一种焊接工装夹具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种焊接工装夹具，包括底座，垂直安装于底座一端的第一定位挡板，垂直安装于底座另一端的第二定位挡板，可移动地垂直安装于底座的活动挡板，至少两个垂直安装于底座的带凹槽的限位板，凹槽形状与立柱横截面形状匹配，第二定位挡板上设置有位移微调装置，位移微调装置与活动挡板连接；限位板位于第一定位挡板与活动挡板之间，第一定位挡板和活动挡板的顶部或底部设置有用于限制顶板或底板水平方向的水平限位器，且其左侧或右侧设置有用于限制顶板或底板垂直方向的垂直限位器，第一定位挡板和活动挡板上还设置有用于夹紧顶板或底板的夹紧装置。因底板、顶板互相平行、固定，立柱位置固定且垂直于两者，保证了垂直度和定位关系。
【专利说明】
一种焊接工装夹具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械制造工艺装备领域，特别涉及一种焊接工装夹具。
【背景技术】
[0002]随着中国城市道路交通建设的发展，各式各样的交通设施已逐渐普及。
[0003]以地铁为例，为保证乘客的安全问题，一般在进出口设置有屏蔽门。屏蔽门包括顶箱、门体和立柱等，其中立柱需要焊接在门体上，以保证刚度和强度。
[0004]请参考图1，图1为现有技术中屏蔽门立柱的结构示意图。
[0005]顶板14和底板16分别设置在屏蔽门顶部和屏蔽门底部，中间用立柱15支撑，两端与顶板14和底板16焊接。
[0006]而在地铁屏蔽门立柱的焊接过程中，特别是立柱15和顶板14、底板16之间位置的定位以及它们之间的垂直度很难保证。目前一般采用人工凭经验定位焊接，这样很难达到定位和垂直度的要求。即使经验丰富的焊接工人能使焊接质量达到要求，但效率极低，很难适应批量生产的需求。另外，人工焊接的过程中，难免会产生焊接变形的问题，导致焊接完成后还需要重新修整，质量和效率无法保证。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是提供一种焊接工装夹具，在立柱和底板、顶板的焊接过程中，有效保证它们之间的定位关系和垂直度。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种焊接工装夹具，包括底座，垂直安装于所述底座一端的第一定位挡板，垂直安装于所述底座另一端的第二定位挡板，可移动地垂直安装于所述底座的活动挡板，至少两个垂直安装于所述底座的带有凹槽的限位板，所述凹槽形状与立柱横截面形状相匹配，所述第二定位挡板上设置有位移微调装置，所述位移微调装置与所述活动挡板连接；所述限位板位于所述第一定位挡板与所述活动挡板之间，所述第一定位挡板和所述活动挡板的顶部或底部设置有用于限制顶板或底板水平方向的水平限位器，所述第一定位挡板和所述活动挡板的左侧或右侧设置有用于限制顶板或底板垂直方向的垂直限位器，所述第一定位挡板和所述活动挡板上还设置有用于夹紧所述顶板或底板的夹紧装置。
[0009]优选地，所述底座水平设置有运动导向部件，所述运动导向部件同时与所述第一定位挡板、所述第二定位挡板和所述活动挡板垂直，所述活动挡板与所述运动导向部件可移动地连接。
[0010]优选地，所述运动导向部件为直线导轨，所述直线导轨呈凹槽式内陷设置于所述底座，两端分别与第一定位挡板和第二定位挡板垂直连接，所述活动挡板与所述直线导轨滑动连接。
[0011]优选地，所述第一定位挡板和所述第二定位挡板之间还设置有光轴，所述光轴通过所述第一定位挡板和所述第二定位挡板上的槽孔与其垂直连接。
[0012]优选地，所述位移微调装置包括螺纹顶柱和旋转把手，所述旋转把手通过所述螺纹顶柱上预设的通孔安装于所述螺纹顶柱，所述螺纹顶柱与所述第二定位挡板上预设的通孔螺纹连接，其伸出部分末端与所述活动挡板连接。
[0013]优选地，所述活动挡板还设置有支撑轴，所述第二定位挡板还设置有滑动轴承；所述支撑轴一端与所述活动挡板焊接，另一端穿过所述第二定位挡板与所述滑动轴承配合。
[0014]优选地，所述水平限位器包括至少两个并列设置成沿水平方向直线延伸的限位柱，所述垂直限位器包括至少两个并排设置成沿竖直方向直线延伸的限位柱。
[0015]优选地，所述夹紧装置为夹钳。
[0016]本实用新型所提供的焊接工装夹具，在立柱与顶板和底板的焊接过程中，首先需要将底板和顶板固定，然后再将立柱定位，最后进行焊接。实际操作过程是，先把底板放到第一定位挡板上，与其紧密贴合，由于水平限位器和垂直限位器的自由度限制，需把底板的一条边与设置在第一定位挡板顶部或底部的水平限位器的表面紧密贴合，同时相邻的另一条边与设置在第一定位挡板左侧或右侧的垂直限位器的表面紧密贴合，这样底板在第一定位挡板的二维平面上的位置就固定了。这时，操作夹紧装置，将底板夹紧，将其固定在第一定位挡板上。
[0017]然后，把顶板放到活动挡板上，与其紧密贴合，同理，由于水平限位器和垂直限位器的自由度限制，需把顶板的一条边与设置在活动挡板顶部或底部的水平限位器的表面紧密贴合，同时相邻的另一条边与设置在活动挡板左侧或右侧的垂直限位器的表面紧密贴合，这样顶板在活动挡板的二维平面上的位置就固定了。这时，操作夹紧装置，将顶板夹紧，将其固定在活动挡板上。
[0018]接下来，将立柱水平放置在底座上，由于限位板上凹槽的自由度限制，需将立柱安装在限位板上预设的凹槽内，凹槽的内表面形状与立柱的横截面形状是相对应的，因此，立柱在自身横截面上的二维平面内的位置就固定了。并且由于限位板至少有两个，立柱同时安装在所有限位板的凹槽内，这样立柱在竖直平面内的位置就固定了。接下来，把立柱的一端与上述已经固定好的底板紧密贴合，然后操作安装在第二定位挡板上的位移微调装置，推动与其连接的活动挡板进行位移，进而将固定在活动挡板上的顶板与立柱的另一端紧密贴合。上述所有操作完成后，开始进行焊接。
[0019]本实用新型所提供的焊接工装夹具，由于第一定位挡板、第二定位挡板、活动挡板和限位板都是垂直安装在底座上，它们之间互相平行，立柱与固定在第一定位挡板或活动挡板上的底板与顶板进行焊接，其垂直度得到保证；并且由于立柱安装在带有预设凹槽的限位板上，其与顶板、底板之间的定位关系得到保证。此外，由于焊接过程中，立柱、底板与顶板的位置都是固定的，所以避免了由于位置关系的变化而导致的焊接变形的问题，无需重新修整，提高了生产质量和生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1为现有技术中屏蔽门立柱的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型所提供的第一种【具体实施方式】的整体结构示意图；
[0023]图3为图2所示第二定位挡板与活动挡板的连接关系示意图；
[0024]图4为本实用新型所提供的第一种【具体实施方式】工作状态下局部安装示意图；
[0025]图5为本实用新型所提供的第一种【具体实施方式】工作状态下整体安装示意图；
[0026]图6为本实用新型所提供的第二种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0027]其中，图1中:
[0028]顶板一 14，立柱一 15，底板一 16。
[0029]图2—图 5 中:
[0030]第一定位挡板一 1，第二定位挡板一2，底座一3，活动挡板一4，凹槽一5，限位板一6，位移微调装置一 7，螺纹顶住一 701，旋转把手一 702，水平限位器一 8，垂直限位器一9，夹紧装置一 10，支撑轴一11，滑动轴承一 12，顶板一 14，立柱一 15，底板一 16，光轴一 17，槽孔一18。
[0031]图6 中:
[0032]第一定位挡板一 1，第二定位挡板一2，底座一3，活动挡板一4，凹槽一5，限位板一6，位移微调装置一7，运动导向部件一 13，顶板一 14，立柱一 15，底板一 16，光轴一 17，槽孔一18
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]请参考图2，图2为本实用新型所提供的第一种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0035]在第一种【具体实施方式】中，焊接工装夹具的大部分组成部分都是设置在底座3上，所以可以将底座3设置为扁平的矩形形状，其上表面光滑均匀，且面积较宽阔，适于安装部件。当然，若底座3不是矩形形状，而是具有光滑表面的柱形或梯形等也可以采用。
[0036]在底座3之上安装有两块定位挡板，其长度方向上的其中一端安装有第一定位挡板1，而另一端则安装有第二定位挡板2，该两块定位挡板都是垂直于底座3上表面的固定安装在底座3上，并且都垂直于底座3的长度方向，并互相平行。一般情况下，第一定位挡板I和第二定位挡板2可以采用呈扁平的矩形板状，但只要两者相对的平面是光滑的，比如立方体挡块或半圆柱体挡板等也可以采用。
[0037]在第一定位挡板I和第二定位挡板2之间安装有光轴17，该光轴17为具有光滑外表面的、呈圆柱状的长轴。而在第一定位挡板I和第二定位挡板2上还设置有槽孔18，该槽孔18用于与光轴17配合安装。第一定位挡板I和第二定位挡板2上的槽孔18的位置是相互对应的，它们成一条水平直线，并与底座3的上表面平行。这样，安装在其上的光轴17就能同时与第一定位挡板I和第二定位挡板2垂直了。优选地，该槽孔18的数量为4个，第一定位挡板I和第二定位挡板2上各2个，相应地，光轴的数量为2根。这样，在第一定位挡板I和第二定位挡板2安装在底座3上之后，通过光轴17的长度限制，就能确保它们两者之间的距离是在预定范围内。进一步地，有了光轴17的联接和支撑，第一定位挡板I和第二定位挡板2在焊接过程中就更不易产生变形，提高了稳定性。
[0038]在底座3之上还安装有活动挡板4，该活动挡板4与第一定位挡板1、第二定位挡板2 —样，皆是垂直地安装于底座3上,并且和底座3的长度方向垂直。不一样的是，该活动挡板4与底座3是活动连接，即活动挡板4可在底座3上运动。另外，该活动挡板4在底座3上的安装位置虽然是不固定的，但考虑到实际工程作业的需求，其安装位置要更接近底座3的某一端，即在靠近第一定位挡板I或第二定位挡板2的位置安装，优选地，活动挡板4靠近第二定位挡板2安装在底座3上。
[0039]在底座3之上还安装有限位板6，用于限制立柱15的自由度。优选地，该限位板6的数量为2个，当然若是3个或更多，同样完全可以达到本实用新型的目的。但所有限位板6都垂直固定安装在底座3上，并且与底座3长度方向垂直，并互相平行。需要注意的是，限位板6在底座3上的具体安装位置是有一定范围的，即安装位置处在第一定位挡板I与活动挡板4之间。该限位板6的结构大体与第一定位挡板1、第二定位挡板2以及活动挡板4相同，不同的是，在该限位板6的顶部设置有凹槽5。该凹槽5的形状是预设与立柱15的横截面形状相匹配的，比如立柱15为矩形长方体时，凹槽5形状为矩形；立柱15为圆柱体时，凹槽5形状为圆弧形。
[0040]如图3所示，图3为图2所示第二定位挡板与活动挡板的连接关系示意图。
[0041]为了让活动挡板4进行移动，在第二定位挡板2上设置有位移微调装置7，该位移微调装置7与活动挡板4连接。优选地，该位移微调装置7包括螺纹顶柱701和旋转把手702。螺纹顶柱701呈长条圆柱状，其工作面外表面具有外螺纹，通过第二定位挡板2上设置的通孔的内螺纹与其螺纹连接，然后其伸出部分的末端与活动挡板4固定连接。在螺纹顶柱701的首端设置有通孔，旋转把手702穿过该通孔与其活动连接。通过拧紧旋转把手或拧松旋转把手702就能控制活动挡板4前移或后退。
[0042]需要指出的是，上述位移微调装置7并不仅仅局限于螺纹顶柱701和旋转把手702相配合的形式，其它可以满足带动活动挡板4进行位移的装置，比如液压伸缩缸、电磁铁等装置，也都可以达到本实用新型的目的。
[0043]另外，考虑到运动平顺性和防止瞬间冲击，在活动挡板I上设置有支撑轴11，优选地，该支撑轴11 一端焊接在活动挡板4上，另一端通过第二定位挡板2上预设的通孔伸出。而在第二定位挡板2上还设置有滑动轴承12，与前述支撑轴11的伸出部分配合安装。这样，在活动挡板4进行移动的时候就能更加平稳和精确。
[0044]如图4所示，图4为本实用新型所提供的第一种【具体实施方式】工作状态下局部安装示意图。
[0045]在本实用新型所提供的第一种【具体实施方式】中，第一定位挡板I和活动挡板4上都设置有水平限位器8和垂直限位器9，用来限制顶板14或底板16的在二维平面上的自由度。优选地，该水平限位器8包括2个圆柱状的限位柱，该限位柱并列分布成一条水平直线；该垂直限位器9包括2个圆柱状的限位柱，该限位柱并排分布成一条竖直直线。当然，若水平限位器8和垂直限位器9包括不止2个限位柱，比如3个、4个或更多数量，同样可行。
[0046]需要指出的是，上述水平限位器8和垂直限位器9并不仅仅局限于限位柱的形式，其余比如具有光滑平面的矩形方块或挡板，只要能满足限制顶板14或底板16的两条相邻边在二维平面上的位置为水平和竖直方向的结构，都可以采用。
[0047]另外，在第一定位挡板I和活动挡板4上还设置有夹紧装置10，用于夹紧已经在第一定位挡板I或活动挡板4上固定好的顶板14或底板16。优选地，夹紧装置10为夹钳，但若为压板、磁吸装置等能满足将顶板14或底板16固定的结构也可以采用。夹钳一般设置在第一定位挡板I和活动挡板4的其中一个夹角处，但考虑到平衡性和对称性，在第一定位挡板I和活动挡板4的四个角处，都设置有夹钳。这样顶板14和底板16的固定关系更加牢固。
[0048]本实施例中，在安装工件时，首先需要将顶板14和底板16固定。具体操作步骤是，首先将底板16放到第一定位挡板I上，与其贴紧，让底板16的一条边与水平限位器8贴紧，然后移动底板16，将与上述边的邻边与垂直限位器9贴紧。然后操作加紧装置10，将底板16夹紧，固定在第一定位挡板I上。同理，将顶板14用同样的方法固定在活动挡板4上。
[0049]如图5所示，图5为本实用新型所提供的第一种【具体实施方式】工作状态下整体安装示意图。
[0050]在顶板14和底板16已经安装好后，需要对立柱15进行定位安装。此时，将立柱15的一端垂直贴紧固定在第一定位挡板上I的底板，然后将立柱15整体水平放置，并安装进限位板6预设的凹槽5内，略微调整位置，让立柱15与凹槽5的配合更加紧密。然后拧紧第二定位挡板2上的旋转把手702，让螺纹顶柱701往前移动，然后推动与其固定连接的活动挡板4缓慢前移，当活动挡板4上的顶板14与立柱15紧密贴合时，松开旋转把手702，装置停止运动。当然，有可能拧动旋转把手702的力度过大，造成活动挡板4的位移量过大，导致顶板14与立柱15的贴合过于紧密，使底板16和立柱15的结合面产生变形。此时需要反向拧动旋转把手702，让活动挡板4略往后退开一段距离，再与立柱15贴紧。如此反复调整后，整个装置的安装过程就结束了。
[0051]在第一种【具体实施方式】中，由于第一定位挡板1、第二定位挡板2、活动挡板4以及限位板6皆垂直安装于底座3上，且互相平行，底板16固定在第一定位挡板I上，顶板16固定在活动挡板4上，立柱15水平安装，同时与第一定位挡板I和第二定位挡板2垂直，所以立柱15与顶板14和底板16之间的垂直度得到保证；并且由于限位板6上有预设凹槽5，立柱15安装在凹槽5内，通过凹槽5的深度与宽度的限制使立柱15与底板16和顶板14之间的定位关系得到保证。此外，由于顶板14、底板16和立柱15的地理位置都被固定和定位，第一定位挡板I和第二定位挡板2被光轴17所联接和支撑,在焊接作业时,避免了由于外力产生的连接关系的变化而导致的焊接变形，无需重新修整，提高了生产质量和生产效率。
[0052]请参考图6，图6为本实用新型所提供的第二种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0053]在本实用新型所提供的第二种【具体实施方式】中，在第一种【具体实施方式】的基础上对其做了改进。
[0054]本实施例中，为了更加精确、平稳地调整活动挡板4的位置，保证顶板14或底板16与立柱15之间的连接关系，在第一种【具体实施方式】中的基础上，增加了运动导向部件13。优选地，该运动导向部件13为直线导轨。
[0055]直线导轨水平设置在底座3的左右两侧上，在底座3上的具体设置方式为类似凹槽一样的结构内陷于底座3,其整体贯穿底座3的长度方向,两端与第一定位挡板I和第二定位挡板2连接，并且同时垂直于两者。活动挡板4安装在直线导轨上，与其滑动连接。在安装工件时，顶板14和底板16的安装方法和第一种【具体实施方式】中所描述的方法相同，此处不再赘述。
[0056]而在安装立柱15的时候，首先依然是将立柱15的一端与底板16贴紧，再将整个立柱15安装进限位板6的凹槽5内，当立柱15 —端已经定位好后,再用同样的方法安装另一端。当整个立柱15安装成水平状态时，操作位移调节装置7，带动活动挡板4在直线导轨上进行位移。首先操作位移调节装置7往前移动，活动挡板4在直线导轨上前移，直到固定在活动挡板4上的顶板16与立柱15的一端紧密贴合，然后微调位移调节装置7，让活动挡板4在直线导轨的前后方向上进行小幅移动，使活动挡板4与立柱15之间的连接关系处于最协调位置。立柱15安装好后，可以进行焊接。
[0057]本实用新型所提供的第二种【具体实施方式】，在第一种【具体实施方式】所保证的立柱15与顶板14和底板16之间的垂直度和定位关系的基础上，增加了运动导向部件13，让活动挡板4的位移变得更加精确，可调节性更强，立柱15与顶板14和底板16之间的垂直度、定位关系在更精密的程度上得到保证。另外，本实施例中运动导向部件13采用凹槽式内陷于底座的直线导轨形式，有效节省了焊接工装夹具的开发成本。
【权利要求】
1.一种焊接工装夹具，其特征在于，包括底座(3)，垂直安装于所述底座(3) —端的第一定位挡板(I)，垂直安装于所述底座(3)另一端的第二定位挡板(2)，可移动地垂直安装于所述底座(3)的活动挡板(4)，至少两个垂直安装于所述底座(3)的带有凹槽(5)的限位板(6)，所述凹槽(5)形状与立柱横截面形状相匹配，所述第二定位挡板(2)上设置有位移微调装置(7)，所述位移微调装置(7)与所述活动挡板(4)连接；所述限位板(6)位于所述第一定位挡板(I)与所述活动挡板(4)之间，所述第一定位挡板(I)和所述活动挡板(4)的顶部或底部设置有用于限制顶板或底板水平方向的水平限位器(8)，所述第一定位挡板(I)和所述活动挡板(4)的左侧或右侧设置有用于限制顶板或底板垂直方向的垂直限位器(9)，所述第一定位挡板(I)和所述活动挡板(4)上还设置有用于夹紧所述顶板或底板的夹紧装置(10)。
2.根据权利要求1所述的焊接工装夹具，其特征在于，所述底座(3)水平设置有运动导向部件(13)，所述运动导向部件(13)同时与所述第一定位挡板(I)、所述第二定位挡板(2)和所述活动挡板(4)垂直，所述活动挡板(4)与所述运动导向部件(13)可移动地连接。
3.根据权利要求2所述的焊接工装夹具，其特征在于，所述运动导向部件(13)为直线导轨，所述直线导轨呈凹槽式内陷设置于所述底座(3)，两端分别与第一定位挡板(I)和第二定位挡板(2)垂直连接，所述活动挡板(4)与所述直线导轨滑动连接。
4.根据权利要求1所述的焊接工装夹具，其特征在于，所述第一定位挡板(I)和所述第二定位挡板(2)之间还设置有光轴(17)，所述光轴(17)通过所述第一定位挡板(I)和所述第二定位挡板(2)上的槽孔(18)与其垂直连接。
5.根据权利要求1所述的焊接工装夹具，其特征在于，所述位移微调装置(7)包括螺纹顶柱(701)和旋转把手(702)，所述旋转把手(702)通过所述螺纹顶柱(701)上预设的通孔安装于所述螺纹顶柱(701)，所述螺纹顶柱(701)与所述第二定位挡板(2)上预设的通孔螺纹连接，其伸出部分末端与所述活动挡板(4)连接。
6.根据权利要求1所述的焊接工装夹具，其特征在于，所述活动挡板(4)还设置有支撑轴(11)，所述第二定位挡板(2)还设置有滑动轴承(12);所述支撑轴(11) 一端与所述活动挡板(4)连接，另一端穿过所述第二定位挡板(2)与所述滑动轴承(12)配合。
7.根据权利要求1所述的焊接工装夹具，其特征在于，所述水平限位器(8)包括至少两个并列设置且沿水平方向直线延伸的限位柱，所述垂直限位器(9)包括至少两个并排设置且沿竖直方向直线延伸的限位柱。
8.根据权利要求1所述的焊接工装夹具，其特征在于，所述夹紧装置(10)为夹钳。
【文档编号】B23K37/04GK204019045SQ201420500790
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】刘晓军, 蒋红, 付成冲 申请人:博宁福田智能通道设备（青岛）有限公司