夹持功能的卡兰盘，卡兰盘固定在支撑座10上。[0026]为了方便操作工人对工件14的各个方向进行焊接，使工件14的所有焊缝均能实现PA焊接，同时达到节约工时成本的目的，本实施例中，夹具I的形状大致呈正方形或长方形结构，夹具I也可以根据加工工件14的要求采用圆形结构，在夹具I的X轴、Y轴方向上均对称设置有一对夹持头11，可以根据焊接需要，使工件14在水平方向上旋转90度，方便焊接操作，这样既能有效控制工件14尺寸又不会干涉焊接操作空间。如图I至图3所示，下面详细描述该工装的工作过程。工件14在进行焊接时，将夹具I降至较低位置，夹具I的X轴上的一对夹持头11通过卡兰盘分别固定在两个支撑座10上，此时，在夹具I上组装横梁上盖板、内腹板及各个筋板，通过多个定位块2的限定，保证各部件之间的相对尺寸，再用丝杠式压紧器3、压板4将横梁的各部件固定住。控制升降机5，升起夹具1，同时通过蜗轮蜗杆减速机13旋转支撑座10，使夹具I倾斜一定角度，实现上盖板与各个焊缝的PA位置焊接。控制支撑座10旋转，使夹具I翻转到另一侧，将夹具I降至较低位置，组装下盖板，通过多个定位块2的限定，保证相对尺寸，再用丝杠式压紧器3、压板4将横梁的各部件固定住。再次升起夹具I并倾斜一定角度后，实现下盖板与各个筋板焊缝的PA位置焊接。在焊接过程中，需要对工件Y轴方向上的侧边进行焊接时，解开支撑座10上的卡兰盘，通过车间内的天车将夹具I在水平方向上旋转90度，此时将工件Y轴上的一对夹持头11与两个支撑座10分别固定连接，用卡兰盘固定。重复上述的焊接过程，直至全部焊接完成，在焊接过程中，可以实现箱体结构所有焊缝的PA焊接，确保焊接质量。如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种转向架构架横梁组装焊接一体化工装，其特征在于包括用于固定和夹持工件的夹具，组装和焊接在所述夹具上完成，所述夹具上对称设置有至少一对用于固定所述夹具的夹持头，在所述夹具的两侧各设置一升降机，每个所述升降机上旋转连接一个支撑座，所述支撑座由回转机构带动旋转，一对所述夹持头通过夹持装置分别安装固定在对应的所述支撑座上，所述回转机构、升降机与电控柜连接。
2.根据权利要求I所述的转向架构架横梁组装焊接一体化工装，其特征在于所述夹持装置为卡兰盘。
3.根据权利要求I所述的转向架构架横梁组装焊接一体化工装，其特征在于所述夹具的上表面和/或下表面为具有设计要求平面度的操作平面。
4.根据权利要求I所述的转向架构架横梁组装焊接一体化工装，其特征在于在所述夹具上设置有用于定位所述工件的定位块、用于压紧固定所述工件的压紧器和压板。
5.根据权利要求4所述的转向架构架横梁组装焊接一体化工装，其特征在于所述压紧器为丝杠式压紧器。
6.根据权利要求I所述的转向架构架横梁组装焊接一体化工装，其特征在于所述回转机构采用蜗轮蜗杆减速机。
7.根据权利要求I至6任一项所述的转向架构架横梁组装焊接一体化工装，其特征在于在所述夹具的X轴、Y轴上均对称设置有一对所述夹持头。
专利摘要本实用新型涉及一种转向架构架横梁组装焊接一体化工装，包括用于固定和夹持工件的夹具，组装和焊接在所述夹具上完成，所述夹具上对称设置有至少一对用于固定所述夹具的夹持头，在所述夹具的两侧各设置一升降机，每个所述升降机上旋转连接一个支撑座，所述支撑座由回转机构带动旋转，一对所述夹持头通过夹持装置分别安装固定在对应的所述支撑座上，所述回转机构、升降机与电控柜连接。本实用新型结构简单、实用性强，操作方便，安全性能高，将构架横梁的组装和焊接工序集成在一个工装上完成，可大幅提高生产效率、降低生产成本，而且该工装中的夹具可以实现X轴、Y轴方向上的旋转，使工件的所有焊缝均能实现PA位置的焊接，焊接质量容易获得保证。
文档编号B23K37/047GK202701661SQ20122025865
公开日2013年1月30日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者姜兴友, 姜志, 王方荣 申请人:青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司