一种汽车空气悬架气室的热气焊接机构及其焊接工艺的制作方法

1.本发明涉及一种汽车空气悬架气室的热气焊接机构及其焊接工艺，属于塑料热气焊接技术领域。


背景技术：

2.随着新能源汽车的发展，越来越多的新能源汽车开始使用空气悬架，空气悬架的气室包括上下两个壳体，目前两个壳体的焊接加工一般是通过热板焊或者振动摩擦焊进行；但由于空气悬架气室的内部焊筋结构较为复杂，现有的焊接方式都难以有效地照顾到每个焊接部位，而且加热部件与工件直接接触，如果时间控制不好，就会导致工件与加热部件黏连，而留在加热部件上的工件残渣就会影响设备后续的使用，导致焊接效果逐渐变差。


技术实现要素：

3.针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种汽车空气悬架气室的热气焊接机构及其焊接工艺。
4.本发明的技术解决方案是这样实现的：一种汽车空气悬架气室的热气焊接机构，包含上模板、下模板和热模板；所述上模板的下侧设置有上模固定组件，上模固定组件用于装夹空气悬架气室的上半部分，下模板的上侧设置有下模固定组件，下模固定组件用于装夹空气悬架气室的下半部分，热模板的上下两侧均设置有热气焊接模具，热气焊接模具用于吹热气加热空气悬架气室的上半部分和下半部分的焊筋；所述上模板和下模板由升降机构带动升降，热模板由前后移动机构带动前进或后退。
5.优选的，所述上模板、下模板和热模板上均设置有互相配合的限位顶杆。
6.优选的，所述上模固定组件包含固定在上模板下侧的上模底座，以及安装在上模底座上的上模仿形座和内圈牛筋膨胀夹紧装置，上模仿形座与空气悬架气室的外壳上侧结构匹配，内圈牛筋膨胀夹紧装置穿过上模仿形座，从中间内圈部位夹紧空气悬架气室的上半部分。
7.优选的，所述内圈牛筋膨胀夹紧装置包含牛筋控制气缸和牛筋圈，牛筋控制气缸上设置有牛筋底座，牛筋圈的下端固定安装在牛筋底座上，牛筋控制气缸的气缸杆上设置有牛筋控制杆，牛筋控制杆的上端设置有倒锥形控制块，倒锥形控制块通过下侧的锥面与牛筋圈的上端配合，牛筋控制气缸带动倒锥形控制块升降，进而带动牛筋圈的上端向外扩张或复位。
8.优选的，所述下模固定组件包含固定在下模板上侧的下模底座，以及安装在下模底座上的下模仿形座、侧向支撑滑动机构和双向凸轮夹紧机构；所述下模仿形座与空气悬架气室的外壳下侧结构匹配，侧向支撑滑动机构与空气悬架气室的下半部分的侧边孔结构配合，双向凸轮夹紧机构从下侧夹紧空气悬架气室的下半部分。
9.优选的，所述侧向支撑滑动机构包含侧向控制气缸、侧边滑块和侧边插头，侧向控制气缸带动侧边滑块前后滑动，侧边插头设置在侧边滑块上，侧边插头用于插入空气悬架
气室的下半部分的侧边孔结构中。
10.优选的，所述双向凸轮夹紧机构包含夹紧控制气缸、凸轮控制板和两组互相对称的夹紧组件，夹紧组件包含凸轮连接臂、夹持滑座和夹持块；所述夹紧控制气缸带动凸轮控制板前后移动，凸轮控制板上设置有两道互相对称的斜向滑槽，凸轮连接臂上设置有滚轮，滚轮与斜向滑槽配合，将凸轮控制板的前后运动转化为凸轮连接臂的左右移动；所述凸轮连接臂与夹持滑座连接，夹持块固定安装在夹持滑座上。
11.一种汽车空气悬架气室的热气焊接工艺，包含以下步骤：
12.①
将空气悬架气室的上半部分安装在上模板下侧的上模固定组件上；将空气悬架气室的下半部分安装在下模板下侧的下模固定组件上；
13.②
启动设备，由前后移动机构带动热模板向前移动，使热模板位于上模板与下模板之间；
14.③
设备上部的升降机构带动上模板下降，使上模固定组件上的工件与热模板上侧的热气焊接模具合模；设备下部的升降机构带动下模板上升，使下模固定组件上的工件与热模板下侧的热气焊接模具合模；
15.④
由氮气加热系统向热模板上下两侧的热气焊接模具通高温氮气，热气焊接模具上的加热吹气管向工件上的焊筋吹出高温氮气，直到焊筋处于焊接熔融状态；
16.⑤
上模板、下模板和热模板复位，随后设备上部的升降机构带动上模板下降，设备下部的升降机构带动下模板上升，使上模固定组件上的工件与下模固定组件上的工件合模；
17.⑥
设备向工件位置吹冷风降温，直到焊接完成，上模固定组件和下模固定组件松开工件，随后上模板和下模板复位，工件被留在下模固定组件上；
18.⑦
取出工件。
19.由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
20.本发明的汽车空气悬架气室的热气焊接机构，采用热气焊接的方式进行加工，热气焊接模具的加热吹气管可以根据需要密布在工件焊筋的每一处，保证焊筋的每个位置都能够得到充分加热，保证焊接质量；并且加热气管不会与工件直接接触，留有一定间隙，这样就不会与工件黏连，不会影响设备的后续加工。
21.本方案针对空气悬架气室工件的结构特殊性优化设计了上下模具的装夹机构，保证空气悬架气室的上下部分都能够得到有效夹持，进一步保证了焊接质量，并提高加工效率；其焊接工艺的优化，使整个焊接过程可以高效进行，保证生产节拍，提高产品的工业化生产效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
23.附图1为本发明所述的一种汽车空气悬架气室的热气焊接机构的立体结构示意图；
24.附图2为本发明所述的上模板的结构示意图；
25.附图3为本发明所述的内圈牛筋膨胀夹紧装置的结构示意图；
26.附图4为本发明所述的热模板的结构示意图；
27.附图5为本发明所述的下模板的结构示意图；
28.附图6为本发明所述的双向凸轮夹紧机构的部分结构示意图；
29.附图7为本发明所述的双向凸轮夹紧机构的另一部分结构示意图。
具体实施方式
30.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.如附图1所示，本发明所述的一种汽车空气悬架气室的热气焊接机构，包含上模板1、下模板2和热模板3，运动方式采用常规的热板焊接机等设备的形式，可以参考本技术人日前申请的相关专利；其中，上模板1和下模板2由升降机构带动升降，热模板3由前后移动机构带动前进或后退，上模板1、下模板2和热模板3上均设置有互相配合的限位顶杆7，限位顶杆7高度可调，并带有常规的到位传感器，避免工件与热模以及工件与工件过度配合。
34.所述上模板1的下侧设置有上模固定组件4，参考图2，图2的上模为了图示方便，是反过来的状态；所述上模固定组件4用于装夹空气悬架气室的上半部分，上模固定组件4包含固定在上模板1下侧的上模底座，以及安装在上模底座上的上模仿形座41和内圈牛筋膨胀夹紧装置42；图中示意了两组上模固定组件4，其中左边的上模固定组件4移除了部分遮挡部件；所述上模仿形座41的结构与空气悬架气室的外壳上侧结构匹配，内圈牛筋膨胀夹紧装置42穿过上模仿形座41，从中间内圈部位夹紧空气悬架气室的上半部分。
35.如图3所示，所述内圈牛筋膨胀夹紧装置42包含牛筋控制气缸43和牛筋圈44，牛筋控制气缸43上设置有牛筋底座45，牛筋圈44的下端固定安装在牛筋底座45上，牛筋控制气缸43的气缸杆上设置有牛筋控制杆46，牛筋控制杆46的上端设置有倒锥形控制块47，倒锥形控制块47通过下侧的锥面与牛筋圈44的上端配合，牛筋控制气缸43带动倒锥形控制块47升降，进而带动牛筋圈44的上端向外扩张膨胀或复位，牛筋圈44膨胀时，即可从中间内圈部
位的孔结构处夹紧空气悬架气室的上半部分。
36.所述下模板2的上侧设置有下模固定组件5，下模固定组件5用于装夹空气悬架气室的下半部分，参考图5，图5中示意了左右两组下模固定组件5，其中右侧的下模固定组件5移除了部分遮挡部件。
37.所述下模固定组件5包含固定在下模板2上侧的下模底座，以及安装在下模底座上的下模仿形座51、侧向支撑滑动机构和双向凸轮夹紧机构；所述下模仿形座51的结构与空气悬架气室的外壳下侧结构匹配，侧向支撑滑动机构与空气悬架气室的下半部分的侧边孔结构配合，双向凸轮夹紧机构从下侧夹紧空气悬架气室的下半部分。
38.其中，所述侧向支撑滑动机构包含侧向控制气缸52、侧边滑块53和侧边插头54，侧向控制气缸52带动侧边滑块53前后滑动，侧边插头54设置在侧边滑块53上，侧向控制气缸52通过侧边滑块53带动侧边插头54插入空气悬架气室的下半部分的侧边孔结构中，配合双向凸轮夹紧机构对空气悬架气室的下半部分进行辅助定位。
39.参考图6、7，所述双向凸轮夹紧机构包含夹紧控制气缸55、凸轮控制板56和两组互相对称的夹紧组件，夹紧组件包含凸轮连接臂57、夹持滑座58和夹持块59；所述凸轮连接臂57滑动设置在下模固定组件5的下模底座上，夹紧控制气缸55带动凸轮控制板56前后移动，凸轮控制板56上设置有两道互相对称的斜向滑槽60，凸轮连接臂57上设置有滚轮，滚轮与斜向滑槽60配合，通过该结构即可将凸轮控制板56的前后运动转化为凸轮连接臂57的左右移动，形成凸轮传动的形式。
40.如图7所示，所述凸轮连接臂57与夹持滑座58连接，下模固定组件5上还设置有夹持滑轨61，夹持滑座58与夹持滑轨61滑动配合，夹持块59固定安装在夹持滑座58上；使凸轮连接臂57通过夹持滑座58带动夹持块59移动，两组互相对称的夹紧组件同时相对运动，即可夹持或松开空气悬架气室的下半部分。
41.如图4所示，所述热模板3的上下两侧均设置有热气焊接模具6，热气焊接模具6上设置有密布的吹气管，吹气管的位置根据空气悬架气室的焊筋的具体结构进行设计，吹气管用于吹热气来加热空气悬架气室的上半部分和下半部分的焊筋。
42.参考上述结构，汽车空气悬架气室的热气焊接工艺包含以下步骤：
43.①
将空气悬架气室的上半部分安装在上模板1下侧的上模固定组件4上；将空气悬架气室的下半部分安装在下模板2下侧的下模固定组件5上；
44.②
启动设备，由前后移动机构带动热模板3向前移动，使热模板3位于上模板1与下模板2之间；
45.③
设备上部的升降机构带动上模板1下降，使上模固定组件4上的工件与热模板3上侧的热气焊接模具6合模；设备下部的升降机构带动下模板2上升，使下模固定组件5上的工件与热模板3下侧的热气焊接模具6合模；
46.④
由氮气加热系统向热模板3上下两侧的热气焊接模具6通高温氮气，热气焊接模具6上的加热吹气管向工件上的焊筋吹出高温氮气，直到焊筋处于焊接熔融状态；
47.⑤
上模板1、下模板2和热模板3复位，随后设备上部的升降机构带动上模板1下降，设备下部的升降机构带动下模板2上升，使上模固定组件4上的工件与下模固定组件5上的工件合模；
48.⑥
设备向工件位置吹冷风降温，直到焊接完成，上模固定组件4和下模固定组件5
松开工件，随后上模板1和下模板2复位，工件被留在下模固定组件5上；
49.⑦
取出工件。
50.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。