一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法

技术领域

本发明属于军用车制造技术领域，更具体地，涉及一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法。

背景技术

纵梁包括直梁段和曲梁段，纵梁在焊接时通常先由机器人对直梁段进行焊接，焊接结束之后通常会发生一定的变形；机器人主要焊接的是纵梁的直梁段，曲梁段则需要由人工进行补焊。目前军用车制造领域是以小批量、多品种的生产模式为主，车辆型号繁多，并且军用车的纵梁长度较大(约长4～6.5米)，焊缝分布在纵梁两侧(焊缝总长度8～13米)，目前采用的是MAG焊，热影响区可达15～20毫米。

军用车采用的纵梁材料刚性好，强度大，焊缝长，发生形变后调整困难，针对这些特点，现场先由机器人对纵梁上面的长直焊缝进行焊接，之后再由人工对机器人不容易焊接的地方进行补焊。在没有夹具固定的条件下，直接在平台上进行补焊，由于MAG焊焊接产生的热输入大且温度场分布不均匀，纵梁很容易因此产生更大的挠曲变形，影响纵梁的精度，不利于后续的装配工作。

通常矫正焊接变形是在补焊结束后，对发生焊接变形的部位进行锤击矫正，这个过程大大增加了工作人员的工作量和劳动强度，而且矫正过程耗时长，难度大，因伴有残余应力的产生，还会发生局部变形，这种生产方式无法生产出精度较高的纵梁，并且生产效率低下，合格率不高；另外，现有的补焊装置往往只能对一种车型的纵梁进行补焊，多种车型，则需要多个补焊装置，需要增加工装数量，增加成本，且占用空间；因此，急需一种空间利用率高、焊后精度高且能够同时适用多种车型的军用车纵梁补焊及焊接变形矫正夹具。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法，通过将同一辆车的左、右纵梁总成布置在一套补焊夹具上，这样就大大减少了此套夹具的占地面积，提高了现场的空间利用率；并且可以同时矫正左右纵梁总成的焊接变形，提高左右纵梁在同一辆车上的匹配度，以此来提升整车的装配精度；通过夹紧机构与支撑机构共同作用来固定纵梁，同时提供矫正焊接变形所需要的压力，通过增减调整垫片的数量来调整支撑机构高度，以此控制纵梁所需矫正的焊接变形量，提高纵梁焊后精度；通过在底板的安装孔处和相应的支撑基座处都用标牌进行标记，在切换车型之后，将与该车型对应的支撑基座安装到与该车型对应的安装孔上，实现了一套焊接夹具适用于多种车型的功能要求；解决了传统纵梁补焊矫正夹具总成占用空间大、生产效率低下、合格率低且适用车型单一的问题，极具创造性。

为了实现上述目的，本发明提供一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法，包括底板、设于所述底板上的支撑基座组件以及设于所述支撑基座组件上的定位机构、支撑机构、侧面夹紧机构以及螺旋夹紧机构；其中，

所述支撑基座组件包括安装于所述定位机构下的第一支撑基座、安装于所述支撑机构下的第二支撑基座、安装于所述侧面夹紧机构下的第三支撑基座以及安装于所述螺旋夹紧机构下的第四支撑基座；

所述侧面夹紧机构包括设于所述第三支撑基座上的水平支撑台以及安装于所述水平支撑台两端的侧面夹紧块；

所述螺旋夹紧机构包括设于所述第四支撑基座上的固定块、安装于所述固定块上的固定夹板、安装于所述固定夹板中间的压臂以及安装于所述压臂上的螺旋压杆。

进一步地，所述侧面夹紧块上安装有螺旋推杆，所述螺旋推杆上安装有第一手柄；

所述侧面夹紧块上可根据实际需要安装一定数量的调整垫片。

进一步地，所述螺旋压杆的一端安装有第二手柄，另一端安装有压头。

进一步地，所述第一支撑基座包括安装于所述底板上的支撑底板、安装在所述支撑底板上的支撑柱、安装于所述支撑柱上的支撑顶板以及设于所述支撑柱上的翼板；

所述第二支撑基座和所述第四支撑基座与所述第一支撑基座的结构相同；

所述第三支撑基座的支撑柱与支撑顶板的连接处还设有肘板。

进一步地，所述定位机构、所述支撑机构、所述侧面夹紧机构以及所述螺旋夹紧机构分别安装于各自对应的支撑基座的支撑顶板上。

进一步地，所述定位机构包括设于所述第一支撑基座上的竖向定位销、套接在所述竖向定位销上的定位块以及安装于所述第一支撑基座与所述定位块之间的第一调整垫片；所述第一调整垫片的数量可根据实际需要增减。

进一步地，所述第一调整垫片与所述定位块的侧面安装有挡块。

进一步地，所述支撑机构包括设于所述第二支撑基座上的支撑块以及设于所述第二支撑基座与所述支撑块之间的第二调整垫片；

所述支撑块上设有固位孔；

所述第二调整垫片的数量可根据实际需要增减。

进一步地，所述底板上面设有安装孔；

所述支撑基座组件的支撑底板上设有固位孔；

所述固位孔与所述安装孔相匹配。

按照本发明的另一个方面，提供一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法的矫正方法，包括如下步骤：

S100：根据左、右纵梁的型号在底板上沿左、右纵梁走向选择好每一个支撑基座的位置并对称安置好足够数量的支撑基座；

S200：通过观察车纵梁的变形量，根据一定的理论计算和经验，确定所需调整垫片的数量，然后在对应的支撑基座上面安装调整垫片；

S300：调整垫片安装好以后，再将左、右纵梁放置在整个夹具上面，由定位机构定位，支撑机构先支撑纵梁，然后再通过侧面夹紧机构和螺旋夹紧机构调节、夹紧；

S400：如此就将左、右纵梁总成布置在了一套补焊夹具上，进而开展补焊工作；

S500：当需要应用到别的车型时，在底板的安装孔处和相应的支撑基座处都用标牌进行标记，将与该车型对应的支撑基座安装到与该车型对应的安装孔上，实现了一套焊接夹持装置适用于多种车型的功能要求。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置，通过将同一辆车的左、右纵梁总成左右对称布置在一套补焊夹具上，使得左/右纵梁可以在同一套夹具上面进行焊接、调整，提高现场的空间利用率，并且可以同时矫正左右纵梁总成的焊接变形，提高左右纵梁在同一辆车上的匹配度，以此来提升整车的装配精度；这样一方面大大减少了此套夹具的占地面积，提高了现场的空间利用率；另一方面可以同时矫正左右纵梁总成的焊接变形，提高左右纵梁在同一辆车上的匹配度，以此来提升整车的装配精度，极具创造性。

(2)本发明的一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置，通过夹紧机构与支撑机构共同作用来固定纵梁，同时提供矫正焊接变形所需要的压力，通过增减调整垫片的数量来调整支撑机构高度，以此控制纵梁所需矫正的焊接变形量，提高纵梁焊后精度，进而提高了纵梁生产的合格率。

(3)本发明的一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置，通过在底板的安装孔处和相应的支撑基座处都用标牌进行标记，在切换车型之后，将与该车型对应的支撑基座安装到与该车型对应的安装孔上，根据不同车型对此套夹具的支撑基座进行调整，使此套夹具与纵梁相匹配；实现了一套焊接夹具适用于多种车型的功能要求；

(4)本发明的一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法，使用时，根据左、右纵梁的型号在底板上沿左、右纵梁走向选择好每一个支撑基座的位置并对称安置好足够数量的支撑基座；通过观察车纵梁的变形量，确定所需调整垫片的数量；调整垫片安装好以后，再由定位机构定位，支撑机构支撑左右纵梁，再通过侧面夹紧机构和螺旋夹紧机构调节、夹紧；在实际生产过程中，使用这套矫正装置后，纵梁合格率得到了大大的提升。

附图说明

图1为本发明实施例一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法的总体布局结构示意图；

图2为本发明实施例一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法的定位机构的结构示意图；

图3为本发明实施例一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法的支撑机构的结构示意图；

图4为本发明实施例一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法的侧面夹紧机构的结构示意图；

图5为本发明实施例一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法的螺旋夹紧机构的结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

底板、2-支撑基座组件、21-第一支撑基座、22-第二支撑基座、23-第三支撑基座、24-第四支撑基座、25-肘板、3-定位机构、31-竖向定位销、32-定位块、33-第一调整垫片、34-挡块、4-支撑机构、41-支撑块、42-第二调整垫片、5-侧面夹紧机构、51-水平支撑台、52-侧面夹紧块、53-螺旋推杆、54-第一手柄、6-螺旋夹紧机构、61-固定块、62-固定夹板、63-压臂、64-螺旋压杆、65-第二手柄、66-压头、7-左纵梁、8-右纵梁。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

术语“左纵梁”是指面向车辆站在车头位置，车辆上位于左手方向的纵梁；“右纵梁”是指面向车辆站在车头位置，车辆上位于右手方向的纵梁；图1中左端为车头方向，右端为车尾方向。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图5所示，本发明提供一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法，包括底板1、设于所述底板1上的支撑基座组件2以及设于所述支撑基座组件2上的定位机构3、支撑机构4、侧面夹紧机构5以及螺旋夹紧机构6；所述底板1上面设有与所述支撑基座组件2对应的安装孔，通过所述安装孔将所述支撑基座组件2固定在所述底板1上；本发明的一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法，将同一辆车的左纵梁7和右纵梁8布置在一套补焊夹具上，这样就大大减少了此套夹具的占地面积，提高了空间利用率；通过夹紧机构与支撑机构共同作用来固定纵梁，同时提供矫正焊接变形所需要的压力，通过增减调整垫片的数量来调整支撑机构高度，以此控制纵梁所需矫正的焊接变形量，提高纵梁焊后精度；通过在底板的安装孔处和相应的支撑基座处都用标牌进行标记，在切换车型之后，将与该车型对应的支撑基座安装到与该车型对应的安装孔上，实现了一套焊接夹具适用于多种车型的功能要求；解决了传统纵梁补焊矫正夹具总成占用空间大、生产效率低下、合格率低且适用车型单一的问题，极具创造性。

进一步地，如图1-图5所示，所述支撑基座组件2包括安装于所述定位机构3下的第一支撑基座21、安装于所述支撑机构4下的第二支撑基座22、安装于所述侧面夹紧机构5下的第三支撑基座23以及安装于所述螺旋夹紧机构6下的第四支撑基座24。所述第一支撑基座21包括支撑底板、安装在支撑底板上的支撑柱、安装于支撑柱上的支撑顶板以及设于支撑柱上的翼板；所述第二支撑基座22和所述第四支撑基座24与所述第一支撑基座21的结构相同；所述第三支撑基座23与所述第一支撑基座21、所述第二支撑基座22以及所述第四支撑基座24的区别在于所述第三支撑基座23的支撑柱与支撑顶板之间还设有肘板25；翼板和肘板均用于加强支撑柱的支撑作用，增加该矫正夹具的整体稳定性；所述支撑底板上设有固位孔，所述固位孔与所述底板1上的安装孔相匹配；所述定位机构3、所述支撑机构4、所述侧面夹紧机构5以及所述螺旋夹紧机构6分别安装于各自对应的支撑基座的支撑顶板上。

进一步地，如图1和图2所示，所述定位机构3包括设于所述第一支撑基座21上的竖向定位销31、套接在所述竖向定位销31上的定位块32以及安装于所述第一支撑基座21与所述定位块32之间的第一调整垫片33；所述定位块32可沿所述竖向定位销31滑动；所述第一调整垫片33与所述定位块32的侧面安装有L形挡块34，所述L形挡块34可固定所述第一调整垫片33和所述定位块32的横向位置，以确保所述竖向定位销31免受横向应力冲击力而发生损坏；连接螺栓依次穿过所述定位块32、所述第一调整垫片33与所述第一支撑基座21的支撑顶板固定；所述L形挡块34与所述定位块32之间通过螺栓固定；所述竖向定位销31与所述纵梁的定位孔相配套，且可穿过所述纵梁伸入到纵梁的上面；所述第一调整垫片33的数量可根据实际需要调整定位机构的高度，以此控制纵梁所需矫正的焊接变形量，提高纵梁焊后精度；所述定位机构3在装夹纵梁时主要起定位作用，提升焊接精度；所述定位机构3的数量根据实际需要而定。

进一步地，如图1和图3所示，所述支撑机构4包括设于所述第二支撑基座22上的支撑块41以及设于所述第二支撑基座22与所述支撑块41之间的第二调整垫片42；所述支撑块41上设有固位孔，用于与所述第二支撑基座22的支撑顶板固定；所述第二调整垫片42的数量可根据实际需要增减；通常纵梁较长，易产生Y向的挠曲变形，为了保证后序装配精度，必须减少焊后残余变形；本发明中所述支撑机构4在装夹纵梁时主要起支撑作用，对纵梁提供Y向的支撑力，以便于固定纵梁；所述支撑机构4根据实际需要在纵梁上设有多个，以保证纵梁补焊时的整体稳定性；使用时，根据实际情况测出机器人焊接产生的变形量，根据相应的焊接理论计算出人工补焊时Y向的焊接变形量，以此作为矫正焊接变形量的依据,同时结合现场实际生产经验值做适当的调整，在补焊前通过调整垫片的数量，改变所述支撑块41的高度，预留出需要矫正的变形量。

进一步地，如图1和图4所示，所述侧面夹紧机构5包括设于所述第三支撑基座23的支撑顶板上的水平支撑台51以及安装于所述水平支撑台51两端的侧面夹紧块52；所述水平支撑台51用于承放纵梁；所述侧面夹紧块52上安装有螺旋推杆53，所述螺旋推杆53上安装有第一手柄54；通过所述第一手柄54可以控制所述螺旋推杆53移动，进而控制所述侧面夹紧块52的夹紧程度；所述第三支撑基座23的支撑顶板和支撑柱的连接处安装有肘板，用于加强侧面夹紧机构的整体稳定性；由于纵梁弯曲部分的曲率在焊接过程中会因Z向的焊接变形而发生变化，因此本发明在纵梁的弯曲段与长直段连接的部位用所述侧面夹紧机构5将纵梁固定，控制纵梁在Z向的焊接变形；在实际使用时，由于该军用车纵梁补焊及焊接变形矫正夹具适用于多种纵梁的补焊，根据纵梁的长短不一，需要矫正的量也不一样，因此所述侧面夹紧机构5的水平支撑台上还设有调整垫片来调节所需高度，根据实际需要所述调整垫片可根据需要进行数量增减。

进一步地，如图1和图5所示，所述螺旋夹紧机构6包括设于所述第四支撑基座24的支撑顶板上的固定块61、安装于所述固定块61上的固定夹板62、安装于所述固定夹板62中间的压臂63以及安装于所述压臂63上的螺旋压杆64；所述螺旋压杆64的一端安装有第二手柄65，所述螺旋压杆64的另一端安装有压头66，所述压头66是直径与纵梁宽度相等的圆盘结构，从Y向压紧纵梁可以有效防止纵梁发生扭曲变形；通过所述第二手柄65可以控制所述螺旋压杆64的竖向运动，进而控制所述压头66的竖向位置；所述固定夹板62与所述压臂63之间通过水平固位销67固定；在装夹纵梁时，螺旋夹紧机构6主要是配合支撑机构4将纵梁沿Y方向上固定，将纵梁在夹具上定位后，通过Y向施加压力来固定纵梁的位置。

本发明提供的一种军用车纵梁补焊及变形矫正装置及方法的工作原理包括如下步骤：

(1)根据左、右纵梁的型号在底板上沿左、右纵梁走向选择好每一个支撑基座的位置并对称安置好足够数量的支撑基座；

(2)通过观察车纵梁的变形量，根据一定的理论计算和经验，确定所需调整垫片的数量，然后在对应的支撑基座上面安装调整垫片；

(3)调整垫片安装好以后，再将左、右纵梁放置在整个夹具上面，由定位机构定位，支撑机构先支撑纵梁，然后再通过侧面夹紧机构和螺旋夹紧机构调节、夹紧；

(4)如此就将左、右纵梁总成布置在了一套补焊夹具上；

(5)当需要应用到别的车型时，在底板的安装孔处和相应的支撑基座处都用标牌进行标记，将与该车型对应的支撑基座安装到与该车型对应的安装孔上，实现了一套焊接夹具适用于多种车型的功能要求。

本发明将左、右纵梁总成布置在一套补焊夹具上，而且左右对称布置，使得左/右纵梁可以在同一套夹具上面进行焊接、调整，这样就大大减少了此套夹具的占地面积，提高了现场的空间利用率；本发明能够同时矫正左右纵梁总成的焊接变形，提高左右纵梁在同一辆车上的匹配度，以此来提升整车的装配精度；通过夹紧机构与支撑机构共同作用来固定纵梁，同时提供矫正焊接变形所需要的压力，通过增减调整垫片的数量来调整支撑机构高度，以此控制纵梁所需矫正的焊接变形量，提高纵梁焊后精度；在实际生产过程中，最后完成补焊时确保纵梁的Y向总的挠曲变形量控制在5mm以内，能满足产品的设计要求；采用这套夹具之后，纵梁合格率由70％上升至90％；当需要应用到别的车型时，在底板的安装孔处和相应的支撑基座处都用标牌进行标记，将与该车型对应的支撑基座安装到与该车型对应的安装孔上，实现了一套焊接夹具适用于多种车型的功能要求；解决了传统纵梁补焊矫正夹具总成占用空间大、生产效率低下、合格率低且适用车型单一的问题，极具创造性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡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保护范围之内。