一种用于卧铺骨架的柔性焊接工装

技术领域

本发明涉及工装夹具技术领域，具体涉及一种用于卧铺骨架的柔性焊接工装。

背景技术

卧铺骨架是整个卧铺的基础，既要满足人体工程学的要求，又必须具备足够的强度和一定的韧性以及刚度以承受各种应力。卧铺骨架一般是由多个工件焊接形成，卧铺骨架焊接以往是在工件上划线，再焊接固定，然后加焊将骨架焊接牢固，之后检查尺寸；如果发现尺寸偏差，则通过锤击校正，校正不过来的则拆掉重新焊接，如此循环，不仅效率低下，而且外形尺寸偏差大，精度不高。

为了保证焊接产品的精度和质量，因此对焊接人员及焊接工艺的要求极高；而且被焊接成型的部件一般都需要进行二次加工校正，这大大增加了生产成本。对于尺寸和形位公差要求较高的工件，焊接过后的二次加工校正过程往往更加的繁琐。

授权公告号为CN209887012U的中国专利公开了一种车用卧铺支撑框架焊接工作台，通过设置设有夹持装置的装载柱，装载柱用于置放车用卧铺支撑框架，并通过夹持装置夹持固定；通过设置限位板，对车用卧铺支撑框架的侧面进行限位，避免车用卧铺支撑框架在焊接过程中从装载柱两侧滑落；通过设置凹槽和限位槽，对车用卧铺支撑框架进行限位，减少车用卧铺支撑框架的位移。通过在焊接工作台设置相应的限位结构对待焊接的工件进行精准的限位，以避免工件在焊接过程中发生晃动，导致工件在焊接成型后尺寸和形位公差不能满足要求。既提高了焊接效率和焊接精度，也保证了焊接质量。

然而，大多卧铺骨架除了底框外，还在底框设有用于防护的侧框。由于侧框与底框不在一个平面，侧框与底框间焊接固定仍然需要划线、校正等后工序，依然存在焊接变形、焊接质量无法保障的问题。

发明内容

本发明提供一种用于卧铺骨架的柔性焊接工装，以解决具有多个焊接平面的工件存在焊接变形的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的一种用于卧铺骨架的柔性焊接工装，采用如下技术方案：

一种用于卧铺骨架的柔性焊接工装，包括主工作台，所述主工作台上设置有第一定位凹槽以容纳并定位成型底框的工件，所述主工作台位于第一定位凹槽所在平面的至少一个相邻平面上设置有侧工作台，所述侧工作台的一个平面上设置有第二定位凹槽，所述第二定位凹槽与第一定位凹槽连通，所述第二定位凹槽用于容纳并定位成型侧框的工件；所述第二定位凹槽与第一定位凹槽连通汇合处设置有避位，用于避让成型底框与成型侧框的工件待焊接处。

该工装既适用于平面卧铺骨架，也适用于立体卧铺骨架的焊接定位夹紧工作；具有结构简单且成本低廉等优点。待焊接工件装夹过程简单且操作快捷，定位准确、夹紧可靠，便于待焊接工件进行焊接，且能保证焊件结构精度方面的工艺要求，使用该工装加工的产品稳定性和可靠性有保障。

作为本发明的一种优选方案，所述侧工作台设置有两个，所述侧工作台设置在主工作台沿宽度方向的相对两侧。

作为本发明的一种优选方案，所述主工作台与侧工作台之间设置有加强筋。

作为本发明的一种优选方案，所述主工作台与侧工作台上设有卯眼，所述加强筋上设置有卯头，所述卯头与卯眼配合装配形成榫卯结构。

作为本发明的一种优选方案，所述卯眼整体呈矩形设置，所述卯眼的四个顶角处均设置有弧形通槽。

作为本发明的一种优选方案，还包括端工作台，所述端工作台设置有一个或两个；所述端工作台同时与所述主工作台和所述侧工作台的侧面相邻；所述端工作台设有工作面，所述工作面设置有定位块以定位成型端框的工件，所述定位块与所述端工作台可拆卸连接。

作为本发明的另一种优选方案，还包括端工作台，所述端工作台设置有一个或两个；所述端工作台同时与所述主工作台和所述侧工作台的侧面相邻；所述端工作台设有工作面，所述工作面上设置有第三定位凹槽用于容纳并定位成型端框的工件。

作为本发明的一种优选方案，还包括侧支撑板，所述侧支撑板与侧工作台和/或端工作台相对设置；所述主工作台、侧工作台、端工作台与侧支撑板共同形成箱体结构。

作为本发明的一种优选方案，所述主工作台、侧工作台与端工作台上均设有减重孔。

有益效果是：

该工装既适用于平面卧铺骨架，也适用于立体卧铺骨架的焊接定位夹紧工作；该工装具有结构简单且成本低廉、操作方便快捷的优点。

定位准确可靠：本发明通过将工装设置为箱体结构，通过在箱体上多个相邻平面上设置定位凹槽形成工作台，对待焊接工件进行定位装配形成待焊接卧铺骨架；使用该工装无需再通过划线等方式进行焊接工件定位，减少了加工产品的尺寸偏差，提高了产品精度。

提高生产效率：通过定位凹槽初步夹紧与夹具进一步夹紧结合，夹紧可靠，有效地防止和减少了焊接变形，提高了卧铺骨架焊接的整体生产效率，进而降低卧铺骨架生产的整体制造成本；通过该工装与焊接平台分开设置，先通过工装将待焊接工件夹紧定位好，然后将装夹好待焊接工件的工装放置至焊接平台上进行焊接加工，使得焊接平台的利用率更高。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为图2中A的局部结构放大图；

图4为图2中定位块的结构示意图；

图5为立体三面卧铺骨架A的结构示意图；

图6为图5中卧铺骨架的弧形折弯管的结构示意图；

图7为工装装夹立体三面卧铺骨架A的结构示意图一；

图8为工装装夹立体三面卧铺骨架A的结构示意图二；

图9为工装装夹立体三面卧铺骨架B的结构示意图。

附图标记说明：

1、第一定位凹槽；2、侧工作台；3、卯眼；31、弧形通槽；4、减重孔；5、定位块；6、第二定位凹槽；7、端工作台；8、侧支撑板；9、避位；10、圆角焊缝。

具体实施方式

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，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，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。

焊接工艺在卧铺骨架生产过程中是一项重要的加工工艺，焊接的质量直接影响到卧铺骨架的质量。对卧铺骨架成型工件的焊接工艺，从刚开始的采用人工划线对接后焊接，这种焊接工艺容易造成部件对接不到位、在焊接过程中焊缝附近不能夹紧、造成焊接变形，影响产品的尺寸和质量。再到现在的使用平面焊接工装对工件进行定位后焊接，通过对一个平面上的焊接工件进行夹紧之后焊接。现有技术对于具有多个平面的立体卧铺骨架，一般通过将各个面的工件焊接成型后，再将多个面的成型工件焊接成一体，焊接过程中仍然存在需要划线与测量尺寸、以及校正等后工序。

相比于传统工装产品，本发明通过在主工作台的相邻平面上设置侧工作台，以解决现有技术只能对一个平面的卧铺骨架进行焊接的技术问题。该工装呈箱体结构设置，通过在箱体多个相邻平面上设置定位凹槽，对立体卧铺骨架多个平面的待焊接工件进行装夹定位，方便对立体卧铺骨架多个平面的工件进行同时定位夹紧。故使用该工装焊接时，可同时对具有多个平面的立体卧铺骨架进行焊接，提高焊接效率；而且不用再进行后续的划线与校正等环节，减小了焊接产品的尺寸偏差，提高了整体焊接的稳定性和可靠性。

在介绍了本发明的基本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

实施例1：

一种用于卧铺骨架的柔性焊接工装，包括：

主工作台，主工作台上设置有第一定位凹槽1，第一定位凹槽1用于容纳并定位成型卧铺骨架底框的待焊接工件（下称：成型底框的工件）；主工作台设置第一定位凹槽1的一面为工作面；

侧工作台2，设于主工作台工作面的一个相邻平面上，侧工作台2的工作面上设置有第二定位凹槽6，第二定位凹槽6与第一定位凹槽1连通，第二定位凹槽6用于容纳并定位成型卧铺骨架侧框的工件（下称：成型侧框的工件）。

该工装可用于具有两个平面的立体卧铺骨架（该立体卧铺骨架由底框和侧框构成）的焊接。该工装通过相应的定位凹槽（第一定位凹槽1和第二定位凹槽6）将卧铺骨架的各部分待焊接工件组合后，拼成一个待焊接的成型卧铺骨架。该工装对立体卧铺骨架的待焊接工件（下称：待焊接工件）进行夹紧定位。当然，该工装也可用于仅有底框的平面卧铺骨架的焊接。

在本实施例中，主工作台整体呈矩形板设置，矩形板上设置有第一定位凹槽1，以设置第一定位凹槽1的工作面为上表面；侧工作台2设于矩形板较长边的一侧，侧工作台2设于矩形板下方，侧工作台2外表面为工作台。为了使工装形成稳固结构，主工作台下方设置有支撑物。支撑物可以是支架、支撑块、支撑板或者其他可以使工装形成稳固结构的物体。

成型底框的工件与成型侧框的工件焊接处为公共受力点，该位置焊接变形无规律、无方向，而且只要一变形极有可能需要拆开重焊。为了避免上述缺陷，在工装上设置有多个避位9，避位9设置于成型底框的工件与成型侧框的工件待焊接处（即第一定位凹槽1与第二定位凹槽6的相通汇合处）。避位9用于避让焊接处，进而方便侧框与底框待焊接处的焊接操作，以及可作为观察窗口，用于检查焊接质量等。

为了给工装减重，主工作台和侧工作台2上均设有多个减重孔4。减重孔4既可以通过减少主工作台和侧工作台2的用料，节约成本而且能减少工装重量，方便搬运；同时可以为外部夹具提供夹持固定的操作空间，方便夹具将定位凹槽内的待焊接工件夹持固定住，防止焊接过程中待焊接工件易位影响焊接质量。定位凹槽与夹具配合，确保工件在加工过程中保持正确的位置和姿态，从而确保加工结果的准确性和一致性。在批量生产中，该设置可以大大提高生产效率，减少人工错误和损坏。

为了增加工装的强度和承载力，同时防止侧工作台2与主工作台在焊接过程中移位影响焊接质量，在主工作台与侧工作台2之间设置加强筋。加强筋与主工作台与侧工作台2间通过榫卯结构装配而成。主工作台与侧工作台2上设有整体呈矩形设置的卯眼3，加强筋上设置有与卯眼3配合装配的卯头。卯眼3的四个顶角处设置有弧形通槽31，弧形通槽31的设置，一方面方便榫卯结构的拼装，另一方面能为工作台在焊接过程中，发生热胀冷缩时提供余地。为了使加强筋与主工作台和侧工作台2的装配结构更加稳固，在加强筋与主工作台和侧工作台2的连接处加设紧固件。

为了方便运输，也为了使主工作台与侧工作台2能重复利用，主工作台和侧工作台2通过榫卯结构拼装而成。为了使两工作台的连接更加牢固，可以在两工作台的连接处加设紧固件。

实施例2：

其与实施例1的区别主要在于：

在本实施例中，如图1-图3所示，该工装整体呈长方体箱体设置，主工作台设于箱体上表面，侧工作台设于箱体较长边两相对侧面的其中一个侧面。在其他实施例中，侧工作台也可以设置为两个，即与箱体较长边两相对侧面均设置为侧工作台。第一定位凹槽1与第二定位凹槽6均设于箱体外表面。该工装通过榫卯结构拼装而成。

该工装还设置有端工作台7，端工作台7设置有一个，端工作台7设于箱体较短边两相对侧面的其中一个。端工作台7上设有工作面，工作面设于箱体外表面。

在本实施例中，端工作台7的工作面上设有定位块5（如图4所示），定位块5与长方体箱体可拆卸连接。定位块5的设置，可以防止焊接后的卧铺骨架从长方体箱体的任一面脱逃，若想将焊接完成后的卧铺骨架与长方体箱体脱离，需先将定位块5拆卸方能完成。在其他实施例中，端工作台7也可以设置为两个，两个端工作台7设置于箱体较短边的两相对侧面。为了方便定位块5的装配，在端工作台7上设置有凹部，定位块5与凹部相适配安装。定位块5的高度大于凹部的深度。

在其他实施例中，端工作台7的工作面上设置有第三定位凹槽，用于容纳并定位成型端框的工件。为了焊接完成后，卧铺骨架能够从工装上脱离，端工作台7工作面上构成第三定位凹槽的凸部与端工作台7可拆卸连接。

该工装还设置有侧支撑板8，侧支撑板8设置与侧工作台2和端工作台7相对设置。侧支撑板8与主工作台、侧工作台2和端工作台7共同构成箱体结构。

在其他实施例中，为了使箱体更加美观，箱体还设置有底板，底板设于箱体底面。

在本实施例中，加强筋为加强板，设于箱体内部。

本实施例所述工装可适用于立体三面卧铺骨架（如图5所示），该卧铺骨架由多个矩形管工件构成，卧铺骨架包括：

底框，位于卧铺骨架的底面；

侧框，位于底框的一侧面；

端框，位于底框的前面，整体呈方形框构造，方形框由四个矩形管构成；端框与底框通过弧形折弯管过渡连接。如图6所示，弧形折弯管两端部设置有凸起，凸起用于与底框及端框的矩形管适配装配。通过弧形折弯管的设置，使得卧铺骨架在焊接前的装夹过程中，更加容易夹紧定位，稳定性也更加好，焊接质量更佳；同时也可减少人工错误，具更好的防呆功能。

为了避免卧铺骨架焊接应力集中，使焊接成型后的卧铺骨架受力更好，通过工装避位9将底框与侧框的焊缝处焊接为圆角焊缝10（如图5所示），带圆角焊缝10的卧铺骨架受力跟强度是最好的。

卧铺骨架的底框有部分工件设置有装配孔，主工作台工作面上设置有与其适配安装的安装孔，装配孔与安装孔通过紧固件可拆卸固定，该设置使得底框与主工作台的定位更加牢固，通过紧固件使卧铺骨架与工装拆卸方便、灵活且可靠。

为了使工装能够容纳不同的待焊卧铺骨架，使工装通用性更强。箱体上设置有两套定位凹槽，以用于轴对称的待焊骨架焊接时的夹紧定位。两套定位凹槽分别为定位凹槽A和定位凹槽B，定位凹槽A和定位凹槽B均由第一定位凹槽1和第二定位凹槽6构成，定位凹槽A用于容纳并定位卧铺骨架A的成型工件，定位凹槽B用于容纳并定位卧铺骨架B 的成型工件，卧铺骨架A与卧铺骨架B呈轴对称设置。

如图7和8所示，工装上的两套定位凹槽设置在长方体箱体上的四个相邻的平面；定位凹槽A设置在长方体箱体上表面、左侧面、前表面，定位凹槽A用于容纳并定位卧铺骨架A的成型工件；定位凹槽B设置在长方体箱体上表面、左侧面、后表面，定位凹槽B用于容纳并定位卧铺骨架B 的成型工件（如图9所示）。

在本实施例中，工装放置在焊接平台上，方便搬运而且该设置使得焊接平台使用率更高。既满足生产要求的同时又能合理对场地资源进行利用，并且提升生产效率。

在其他实施例中，工装也可以是以可拆卸连接或者固定连接的方式设置在焊接平台上。该设置方便焊接平台调节工装角度，降低焊接难度，减少焊溜的堆积和未焊透现象的发生；而且提高焊缝成型质量，减少焊接变形情况。

在本实施例中，长方体箱体为抗倍特板。当然，长方体箱体也可以是木板、中纤板、胶合板、钢板等材质构成。

在本实施例中，夹具为F夹。在其他实施例中，夹具也可以是快速夹。

使用时，直接在长方体箱体的定位凹槽A（或定位凹槽B）内组合拼装上待焊接卧铺骨架各工件，通过夹具夹紧后一一焊接即可构成卧铺骨架A（卧铺骨架B），一次定位组装即可，无需再通过划线等方式逐个工件一一进行定点定位再进行焊接。

使用操作步骤如下：

1、将各工作台及侧支撑板8组装形成长方体箱体结构后，通过紧固件将长方体箱体进一步加固；将定位块5通过紧固件与位于长方体箱体前、后两端的端工作台7的工作面连接在一起；

2、将各个待焊接工件（矩形管）一一装配在长方体箱体上对应的一套定位凹槽A（或定位凹槽B）内，形成待焊卧铺骨架A（或待焊卧铺骨架B）；使用F夹将待焊卧铺骨架A（或待焊卧铺骨架B）的工件夹紧固定，F夹通过长方体箱体在各工作台以及侧支撑板8上设置的减重孔4固定夹持；

3、最后采用氩弧焊（或手工电弧焊、二氧化碳保护焊、激光焊等）焊接方式在待焊接工件对接焊缝位置处进行焊接操作，得到卧铺骨架A（或卧铺骨架B）。

实施例3：

其与实施例2的区别主要在于：

在本实施例中，工装为开口向上的长方体箱体。主工作台设置在长方体箱体内侧底面，侧工作台2设置在箱体的内侧面。待焊骨架上的各工件通过第一定位凹槽1、第二定位凹槽6以及第三定位凹槽定位装夹，通过夹具夹持固定。在各工件对接焊缝的待焊接处，长方体箱体在相应位置设置有镂空状的避位9，便于工件对接焊缝的焊接操作。

在其他实施例中，工装也可以是三棱柱箱体、六棱柱箱体等多边棱柱箱体。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“长度”、“宽度”、 “高度”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。

另外，在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体地限定。