车钩横梁组装焊接通用工装的制作方法

本发明属于轨道交通车体系统，应用于车体部件底架连挂部分部件的组装焊接工作技术领域，所焊接部件为高应力、高承载、车体组成的关键部件；其具体涉及一种车钩横梁组装焊接通用工装。

背景技术：

铝合金车钩横梁部件焊接在车钩安装座上，起到车辆牵引部件加强作用，属于高应力、高承载的关键部件，对于焊接质量要求极高，同时为了达到最佳的受力状态，该部件对立板与t型梁的相对位置关系要求也较高(如图1所示)：要求t型梁的平面度≤1mm；立板焊后平面度≤1mm，与t型梁之间的垂直度≤1mm。

该部件以往焊接时采取手工装配、焊前预制反变形后在专用焊接工装上分段焊接来控制焊接变形，但由于手工装配并装夹在专用焊接工装上存在一定的偏差，导致最终产品尺寸出现偏差增加了后续部件调型工作的难度，具体体现在：①每次装配的精度及尺寸不一致，导致焊接完成的产品不一致，后续调型难度及调型多样性增加，工装不存在通用性；②焊接反变形量靠经验控制，但受到板材温度、t型梁应力状态影响部件焊后变形不可控。③同时现有专用工装的压紧采取螺杆压紧的方式，压紧力不可控对于控制焊接变形效果不佳，并且工装上有16组螺杆压紧装置，每次的压紧和拆装时间在80至90分钟之间，而焊接时间为30分钟，压紧拆装过程严重影响生产效率。④手工分段焊接焊缝接头较多，增加了焊接过程中焊缝接头打磨，以及焊后接头打磨影响生产效率，同时还存在焊接接头熔合不良的焊接质量隐患。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺点与不足，一种车钩横梁组装焊接通用工装应运而生。本发明的车钩横梁组装焊接通用工装采取液压装置进行装夹，并带有可调节的反变形功能，压紧力恒定、反变形状态一致可有效控制产品焊接变形，装夹和拆装时间减少到10分钟，效率提高80％；并且该工装后期会配合焊接机器人一起工作可实现焊缝完整无接头减少了焊中和焊后的打磨工作量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

车钩横梁组装焊接通用工装，所述工装对称设置，包括平台、压紧控制单元、推紧控制单元和翻转控制单元，平台作为基板，压紧控制单元、推紧控制单元和翻转控制单元分别设置为液压装置；压紧控制单元夹持所述车钩横梁的t型梁和立板从而将车钩横梁夹紧在所述工装上；推紧控制单元设置车钩横梁斜边上的t型梁两端，即斜梁的两端，与滑轨配合使斜梁向内推紧；翻转控制单元设置在t型梁的两端，液压作用力使得t型梁向外翻转实现焊前反变形。

进一步地，压紧控制单元、推紧控制单元和翻转控制单元分别包括多个压紧用液压缸、推紧用液压缸和翻转用液压缸。

进一步地，所述压紧用液压缸包括用于压紧所述t型梁的第二压紧用液压缸，以及用于压紧所述立板的第一压紧用液压缸，二者均包括压紧块、连接部和压紧结构，压紧块直接接触压紧立板或t型梁，压紧结构和压紧块通过连接部连接，压紧结构即为液压杆，通过该液压杆的伸缩而实现压紧与松开立板或t型梁。

进一步地，每个t型梁上依次设有多个所述第二压紧用液压缸，每个立板上设有多个所述第一压紧用液压缸。

进一步地，所述滑轨设置在所述平台上，位于斜梁两端的推紧用液压缸分别在滑轨上前后移动，将斜梁移动到立板处推紧固定，从而适应不同类型车钩横梁两t型梁之间角度变化。

进一步地，通过设置在所述t型梁两端处的翻转用液压缸共同作用，该作用力与t型梁焊接变形的方向相反，使得t型梁向焊接变形的反方向翻转，可在车钩横梁装夹结束后对车钩横梁的焊接区域做反变形。

更进一步地，所述翻转用液压缸包括翻转块和翻转结构，翻转块和翻转结构相互连接，翻转块与所述t型梁接触，通过力作用在t型梁上实现翻转；翻转结构即为液压杆，通过液压杆的伸缩实现翻转，伸出液压杆向外翻转，收缩液压杆为回正。本发明的优点如下：有效控制铝合金车钩横梁焊接变形，减轻部件调修工作量；减少焊接接头数量，提高整体焊缝焊接质量及焊缝承载强度、减少焊缝打磨量减少生产操作人员劳动强度提高工作舒适性；提高生产效率，降低产品的单价提升产品利润空间。

目前铝合金车钩横梁部件有3大类，产品尺寸不同、产品角度不同，本车钩横梁组装焊接通用工装可满足这3大类铝合金车钩横梁的装配及焊接，通用性更强、节约成本、节约场地。

总之，本发明自动化程度高，可降低生产操作人员的劳动强度；可简化产品生产流程，提高生产效率；通用性高，一套工装可装配3大类共5种车钩横梁产品(主要是两t型梁的长度或者之间夹角的变化)，提高场地利用率、节约成本；液压装置装夹牢固可靠可有效控制焊接变形，减少了后续调型的工作提高生产效率；与自动化焊接设备配合使用可实现自动化焊接生产，改善了生产操作人员的作业环境、降低了焊接和打磨操作人员的劳动强度；且自动化焊接焊缝焊接质量高，提升了企业的竞争力。

附图说明

图1是车钩横梁的示意图；

图2是本发明工装示意图；

图3是压紧用液压缸示意图1；

图4是压紧用液压缸示意图2；

图5是推紧用液压缸示意图；

图6是翻转用液压缸示意图；

其中，1-t型梁，2-立板，3-压紧用液压缸，31-第一压紧用液压缸，311-第一压紧块，312-第一连接部，313-第一压紧结构，32-第二压紧用液压缸，321-第二压紧块，322-第二连接部，323-第二压紧结构，4-推紧用液压缸，41-推紧结构，42-滑动机构，5-翻转用液压缸，51-翻转结构，52-翻转块，6-平台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

本实施例的车钩横梁组装焊接通用工装采取液压压紧、翻转的方式进行工作，压紧力恒定、反变形角度可调节，对产品焊接变形可有效进行控制。

如图2所示，本实施例的车钩横梁组装焊接通用工装包括平台6以及压紧控制单元、推紧控制单元和翻转控制单元，平台6作为基板放置工装的其他部件，即其他部件均设置在其上面。车钩横梁组装焊接通用工装对称设置。

压紧控制单元、推紧控制单元和翻转控制单元用于装夹组装车钩横梁产品，压紧控制单元、推紧控制单元和翻转控制单元分别包括多个压紧用液压缸3、推紧用液压缸4和翻转用液压缸5。

压紧用液压缸3起到压紧铝合金车钩横梁的作用，通过机械结构将液压力传递到压紧块将工件夹持并紧靠固定在组焊工装上，控制焊接变形，如图2所示。压紧用液压缸3分为两种：一种用于压紧t型梁1，即第二压紧用液压缸32，另一种用于压紧立板2，即第一压紧用液压缸31。

每个t型梁1上依次设有多个第二压紧用液压缸32，每个立板2上设有多个第一压紧用液压缸31。

如图3所示，第一压紧用液压缸31包括第一压紧块311、第一连接部312和第一压紧结构313，第一压紧块311直接接触压紧立板2，第一连接部312分别连接上述第一压紧块311和第一压紧结构313，第一压紧结构313和第一压紧块311通过第一连接部312连接，第一压紧结构313即为液压杆，通过该液压杆的伸缩实现压紧与松开，伸出液压杆即可最终压紧立板2，收缩液压杆即可最终松开立板2。

如图4所示，第二压紧用液压缸32包括第二压紧块321、第二连接部322和第二压紧结构323，第二压紧块321直接接触压紧t型梁1，第二连接部322分别连接上述第二压紧块321和第二压紧结构323，第二压紧结构323和第二压紧块321通过第二连接部322连接，第二压紧结构323即为液压杆，通过该液压杆的伸缩实现压紧与松开，伸出液压杆即可最终松开t型梁1，收缩液压杆即可最终压紧t型梁1。

如图2和图5所示，推紧用液压缸4将斜梁(即斜t型梁，位于车钩横梁的斜边上的t型梁1)向内推紧，达到满足3大类铝合金车钩横梁组装焊接的要求，即符合通用性要求。

具体的是，推紧用液压缸4分别设置在斜梁的两端位置，推紧用液压缸4下方配合使用滑轨，滑轨设置在平台6上，斜梁两端的推紧用液压缸4分别在滑轨可实现前后移动，进而实现斜梁的推紧功能，从而适应不同类型车钩横梁两t型梁1之间角度变化。液压力通过液压杆作用在滑动机构42上，滑动机构42包括固定在平台上的滑轨和夹持斜t型梁的工装，通过液压杆的伸缩来实现夹持斜t型梁的工装可以在固定在平台6的滑轨上移动。

推紧用液压缸4还设有推紧结构41，即通过该推紧结构41的液压杆实现推紧与松开，伸出液压杆为推紧斜梁，收缩液压杆为松开斜梁。

注：移动的部分是斜t型梁，当车钩横梁的斜t型梁与车钩横梁立板2接触后则滑动推紧停止即固定。

推紧用液压缸4：通过调节推紧行程可控制组装间隙大小满足实现自动化焊接(即生产操作人员只需要将车钩横梁部件按照工装限位放置好车钩横梁部件后，操作工装即可完成装夹且装夹的一致性好易于实现自动焊焊接)。

如图2和图6所示，翻转用液压缸5起到翻转t型梁1的作用，可在车钩横梁部件装夹结束后对车钩横梁部件的焊接区域做反变形，进一步控制焊接变形。翻转用液压缸5设置在每个t型梁1的两端位置，通过两端位置的翻转用液压缸5共同作用力，该作用力与的方向与t型梁1卷翘变形的方向相反，使得t型梁1反变形。如图2中左侧的两t型梁1，利用斜梁上的翻转用液压缸5将斜梁向外侧翻(即向左翻转)，利用直角边上的翻转用液压缸5将直角边上的t型梁1也向外翻转(即向右翻转)。

翻转用液压缸5包括翻转块52和翻转结构51，翻转块52和翻转结构51相互连接；翻转块52：通过力作用在部件上，实现工装整体翻转。翻转结构51即液压杆，通过液压杆的伸缩实现翻转，伸出液压杆向外翻转，收缩液压杆为回正。

利用本车钩横梁组装焊接通用工装进行工作，具体组焊流程如下：

①将车钩横梁各部件放置在本组装焊接通用工装上；

②操作压紧控制单元将车钩横梁立板2、t型梁1压紧在工装上；

③操作推紧控制单元将斜梁向内推紧；

④操作焊接设备进行段焊；

⑤操作翻转控制单元将t型梁1向外翻转一定角度完成焊前反变形制作；

⑥对部件进行自动化焊接。

以上所述仅为本发明的优选例实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。