用于弯曲型材的组焊工装的制作方法

本发明涉及机械设备制造技术，尤其涉及一种用于弯曲型材的组焊工装。

背景技术：

具有弯梁的铝合金骨架型材通常由多个铝合金弯曲型材拼焊形成，其中，弯曲型材是指具有弧度的型材。由于弯曲型材的结构比较复杂，因此，弯曲型材的焊接对空间尺寸要求较为严格。

在现有技术中，对弯曲型材的焊接通常是：将待焊接工件放在通用平台上焊接一部分，然后翻转待焊接工件，再焊接剩余部分。这种焊接方式需要对待焊接工件进行翻转，且需要进行两次定位，在翻转过程及定位过程中极易导致待焊接工件变形，并且使得焊接效率较低。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种用于弯曲型材的组焊工装，能够提高组焊效率，减少工件在翻转过程中产生的各种变形，提高工件的焊接质量。

本发明提供一种用于弯曲型材的组焊工装，包括：平行设置的纵梁，所述纵梁上滑动安装有多个焊接单元；

所述焊接单元包括：旋转组件，所述旋转组件的两端分别与两个所述纵梁连接；所述旋转组件上设有支撑座，所述支撑座包括支撑板，所述支撑板与所述旋转组件之间具有预设角度；所述支撑板上设有定位装置和压紧装置，所述定位装置和压紧装置都用于与工件接触。

进一步地，所述旋转组件包括：旋转横梁，所述旋转横梁的两端分别通过轴承安装在轴承座上，所述轴承座上设有第一定位孔；所述轴承座固定安装在所述轴承座安装座上，所述轴承座安装座安装在所述纵梁上；所述旋转横梁的两端固定有圆环，所述圆环上设有第二定位孔，以在所述旋转横梁转动预设角度后，通过定位件穿过所述第一定位孔和第二定位孔，将所述旋转横梁与所述轴承座可拆卸连接。

进一步地，所述轴承座安装座固定在过渡板上，所述过渡板与所述纵梁滑动连接。

进一步地，所述定位装置包括滑动设置在所述支撑座的首端的第一定位座，所述第一定位座用于对所述工件进行定位。

进一步地所述定位装置包括设置在所述支撑座尾端的第二定位座，所述第二定位座用于对所述工件进行定位；其中，所述支撑座尾端的高度大于所述支撑座首端的高度。

进一步地所述定位装置包括设置在所述支撑座中部的第三定位座，所述第三定位座用于对所述工件进行定位；所述第三定位座与所述第二定位座之间还设有定位块；所述定位块与所述支撑座固定连接。

进一步地所述支撑座的尾端还设有第一固定座，所述第一固定座设置在所述第二定位座背离所述第三定位座的一侧，且所述第一固定座上设有推顶杆，所述推顶杆与所述支撑板垂直设置，所述推顶杆用于抵顶所述工件的顶端。

进一步地所述压紧装置设在所述支撑座的首端，且所述压紧装置设置在所述第一定位座背离所述第二定位座的一侧。

进一步地所述压紧装置包括：第二固定座，所述第二固定座上设有第一压紧组件；

所述第一压紧组件包括：设置在所述第二固定座上的第一转轴，所述第一转轴上套设有第一连接座，所述第一连接座能够沿所述第一转轴的轴向滑动，并能够绕所述第一转轴旋转；所述第一连接座背离所述第一转轴的一端设有第一压紧杆，所述第一压紧杆与所述支撑板垂直设置，所述第一压紧杆用于压紧所述工件。

进一步地所述第二固定座上还设有第二压紧组件；

所述第二压紧组件包括：第二连接座，所述第二连接座上设有第二压紧杆，所述第二压紧杆与所述旋转组件平行，所述第二压紧杆用于压紧所述工件

本发明提供的用于弯曲型材的组焊工装，所述焊接单元相对于所述纵梁的滑动时，由于焊接单元包括定位装置和压紧装置，所以，定位装置和压紧装置也相对于纵梁发生了滑动，从而在多个方向预留出可调节的变形量，以适应弯曲型材在多个方向的变形；所述用于弯曲型材的组焊工装，在对工件进行焊接的过程中，不需要对工件进行翻转即可实现工件正反面的焊接，并且在一个工位实现所有焊缝的焊接，不仅提高了组焊效率，还减少了工件在翻转过程中产生的各种变形，提高了工件的焊接质量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于弯曲型材的组焊工装中焊接单元的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的用于弯曲型材的组焊工装与工件的结构示意图。

其中，100-纵梁；200-焊接单元；211-旋转横梁；212-轴承座；212b-定位件；213-轴承座安装座；214-过渡板；215-圆环；215a-第二定位孔；221-支撑板；222-立柱；223-安装板；231-第一定位座；232-第二定位座；233-第三定位座；234-第一固定座；235-推顶杆；236-定位块；241-第二固定座；242-第一转轴；243-第一连接座；244-第一压紧杆；245-第二连接座；246-第二压紧杆；300-工件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，“首”、“尾”等的用语，是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

图1为本发明实施例提供的用于弯曲型材的组焊工装中焊接单元的结构示意图；图2为本发明实施例提供的用于弯曲型材的组焊工装与工件的结构示意图。请参照图1-2，本实施例提供一种用于弯曲型材的组焊工装，包括：平行设置的纵梁100，纵梁100上滑动安装有多个焊接单元200。

焊接单元200可以包括：旋转组件，旋转组件的两端分别与两个纵梁100连接；旋转组件上设有支撑座，支撑座包括支撑板221，支撑板221与旋转组件之间具有预设角度；支撑板221上设有定位装置和压紧装置，定位装置和压紧装置都用于与工件300接触。

具体地，可以根据工件300的长度设置纵梁100的长度，较佳地，纵梁100的长度可以大于工件300预设长度，以保证工件300能够顺利地安装在该组焊工装上。本实施例对纵梁100的长度不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置；例如：纵梁100的长度可以为13464毫米。本实施例对于纵梁100上的焊接单元200的个数也不做具体限定，本领域技术人员可以根据工件300的弯曲情况和长度进行设置；例如焊接单元200可以为9个。

纵梁100具体可以包括：平行设置的底梁和顶梁，底梁和顶梁之间可以连接有若干支撑梁。例如：沿顶梁的长度方向可以设有纵向支撑梁，纵向支撑梁可以连接底梁的中心部位和顶梁的纵向中心部位，以更好地为顶梁提供支撑；纵向支撑梁的两侧分别均匀设有若各个横向支撑梁，以提高纵梁100对焊接单元200的支撑能力。较佳地，沿纵梁100的宽度方向，横向支撑梁与顶梁的边缘具有预设距离，以便于焊接单元200与纵梁100滑动连接。纵梁100的底端可以设有定位板，有助于保证纵梁100的平稳性，且便于将该组焊工装安装至预设安装面。

支撑座可以包括多个立柱222，立柱222的高度沿支撑板221的首端向尾端依次升高，且各个立柱222的顶端位于一个平面内，支撑板221安装在立柱222的顶端，以使支撑板221与旋转组件之间具有预设角度，使得工件300的摆放位置适合操作人员现场焊接。立柱222的底端与安装板223固定连接，安装板223与旋转组件螺栓连接。

本实施例提供的用于弯曲型材的组焊工装，焊接单元200相对于纵梁100的滑动时，由于焊接单元200包括定位装置和压紧装置，所以，定位装置和压紧装置也相对于纵梁100发生了滑动，从而在多个方向预留出可调节的变形量，以适应弯曲型材在多个方向的变形；采用本实施例提供的用于弯曲型材的组焊工装，在对工件300进行焊接的过程中，不需要对工件300进行翻转即可实现工件300正反面的焊接，并且在一个工位即可实现所有焊缝的焊接，不仅提高了组焊效率，还减少了工件300在翻转过程中产生的各种变形，提高了工件300的焊接质量。

进一步地，旋转组件包括：旋转横梁211，旋转横梁211的两端分别通过轴承安装在轴承座212上，轴承座212上设有第一定位孔；轴承座212固定安装在轴承座安装座213上，轴承座安装座213安装在纵梁100上。旋转横梁211上还固定有圆环，圆环上开设有多个第二定位孔，以在旋转横梁211转动预设角度后，通过定位件212b穿过第一定位孔和第二定位孔，将旋转横梁211和轴承座212可拆卸连接。

其中，旋转横梁211可以由矩形管焊接形成，旋转横梁211垂直于纵梁100设置。圆环上可以设有4个第二定位孔，4个第二定位孔间隔90度均布。定位件212b可以为销轴等，为保证旋转横梁211可靠固定。轴承座安装座213可以包括底板，底板上设有支撑轴承座212的支撑块，支撑块具有预设高度，以使旋转组件能够顺利转动，而不与其它部件发生干涉。轴承座212可以通过焊接或者螺接的方式和轴承座安装座213固定连接。

优选地，轴承座安装座213通过螺栓固定在过渡板214上，过渡板214与纵梁100滑动连接。过渡板214可以与纵梁100通过压板连接，以在不破坏纵梁100原有结构的基础上，实现过渡板214与纵梁100的滑动连接，保证纵梁100的强度。

进一步地，定位装置包括滑动设置在支撑座的首端的第一定位座231，第一定位座231用于对工件300进行定位。定位装置包括设置在支撑座尾端的第二定位座232，第二定位座232用于对工件300进行定位；其中，支撑座尾端的高度大于支撑座首端的高度。定位装置包括设置在支撑座中部的第三定位座233，第三定位座233用于对工件300进行定位；第三定位座233与第二定位座232之间还设有定位块236。

其中，第一定位座231可以通过压板与支撑座的支撑板221滑动连接。定位块236、第二定位座232和第三定位座233可以与支撑板221螺栓连接。第一定位座231、第二定位座232和第三定位座233与工件300接触的部位均设有尼龙块，以免划伤工件300，且第一定位座231、第二定位座232和第三定位座233与工件300接触的表面为曲面，以与工件300的轮廓配合，从而更好地对工件300进行定位。

进一步地，支撑座的尾端还设有第一固定座234，第一固定座234设置在第二定位座232背离第三定位座233的一侧，且第一固定座234上设有推顶杆235，推顶杆235与支撑板221垂直设置，推顶杆235用于抵顶工件300，以更好地对工件300进行定位。

其中，推顶杆235可以为螺杆，且可以与第一固定座234螺纹配合；或者推顶杆235可以为气压杆或者液压杆等可伸缩装置。本实施例中，对于第一固定座234的结构不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，只要能够实现第一固定座234支撑推顶杆235的功能即可。

例如：第一固定座234可以包括：底座，底座可以呈柱状，底座上固定有安装支架，安装支架用于安装推顶杆235；安装支架可以包括两个安装板，两个安装板之间连接有第二转轴，转臂通过转轴与安装板转动连接，推顶杆235安装在转臂上；其中一安装板上还铰接有限位杆，另一安装板上设有与限位杆配合的限位槽，通过限位杆卡入限位槽中限制转臂沿背离工件300的方向转动。其中，安装板可以为平板状结构，与底座焊接固定；或者安装板为L型板，通过螺栓固定在底座上。本实施例的第一固定座，在不需要推顶杆235时，可以通过转动转臂移开推顶杆235；在需要推顶杆235压紧定位时，通过限位杆卡入限位槽，以限制转臂的转动。

进一步地，压紧装置设在支撑座的首端，且压紧装置设置在第一定位座231背离第二定位座232的一侧。

具体地，压紧装置包括：第二固定座241，第二固定座241上设有第一压紧组件；第一压紧组件包括：设置在第二固定座241上的第一转轴242，第一转轴242上套设有第一连接座243，并能够绕第一转轴242旋转；第一连接座243第一压紧杆244用于压紧工件300背离第一转轴242的一端设有第一压紧杆244，第一压紧杆244与支撑板221垂直设置，第一压紧杆244用于压紧工件300。第一压紧杆244可以为螺杆，且与第一连接座243螺纹配合；或者推顶杆235可以为气压杆或者液压杆等可伸缩装置。

第二固定座241上还设有第二压紧组件；第二压紧组件包括：第二连接座245，第二连接座245上设有第二压紧杆246，第二压紧杆246与旋转组件平行，第二压紧杆246用于压紧工件300。第二压紧杆246可以为螺杆，且与第二连接座245螺纹配合；或者推顶杆235可以为气压杆或者液压杆等可伸缩装置。

其中，推顶杆235、第一压紧杆244或者第二压紧杆246，与工件300之间可以设有压紧块，以增大与工件300的接触面积。压紧块上还可以设有凹槽，凹槽的开口朝向工件，且该凹槽与工件300强度较差的位置相对应，以防止工件300在该位置发生形变；对于凹槽的尺寸、形状及位置，本实施例不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。此外，在推顶杆235、第一压紧杆244或者第二压紧杆246由于尺寸限制，无法与工件300接触时，可以通过压紧块传递推顶杆235、第一压紧杆244或者第二压紧杆246对工件300的压紧力。以第二压紧杆246为例：当压紧块的尺寸较小时，可以将压紧块与第二压紧杆246焊接。压紧块可以采用不锈钢制成。

本实施例中，在首个工件300试制时，根据焊接现场的情况调整第一定位座231，将第一定位座231移动至合适位置(例如：使第一定位座231能够与工件300接触)，并固定第一定位座231。在对后续的工件300进行焊接时，可以不用再调整第一定位座231，直接将工件300放置在第一定位座231、第二定位座232、第三定位座233和定位块236上，然后，在推顶杆235、第一压紧杆244与工件300之间放置压紧块，并旋转推顶杆235、第一压紧杆244压紧工件300，实现对工件的定位。

其中，当第二压紧杆246的端部焊接有压紧块时，可以将工件300放置到第一定位座231、第二定位座232、第三定位座233和定位块236上之后，旋转第二压紧杆246压紧工件300，以免在推顶杆235、第一压紧杆244与工件300之间放置压紧块时，工件300发生移动，能够进一步保证焊接质量。

本实施例中通过第一定位座231、推顶杆235、第一压紧杆244、第二压紧杆246的移动能够实现弯曲型材的断面方向的变形，为双层铝合金车体的整体挠度打下基础。

本实施例中，对于第一连接座243和第二连接座245的结构不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，只要能够实现其支撑第一压紧杆244、第二压紧杆246的功能即可。例如：第二连接座245的结构可以与第一固定座234中的安装支架结构类似。

下面举例说明采用本实施例用于弯曲型材的组焊工装焊接工件的方法：

对弧形长大型材纵向预制挠度变量，型材长度为L米，施加数值采用以中心为基准，向两端逐渐递减，各个施力点根据L米长度均布，每个点的挠度数值根据车体挠度计算方法(梁在均布载荷下的变形)所得。例如：在长度为L的弧面型材上进行均布，最高点为F，两侧对称递减，分别依次为F1～F5,f1～f5。

具体以双层车体下部的12m“L”型断面弧形型材为例，根据梁的均布载荷变形计算，最高点施加变形量为7mm，以1.5米为间距，两侧均布数值分别为6.5、5、2.7、0。

根据上述方法的计算结果，对组焊工装施加载荷预变形，然后安装工件，将工件中心与工装中心对齐，即对组焊工装施加最大预变形量以与工件中心对齐，保证组焊工装两侧施加的反变形量对称施加在工件上，采用从中间向两端依此压紧，从而使外力得以向两端释放，保证工件与工装支撑装置完全密贴。

在焊接时，首先点焊固定下部焊缝，然后焊接上部焊缝，采用从中部向两端依此焊接的焊接方法，然后打底焊接弧形上部焊缝，打底采用两个焊工同时从中部向两端焊接，与弧形型材施加的预变形递减方向一致，保证此大断面弧形工件的应力向两端释放。上部打底焊接完成后，焊接下部焊缝，焊接方法与上部焊缝焊接顺序相同。

该焊接方法，可在不使用翻转设备的前提下完成焊接，并保证工件的形位尺寸不发生变化。此外，该焊接方法还可以有效的避免焊接热量集中输入及分散，并通过对工件施加方向一致的反变形，使焊接应力向两端均匀的传递，释放；实现控制部件焊接变形，减少焊后调修量的目的，提高产品质量及部件生产效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。