车顶正反位组焊辅助定位工装及其方法技术

本发明专利技术所述的车顶正反位组焊辅助定位工装及其方法，基于车顶铝型材组焊加工工艺而提出一种新型辅助工装与使用方法，以满足正位与反位焊缝焊接技术要求，提高车顶长大型材整体组焊的直线度及尺寸精度，兼顾节省大件型材的组焊加工场地面积和辅助工装使用的通用性。所述的车顶正反位组焊辅助定位工装，包括安装有直线导轨的纵向底梁，可沿纵向底梁平移的数个主支撑横梁，主支撑横梁上装配用于支撑车顶铝型材的夹具本体及用于翻转所述夹具本体的翻转装置，同样可沿纵向底梁平移用于调节及保证焊缝间隙的数个横向归拢装置。

【技术实现步骤摘要】
车顶正反位组焊辅助定位工装及其方法
本专利技术所述的车顶正反位组焊辅助定位工装及其方法，适用于长大铝型材组装焊接工序中辅助实施正反位锁紧与定位，属于轨道车辆制造加工领域。
技术介绍
随着轨道车辆产业化的高速发展，轨道车辆的种类日益增多，车型外观特点趋于美观流线，车型的增多无疑对制造中要增加相应匹配的焊接工装要求越来越多，同时轨道车辆车体铝合金型材的应用对于车体框架组焊精度的要求越来越高。目前，轨道车辆的车顶种类繁多，而且各个车型大小尺寸各异，针对其车顶的组装焊接需要较多工装及场地，如何优化现有工装、实现模块化组装与加工、以及减少场地占用，便显得尤为重要。如现有高速列车的车顶普遍地采用铝合金型材拼接结构，由于现有铝型材厂家生产水平所限，车顶断面通常由5～7段铝型材插接后焊接组成，车顶铝型材焊接工艺大致包括反位定位拼接组装与焊接、焊后吊起与翻转为正位、直至正位定位焊接等步骤。如在先公开以下内容的国内专利申请，申请号201911198338.1，名称车顶正反组装焊接工装，包括正反两套工装，其均包括对称平行的多个大标准模块，大标准模块包括对称设计的平顶和圆顶模块，平顶模块设在中间；正装工装平顶和圆顶模块均包括边梁压紧装置、支撑梁和仿形骨架，边梁压紧装置设在仿形骨架两侧，固定车顶正装边梁的正侧面，仿形骨架根据车顶正装轮廓度设计；反装工装平顶和圆顶模块均包括边部压紧装置、支撑框架和多个可调式仿形块，边部压紧装置设在两侧压紧车顶反装边梁，支撑框架根据车顶反装的轮廓度设计，可调式仿形块凸出设于支撑框架的上端面，根据车顶反装的变形量不同而进行高度调节。上述在先申请公开的方案过程，包括依次地将车顶转运至不同台位进行焊接，所占用场地空间较大、组焊过程复杂、难以精确控制焊接质量。而且，由于不同车型车顶弧度会有所不同，所对应的焊接工装成为其一对一的专用工装，需配置多台套定位工装，不仅制造成本较高，也增加了相应工装模具加工的难度要求。不利于提高工装设计的制作通用性与模块化水平。有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本申请所述的车顶正反位组焊辅助定位工装及其方法，目的在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种新型车顶正反位组焊加工的辅助定位工装及其辅助定位方法，以期通过正反位定位工装以实现多种型号与结构的车顶铝型材在同一台位上能够依次完成正位-反位焊接，提高在正反位定位过程中的稳定性、实现兼顾不同车型结构、快速调整与定位精准的技术需求，从而满足不同车型交替生产的要求。为实现上述目的，所述的车顶正反位组焊辅助定位工装，包括一组安装有直线导轨的纵向底梁、横跨并活动连接于直线导轨上的数个主支撑横梁和横向归拢装置；所述的主支撑横梁，包括基础横梁、设置于基础横梁底部以实现与直线导轨滑动连接的两侧滑块安装板、设置于基础横梁顶部并用于承载车顶型材的夹具本体、以及设置于基础横梁两侧侧部的翻转装置；夹具本体由安装于基础横梁上的夹具基础座和正反位压紧器、以及分别连接于夹具基础座上的反位尼龙整体模板和正位支撑模块组成；反位尼龙整体模板和正位支撑模块相对地设置于夹具基础座的一侧，且两者均连接于翻转装置的气缸；正反位压紧器安装于夹具基础座的横向两侧端；翻转装置由气缸、合页和重复定位块组成；反位尼龙整体模板和正位支撑模块分别通过合页连接于夹具基础座；气缸安装于基础横梁的侧部，气缸的驱动端连接于反位尼龙整体模板、正位支撑模块。进一步地，所述的重复定位块固定连接于夹具基础座上，重复定位块与设置于反位尼龙整体模板、正位支撑模块上的方型切口采用过渡配合装配。进一步地，所述的合页具有通过销轴相互连接的合页基础部与合页旋转部，合页基础部与合页旋转部相对的作用面均为竖直定位面；合页基础部与夹具基础座通过螺栓安装固定，合页旋转部与反位尼龙整体模板、或正位支撑模块通过螺栓安装固定；合页旋转部同时还与气缸的驱动轴端部通过销轴进行连接。进一步地，所述的横向归拢装置，包括横跨并活动连接于直线导轨上的归拢横梁、安装于归拢横梁的螺旋丝杠装置和归拢横向定位座、以及设置于螺旋丝杠装置上的归拢仿形尼龙块。进一步地，所述的正位支撑模块由正位支撑基础板、以及活动连接于正位支撑基础板上的数个独立支撑座、位于正位支撑基础板侧端的正位横向定位块组成；独立支撑座由专用尼龙块和专用安装座组成，专用尼龙块的中间部位为向下的凹形结构；专用尼龙块安装于专用安装座上，专用安装座使用紧固螺栓安装于正位支撑基础板上。进一步地，所述的正位支撑基础板上设置有长圆孔，专用安装座上设置有弧形长圆孔。进一步地，正位横向定位块安装于每个正位支撑基础板上，其具有垂直的侧向定位面。基于上述车顶正反位组焊辅助定位工装的结构设计，本申请同时提出如下车顶正反位组焊辅助定位方法。包括有以下步骤：1)反位面工装定位启动翻转装置，通过气缸翻转收回正位支撑模块，正位支撑模块绕合页的固定轴沿垂向翻转落下；同时，位于夹具基础座另一侧的反位尼龙整体模板通过另一侧气缸翻转顶出至处于竖直定位状态，反位尼龙整体模板处于反位面支撑工位；反位尼龙整体模板的顶部具有与组焊加工的车顶铝型材反位弧面相吻合的轮廓度，可根据车型不同更换相应车顶弧度的反位尼龙整体模板；2)辅助反位面焊接依次将5～7段车顶铝型材吊运落下，借助反位尼龙整体模板的整体弧度外形，将各段车顶铝型材进行拼插对接。根据各段车顶铝型材拼接后的焊缝间隙尺寸，借助横向归拢装置对车顶铝型材向一侧进行归拢收紧；至此，车顶铝型材反位面定位结束，然后借助龙门式自动焊设备对车顶反位纵向各段焊缝进行焊接及点固，同时进行焊接尺寸检测；3)正位面工装定位车顶铝型材反位面焊接结束后，打开正反位压紧器，将横向归拢装置反向运行进而实现车顶铝型材整体横向解锁，然后将车顶铝型材整体吊起，借助空中翻转机，将车顶铝型材由反位面翻转至正位面待命；启动翻转装置，通过气缸翻转收回反位尼龙整体模板，反位尼龙整体模板绕合页的固定轴沿垂向翻转落下；同时，位于夹具基础座另一侧的正位支撑模块通过另一侧气缸翻转顶出至处于竖直定位状态，正位支撑模块处于正位面支撑工位；针对独立支撑座进行上下左右及旋转调节，以满足车顶焊接的反变形要求，且可以应对不同车型车顶弧面的需求相应调整高低尺寸及角度；4)辅助正位面焊接将已空中翻转至正位面的车顶铝型材吊运落下，借助正位横向定位块的定位作用，各段焊缝位置对齐各个独立支撑座，此时各个独立支撑座对车顶铝型材提供支撑力；然后，将两端的正反位压紧器分别对车顶边梁型材进行压紧与固定，借助龙门式自动焊设备对车顶正位纵向各段焊缝进行焊接，同时实现对车顶整体弧度的焊接反变形作用，其反变形量可根据焊后整体变化量加以调整，期间进行焊接尺寸检测；5)焊后处置车顶铝型材正位面焊接结束后，打开两端的正反位压紧器，进而将车顶铝型材整体横向解锁，然后将车顶铝型材整体吊起，转至焊后处理工序。综上，本申请所述车顶正反位组焊辅助定位工装及其方法具备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车顶正反位组焊辅助定位工装，其特征在于：包括一组安装有直线导轨的纵向底梁、横跨并活动连接于直线导轨上的数个主支撑横梁和横向归拢装置；/n所述的主支撑横梁，包括基础横梁、设置于基础横梁底部以实现与直线导轨滑动连接的两侧滑块安装板、设置于基础横梁顶部并用于承载车顶型材的夹具本体、以及设置于基础横梁两侧侧部的翻转装置；/n夹具本体由安装于基础横梁上的夹具基础座和正反位压紧器、以及分别连接于夹具基础座上的反位尼龙整体模板和正位支撑模块组成；反位尼龙整体模板和正位支撑模块相对地设置于夹具基础座的一侧，且两者均连接于翻转装置的气缸；正反位压紧器安装于夹具基础座的横向两侧端；/n翻转装置由气缸、合页和重复定位块组成；反位尼龙整体模板和正位支撑模块分别通过合页连接于夹具基础座；气缸安装于基础横梁的侧部，气缸的驱动端连接于反位尼龙整体模板、正位支撑模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种车顶正反位组焊辅助定位工装，其特征在于：包括一组安装有直线导轨的纵向底梁、横跨并活动连接于直线导轨上的数个主支撑横梁和横向归拢装置；
所述的主支撑横梁，包括基础横梁、设置于基础横梁底部以实现与直线导轨滑动连接的两侧滑块安装板、设置于基础横梁顶部并用于承载车顶型材的夹具本体、以及设置于基础横梁两侧侧部的翻转装置；
夹具本体由安装于基础横梁上的夹具基础座和正反位压紧器、以及分别连接于夹具基础座上的反位尼龙整体模板和正位支撑模块组成；反位尼龙整体模板和正位支撑模块相对地设置于夹具基础座的一侧，且两者均连接于翻转装置的气缸；正反位压紧器安装于夹具基础座的横向两侧端；
翻转装置由气缸、合页和重复定位块组成；反位尼龙整体模板和正位支撑模块分别通过合页连接于夹具基础座；气缸安装于基础横梁的侧部，气缸的驱动端连接于反位尼龙整体模板、正位支撑模块。


2.根据权利要求1所述的车顶正反位组焊辅助定位工装，其特征在于：所述的重复定位块固定连接于夹具基础座上，重复定位块与设置于反位尼龙整体模板、正位支撑模块上的方型切口采用过渡配合装配。


3.根据权利要求2所述的车顶正反位组焊辅助定位工装，其特征在于：所述的合页具有通过销轴相互连接的合页基础部与合页旋转部，合页基础部与合页旋转部相对的作用面均为竖直定位面；
合页基础部与夹具基础座通过螺栓安装固定，合页旋转部与反位尼龙整体模板、或正位支撑模块通过螺栓安装固定；合页旋转部同时还与气缸的驱动轴端部通过销轴进行连接。


4.根据权利要求1所述的车顶正反位组焊辅助定位工装，其特征在于：所述的横向归拢装置，包括横跨并活动连接于直线导轨上的归拢横梁、安装于归拢横梁的螺旋丝杠装置和归拢横向定位座、以及设置于螺旋丝杠装置上的归拢仿形尼龙块。


5.根据权利要求1所述的车顶正反位组焊辅助定位工装，其特征在于：所述的正位支撑模块由正位支撑基础板、以及活动连接于正位支撑基础板上的数个独立支撑座、位于正位支撑基础板侧端的正位横向定位块组成；
独立支撑座由专用尼龙块和专用安装座组成，专用尼龙块的中间部位为向下的凹形结构；专用尼龙块安装于专用安装座上，专用安装座使用紧固螺栓安装于正位支撑基础板上。


6.根据权利要求5所述的车顶正反位组焊辅助定位工装，其特征在于：所述的正位支撑基础板上设置有长圆孔，专用安装座上设置有弧形长圆孔。

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【专利技术属性】
技术研发人员：姚荣彦，王方荣，罗春博，李成广，
申请(专利权)人：青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37