一种汽车控制臂的焊接夹具的制作方法
【专利说明】
[0001 ] 技术领域:
[0002]本实用新型涉及汽车部件的焊接夹具，具体而言，涉及商务车前桥的下控制臂焊接夹具设计的相关技术。
[0003]【背景技术】:
[0004]汽车用的双横臂式独立悬架是控制臂式悬架的一种，双横臂式独立悬架使用扭杆弹簧和横向稳定杆，带有减震器，此悬架的特点是乘坐舒适性好，这类结构可使车轮间的跳动互不影响，车身的稳定性较好，同时这种结构允许单个车轮有更大的跳动范围，将悬架的刚性做得更软，令乘坐感觉更加平稳。
[0005]现有技术中，商务车前桥的下控制臂包括上下片体和空心圆柱，在设计和生产过程中，所述上下片体和空心圆柱需要进行焊接这一工艺流程而形成前桥的下控制臂(本文简称前下控制臂)。其中，所述上下片体上设有工艺定位孔，上下片体外形整体呈钳形，所述空心圆柱包括焊接在呈钳形的上下片体的左端的左空心圆柱和焊接在呈钳形的上下片体的右端的右空心圆柱。
[0006]作为汽车前桥总成的重要组成部分，前下控制臂的功用包括:支承悬架弹簧、减振器，连接转向节，保护半轴，在汽车行驶时，承受由车轮传来的路面反作用力和力矩。其中，与前下控制臂的上下片体相焊的空心圆柱的功用是与车架相连。前下控制臂的上下片体与空心圆柱的材料均为20CrMnB，而且工件基本上是以Y轴对称分布的。在前下控制臂的内部的端部设有材质为橡胶的隔离衬套，同时，球型的联轴器被安装在前下控制臂外侧的端头。前下控制臂用螺栓固定在前十字架上，而这个螺栓被安装在衬套的中心上。
[0007]【实用新型内容】:
[0008]本实用新型所解决的技术问题:在保证前下控制臂的组成部件(上下片体与空心圆柱)在焊接过程中，夹具与焊枪不发生干涉的前提下，以及在保证焊接质量的基础上，如何设计出制造周期短、精度高、生产成本低的焊接夹具。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案:
[0010]—种汽车控制臂的焊接夹具，包括总架、安装在总架上的上下片体定位夹紧系统和空心圆柱定位夹紧系统;所述上下片体定位夹紧系统用于定位夹紧前下控制臂的上下片体，所述空心圆柱定位夹紧系统用于定位夹紧前下控制臂的空心圆柱；
[0011 ]所述上下片体定位夹紧系统包括上下片体定位机构和上下片体夹紧机构；
[0012]所述上下片体定位机构包括第一定位座、第二定位座、支撑柱;所述第一定位座、第二定位座、支撑柱均安装在总架上，所述第一定位座、第二定位座与上下片体上的工艺定位孔配合，所述上下片体的重心落在第一定位座、第二定位座、支撑柱所构成的平面内；
[0013]所述上下片体夹紧机构包括第一气缸、安装在第一气缸活塞杆的第一压头;在第一气缸的驱动下，所述第一压头压迫在上下片体上；
[0014]所述空心圆柱定位夹紧系统包括空心圆柱定位机构和空心圆柱夹紧机构；
[0015]所述空心圆柱定位机构包括左定位机构和右定位机构，所述左定位机构和右定位机构均包括固定在总架上的第一导向支座、插设在第一导向支座的导向孔内的第一移动轴、安装在第一移动轴端部的第一定位销、用于驱动第一移动轴在第一导向支座的导向孔内作伸缩运动的第二气缸;所述左定位机构位于空心圆柱中左空心圆柱的左侧旁，左定位机构中的第一定位销可从左侧插入左空心圆柱内以定位左空心圆柱，所述右定位机构位于空心圆柱中右空心圆柱的右侧旁，右定位机构中的第一定位销可从右侧插入右空心圆柱内以定位右空心圆柱；
[0016]所述空心圆柱夹紧机构包括导向支架、左连杆轴和右连杆轴、左连杆和右连杆、第二左压头和第二右压头、第三气缸;所述导向支架固定在总架上，导向支架包括位于左侧的左导向架和位于右侧的右导向架，所述左连杆轴活动插设在左导向架的导向孔内，所述右连杆轴活动插设在右导向架的导向孔内，所述第二左压头安装在左连杆轴的左端，所述第二右压头安装在右连杆轴的右端，所述左连杆的一端铰接在左连杆轴的右端，左连杆的另一端铰接在第三气缸的活塞杆上，所述右连杆的一端铰接在右连杆轴的左端，右连杆的另一端铰接在第三气缸的活塞杆上；在第三气缸的驱动下，所述第二左压头可从右侧插入左空心圆柱内，所述第二右压头可从左侧插入右空心圆柱内。
[0017]按上述技术方案，本实用新型所述汽车控制臂的焊接夹具的工作原理如下:
[0018]第一，上下片体定位机构中的第一定位座、第二定位座、支撑柱共同支撑在上下片体的底面上，上下片体的重心落在第一定位座、第二定位座、支撑柱之间；之后，上下片体夹紧机构中的第一气缸动作，驱动第一压头压迫在上下片体的表面上;至此，上下片体被上下片体定位夹紧机构定位夹紧。
[0019]第二，空心圆柱定位机构中的左定位机构中的第一定位销从左侧插入左空心圆柱，以定位左空心圆柱;右定位机构中的第一定位销从右侧插入右空心圆柱，以定位右空心圆柱;之后，空心圆柱夹紧机构中的第三气缸动作，第三气缸的活塞杆驱动其上的左连杆和右连杆向左右两侧张开呈V字形，左连杆驱动左连杆轴在左导向架的导向孔内向左移动，右连杆驱动右连杆轴在右导向架的导向孔内向右移动，所述左连杆轴驱动其上的第二左压头向左移动插入左空心圆柱内，所述右连杆轴驱动其上的第二右压头向右移动插入右空心圆柱内，至此，左空心圆柱和右空心圆柱被定位夹紧。
[0020]上述技术方案是对汽车前下控制臂的焊接夹具的一种设计，在设计过程中，根据零件的硬度及加工要求，在定位及夹紧中均采用了气动元件。采用气动元件除了能有效地对元件进行夹紧和定位，同时在经济性及效率上都能满足零件加工的要求。
[0021]通过上述技术方案，本实用新型具有如下技术效果:
[0022]第一，通过将传统的夹具设计技术与先进技术有机地相结合，缩短了夹具制造的周期，提高了精度，降低了生产成本。
[0023]第二，所设计的夹具达到了预期的目标:结构简单，便于加工，使用安全方便，焊接过程与夹具无干涉，并通过联接处零件强度的校核，满足要求。
[0024]第三，最后通过夹具定位误差的分析，所设计的夹具达到初始设计要求。
[0025]作为本实用新型对上下片体定位夹紧系统的一种说明，上下片体定位机构中，所述第一定位座和第二定位座均包括固定在总架上的底座、设置在底座上的定位柱、设置在定位柱上的第二定位销;所述第二定位销的中心线与定位柱的中心线重合，第二定位销的外径小于定位柱的的外径，所述定位柱在其与第二定位销的衔接处形成支撑上下片体的环形支撑面。按上述说明，所述第二定位销插设在上下片体的工艺定位孔内，所述环形支撑面支撑在上下片体的底面上。
[0026]作为本实用新型对上下片体定位夹紧系统的一种说明，上下片体夹紧机构中，所述第一压头通过压紧装置安装在第一气缸活塞杆上，所述第一气缸为升降气缸;所述压紧装置包括固定安装在第一气缸的缸体上的壳体、位于壳体内且与第一气缸活塞杆固定连接的气缸接头、固定在气缸接头侧壁上的第一芯轴、枢接在壳体内且位于气缸接头旁侧的转轴、固定在转轴上的第二芯轴、一端与第一芯轴铰接而另一端与第二芯轴铰接的连接杆、固定安装在转轴上的压板、固定安装在压板上的压紧杆;所述第一芯轴的轴心线和第二芯轴的轴心线平行，所述第二芯轴的轴心线与转轴的轴心线平行，所述第一压头固定安装在压紧杆上。按上述说明，第一气缸的活塞杆上升，驱动气缸接头上升，气缸接头带动其上的第一芯轴上升，第一芯轴向第二芯轴接近，由于连接杆连接第一芯轴和第二芯轴，因此，第一芯轴和第二芯轴之间的距离一定，向第二芯轴接近的第一芯轴通过驱动第一芯轴而使转轴旋转，旋转的转轴驱动压板围绕转轴旋转，旋转的压板通过压紧杆驱动第一压头以旋转的方式压迫在上下片体的表面上。
[0027]作为本实用新型对上下片体定位夹紧系统的一种说明，上下片体夹紧机