CN108838602B - 车体骨架焊接工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车体骨架焊接工装。本发明车体骨架焊接工装，包括：框架以及多个工装单元；工装单元包括底板以及固定在底板上的定位机构和夹紧机构，底板通过紧固组件固定在框架上。本发明车体骨架焊接工装，利用紧固组件将多个工装单元固定在框架上，通过工装单元的定位机构和夹紧机构对车体骨架进行定位和夹紧，可以针对不同的车型安装工装单元，使得本发明焊接工装能够通用于不同车型的车体骨架焊接，不需要加工制造不同的焊接工装，降低了生产成本。

Description

车体骨架焊接工装

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种车体骨架焊接工装。

背景技术

轨道车辆的车体是容纳乘客和司机的部分，又是连接和安装其他设备及组件的基础。车体一般由若干纵向梁、横向梁以及立柱组成钢骨架，再安装内饰板、外蒙皮、底板、顶板及隔热隔音材料、车窗、车门、采光设施等形成。

现有的车体骨架一般是在焊接工装上焊接形成，现有焊接工装包括型钢焊接形成的框架以及焊接在框架上的钢板底座，钢板底座上焊接有定位及夹紧机构，对车体骨架零部件进行定位及夹紧，然后进行焊接。

但是，现有的焊接工装钢板底座焊接在框架上，不能根据不同车型进行调节，导致焊接工装不能通用。在焊接加工不同车型的车体骨架时，需要加工制造不同的焊接工装，造成生产成本高。

发明内容

本发明提供一种车体骨架焊接工装，以解决现有焊接工装不能通用，焊接加工不同车型的车体骨架时需要加工制造不同的焊接工装，造成生产成本高的技术问题。

本发明提供一种车体骨架焊接工装，其包括：框架以及多个工装单元；所述工装单元包括底板以及固定在所述底板上的定位机构和夹紧机构，所述底板通过紧固组件固定在所述框架上。

如上所述的车体骨架焊接工装，其中，所述紧固组件包括固定螺柱、第一螺母以及第二螺母；所述底板上设有第一安装孔，所述框架上设有第二安装孔；所述固定螺柱穿设在所述第一安装孔和所述第二安装孔内，所述固定螺柱靠近所述底板的一端与所述第一螺母螺纹连接，所述固定螺柱靠近所述框架的一端与所述第二螺母螺纹连接。

如上所述的车体骨架焊接工装，其中，所述固定螺柱上套设有第一垫片和第二垫片，所述第一垫片位于所述第一螺母和所述底板之间；所述第二垫片位于所述第二螺母和所述框架之间。

如上所述的车体骨架焊接工装，其中，所述固定螺柱包括与所述第一螺母螺纹连接的第一固定部以及与所述第二螺母螺纹连接的第二固定部，且所述第一固定部的直径大于所述第二固定部的直径。

如上所述的车体骨架焊接工装，其中，所述底板上设有减重槽。

如上所述的车体骨架焊接工装，其中，所述框架包括第一侧梁、第二侧梁、第三侧梁、第四侧梁以及与所述底板固定连接的安装梁，所述第一侧梁、所述第二侧梁、所述第三侧梁以及所述第四侧梁的端部依次固定连接围成方形框；所述安装梁的两端分别与所述方形框固定连接。

如上所述的车体骨架焊接工装，其中，所述框架还包括斜边梁，所述斜边梁的两端分别与所述方形框固定连接，且将所述方形框分隔成减重区域以及设有安装梁的安装区域。

如上所述的车体骨架焊接工装，其中，所述第一侧梁和所述第三侧梁上分别安装有运输吊环。

如上所述的车体骨架焊接工装，其中，所述第一侧梁上设有多个所述运输吊环，且多个所述运输吊环沿所述第一侧梁的延伸方向间隔设置；所述第三侧梁上设有多个所述运输吊环，且多个所述运输吊环沿所述第三侧梁的延伸方向间隔设置。

如上所述的车体骨架焊接工装，其中，所述第二侧梁和所述第三侧梁的连接处设有安装基准孔。

本发明车体骨架焊接工装，利用紧固组件将多个工装单元固定在框架上，通过工装单元的定位机构和夹紧机构对车体骨架进行定位和夹紧，可以针对不同的车型安装工装单元，使得本发明焊接工装能够通用于不同车型的车体骨架焊接，不需要加工制造不同的焊接工装，降低了生产成本。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本发明实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本发明的多个实施例进行说明，其中：

图1为本发明实施例车体骨架焊接工装正面的结构示意图；

图2为图1中A的放大示意图；

图3为本发明实施例车体骨架焊接工装反面的结构示意图；

图4为图1中工装单元的结构示意图；

图5为图4中B的放大示意图；

图6为图1中紧固组件的结构示意图；

图7为图1中框架的结构示意图；

图8为图7中安装基准孔的放大示意图。

附图标记说明：

1：框架； 11：第一侧梁；

12：第二侧梁； 13：第三侧梁；

14：第四侧梁； 15：安装梁；

16：斜边梁； 17：减重区域；

18：安装区域； 19：运输吊环；

20：安装基准孔； 2：工装单元；

21：底板； 22：定位机构；

23：夹紧机构； 3：紧固组件；

31：固定螺柱； 311：第一固定部；

312：第二固定部； 32：第一螺母；

33：第二螺母； 34：第一垫片；

35：第二垫片。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1为本发明实施例车体骨架焊接工装正面的结构示意图；

图2为图1中A的放大示意图；图3为本发明实施例车体骨架焊接工装反面的结构示意图；图4为图1中工装单元的结构示意图；图5为图4中B的放大示意图。

参照图1至图5，本发明实施例提供一种车体骨架焊接工装，其包括：框架1以及多个工装单元2；工装单元2包括底板21以及固定在底板21上的定位机构22和夹紧机构23，底板21通过紧固组件3固定在框架1上。

具体地，框架1可以为多根梁固定连接形成的框架结构，例如，框架1可以包括四根梁，四根梁的端部依次固定连接，形成方形框，方形框内设有多根安装梁，以安装工装单元。当然，框架1还可以是圆形框架、三角形框架或者其他多边形框架，也可以是不规则形状的框架结构，在此不做限定。当然，框架1的各个组成梁之间可以焊接，也可以通过螺栓等紧固件连接，在此对框架1的各个组成梁的连接方式不做限定。框架1的各个组成梁可以是型钢，也可以是管梁，本发明实施例对此不做限定。

框架1上设有变位机接口，用于与外部动力装置连接，方便框架1的转动，增大产品焊接的空间位置。

工装单元2对于待焊接的车体骨架起支撑、定位、夹紧作用，其包括底板21以及固定在底板21上的定位机构22和夹紧机构23。底板21可以是圆形板、椭圆形板、多边形板或者不规则形状的板等，优选地，底板21为方形板。方形板上可以分别固定一个定位机构22和一个夹紧机构23，方形板上也可以固定多个定位机构22和多个夹紧机构23，例如，两个、三个等，本发明实施例对定位机构22和夹紧机构23的数量不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设计。

可选地，为了减轻焊接工装的重量，底板21上设有减重槽，在减轻底板21重量的同时还能够增加底板的刚度。

底板21设有反面焊接产品时的空间躲避口，方便焊接。

定位机构22和夹紧机构23可以焊接在底板21上；或者，定位机构22和夹紧机构23通过螺栓等定位机构固定在底板21上；还或者，定位机构22和夹紧机构23与底板21为一体成型的一体件，例如利用机床整体加工底板21、定位机构22和夹紧机构23，保证工装单元的精度。

在一些实施例中，继续参照图4和图5，定位机构22和夹紧机构23的具体结构如图5所示。不同之间的定位块采用预先激光跟踪仪调整到理论空间位置，调整防方式通过增加垫板或顶丝等调整；产品骨架通过现场装配使其与对应定位块贴合，最后通过推动夹紧机构23上的手柄达到竖直状态时实现快速夹紧。

工装单元2的底板21通过紧固组件3固定在框架1上，其中，紧固组件3可以包括螺栓和螺母，底板21和框架1上开设有螺纹安装孔，通过螺栓与螺母将底板21固定在框架1上。

针对不同的车型，例如350标动、250标动、TSD040车型等，框架1上可以安装不同数量的工装单元2，多个工装单元2可以根据不同车型安装在框架1的不同位置上，例如，多个工装单元2在框架1内均布。本发明实施例对工装单元2的数量以及安装位置不做限定。

不同工装单元之间可以通过螺纹连接，方便拆卸；不同工装单元之间间距50-60mm，通过采用搭桥式连接板，实现不同单元之间的连接，使其整体更加牢靠。

现有的焊接工装整体长10米左右，宽四米左右，重量高达10吨左右，在焊接完成后，需要进行机械加工调整基准，进行热处理增强结构强度等，机械加工需要的机床以及热处理时使用的热处理炉费用很高，进一步增加了现有焊接工装的制造成本。但是，本发明实施例工装单元2相对于现有焊接工装结构尺寸小，便于加工和热处理，采用普通机床和热处理炉即可完成加工制造，然后，再利用紧固组件3安装到框架1上，实现对车体骨架的定位和夹紧，降低了制造成本，减少整体加工对资源的浪费。

本发明实施例车体骨架焊接工装，利用紧固组件将多个工装单元固定在框架上，通过工装单元的定位机构和夹紧机构对车体骨架进行定位和夹紧，可以针对不同的车型安装工装单元，使得本实施例焊接工装能够通用于不同的车型，不需要加工制造不同的焊接工装，降低了生产成本。

图6为图1中紧固组件的结构示意图，参照图6，作为一个优选地实施例，紧固组件3包括固定螺柱31、第一螺母32以及第二螺母33；底板21设有第一安装孔，框架1上设有第二安装孔；固定螺柱31穿设在底板21和框架1上设置的安装孔，固定螺柱31靠近底板21的一端与第一螺母32螺纹连接，固定螺柱31靠近框架2的一端与第二螺母33螺纹连接。

具体地，底板21上开设有多个第一安装孔，例如，在方形底板的四个角的位置开设有第一安装孔，或者，在方形底板的四个侧边的位置间隔开设多个第一安装孔。本发明实施例对第一安装孔的数量以及开设位置不做限定，需要理解的是，固定螺柱31的安装位置应该避开底板21上定位机构22和夹紧机构23的安装位置。相应的，框架1上也应该开设有多个第二安装孔，例如，沿框架1侧梁的延伸方向间隔开设多个第二安装孔，方便在不同的位置安装工装单元2。框架1上的第二安装孔可以是圆孔，或者，框架1上的第二安装孔为长圆孔，实现工装单元2的位置调节。本发明实施例对框架1上的第二安装孔数量及位置不做限定。

紧固组件3可以包括固定螺柱31以及第一螺母32、第二螺母33。固定螺柱31穿设在第一安装孔和第二安装孔内，且固定螺柱31的一端凸出与底板21的表面，与第一螺母32螺纹连接；固定螺柱31的另一端凸出与框架1的表面，与第二螺母33螺纹连接，从而将工装单元2固定在框架1上。其中，第一螺母32和第二螺母33可以是现有的螺母结构，本发明对此不做限定。第一螺母32和第二螺母33可以是相同的尺寸的螺母，也可以是不同尺寸的螺母。

进一步地，为了使底板21与框架1连接更加紧固，固定螺柱31上套设有第一垫片34和第二垫片35，第一垫片34位于第一螺母32和底板21之间；第二垫片35位于第二螺母33和框架1之间。第一垫片34和第二垫片35可以是金属垫片，也可以是非金属垫片，本发明实施例对第一垫片34和第二垫片35具体结构不做限定。优选地，第一垫片34和第二垫片35结构相同。

可选地，为了保证工艺装备的便捷性，固定螺柱31包括与第一螺母32螺纹连接的第一固定部311以及与第二螺母33螺纹连接的第二固定部312，且第一固定部311的直径大于第二固定部312的直径。

具体地，固定螺柱31包括两段：第一固定部311和第二固定部312，第一固定部311的直径大于第二固定部312的直径，第一固定部311与第一螺母32螺纹连接，第一垫片34安装在第一固定部311；第二固定部312与第二螺母33螺纹连接，第二垫片35安装在第二固定部312。为了方便安装，第一固定部311的端部设为锥形。

图7为图1中框架的结构示意图，参照图7，框架1包括第一侧梁11、第二侧梁12、第三侧梁13、第四侧梁14以及与底板21固定连接的安装梁15，第一侧梁11、第二侧梁12、第三侧梁13以及第四侧梁14的端部依次固定连接围成方形框；安装梁15的两端分别与方形框固定连接。

具体地，框架1包括第一侧梁11、第二侧梁12、第三侧梁13以及第四侧梁14，第一侧梁11和第三侧梁13相对间隔平行设置，第二侧梁12的两端分别与第一侧梁11和第三侧梁13的同一端的端部固定连接，且第二侧梁12分别与第一侧梁11和第三侧梁13垂直；第四侧梁14的两端分别与第一侧梁11和第三侧梁13另一端的端部固定连接，且第四侧梁14分别与第一侧梁11和第三侧梁13垂直，第四侧梁14和第二侧梁12相对间隔平行设置。第一侧梁11、第二侧梁12、第三侧梁13以及第四侧梁14的端部依次固定连接围成方形框。第一侧梁11、第二侧梁12、第三侧梁13以及第四侧梁14可以是管梁，也可以是型钢，在此不做限定。第一侧梁11、第二侧梁12、第三侧梁13以及第四侧梁14之间可以通过螺栓、螺钉等紧固件固定连接在一起，第一侧梁11、第二侧梁12、第三侧梁13以及第四侧梁14还可以焊接，本发明实施例对此不做限定。可选地，第一侧梁11和第三侧梁13的长度大于第二侧梁12和第四侧梁14的长度。

在第一侧梁11、第二侧梁12、第三侧梁13以及第四侧梁14围成的方形框内设置有安装梁15，用于安装工装单元2。安装梁15的两端分别与方形框固定连接，例如，安装梁15的两端可以分别与第二侧梁12和第四侧梁14固定连接。安装梁15可以设置为多个，安装梁15的一端与第一侧梁11固定连接，且垂直于第一侧梁11，安装梁15的另一端与第三侧梁13固定连接，多个安装梁15沿第一侧梁11的延伸方向间隔设置。当然，安装梁15还可以在方形框内形成网格结构。本发明实施例对安装梁15的数量以及排列方式不做限定。

进一步地，框架1还包括斜边梁16，斜边梁16的两端分别与方形框固定连接，且将方形框分隔成减重区域17以及设有安装梁15的安装区域18。

继续参照图6，框架1还包括斜边梁16，斜边梁16位于第一侧梁11、第二侧梁12、第三侧梁13以及第四侧梁14围成的方形框内，且斜边梁16的一端与第一侧梁11的中部预设位置固定连接，斜边梁16的另一端与第四侧梁14中部预设位置固定连接，将方形框分隔成三角形减重区域17以及直角梯形的安装区域18，减重区域17内不设置安装梁15，以减轻框架1的重量；安装区域18内设有安装梁15，与工装单元2的底板21固定连接。

需要说明的是，斜边梁16还可以安装在方形框内的其他位置，例如，斜边梁16的一端还可以与第二侧梁12固定连接，斜边梁16的另一端与第三侧梁13固定连接，加工方形框分隔成减重区域17以及安装区域18。本发明实施例对于斜边梁16的具体安装位置不做限定。

为了加强框架1的结构稳定性，框架1还可以包括加强梁，例如，在第三侧梁13内侧设有直加强梁，在靠近第三侧梁13的一侧，沿第一侧梁11和斜边梁16设有弯折加强梁。并且，加强梁上可以设有固定安装梁15的安装孔。

可选地，第一侧梁11和第三侧梁13上分别安装有运输吊环19，便于框架1的运输和转移。运输吊环19可以通过紧固件固定在第一侧梁11和第三侧梁13上，或者，运输吊环19还可以焊接在第一侧梁11和第三侧梁13上。

进一步地，第一侧梁11上设有多个运输吊环19，多个运输吊环19沿第一侧梁11的延伸方向间隔设置；第三侧梁13上设有多个运输吊环19，且多个运输吊环沿第三侧梁13的延伸方向间隔设置。优选地，第一侧梁11上和第三侧梁13上的运输吊环19数量相同，且相对设置。例如，沿第一侧梁11的延伸间隔设置两个运输吊环19，并且，沿第三侧梁13的延伸方向也间隔设置两个运输吊环19。

图8为图7中安装基准孔的放大示意图，参照图7和图8，在第二侧梁12和第三侧梁13的连接处设有安装基准孔20。

具体地，在第二侧梁12和第三侧梁13端部焊接有基准板，基准板上开设有安装基准孔20，作为整个焊接工装的基准孔，也是框架1和各个工装单元2的基准孔。在具体安装时，通过安装基准孔20，采用激光跟踪调节技术，使各个工装单元2位于理论位置，提高焊接工装的精准度。

本发明实施例车体骨架焊接工装还设置有预留接口，因为产品不同，不同工装单元2宽度一般不相同，为及时更换工装单元2，以及为增加新车型更换节省时间，在框架1安装板上预留有安装排孔方便选用。

在本发明的描述中，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在以上描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种车体骨架焊接工装，其特征在于，包括：框架以及多个工装单元；

所述工装单元包括底板以及固定在所述底板上的定位机构和夹紧机构，所述底板通过紧固组件固定在所述框架上；

所述紧固组件包括固定螺柱、第一螺母以及第二螺母；

所述底板上设有第一安装孔，所述框架上设有第二安装孔；

所述固定螺柱穿设在所述第一安装孔和所述第二安装孔内，所述固定螺柱靠近所述底板的一端与所述第一螺母螺纹连接，所述固定螺柱靠近所述框架的一端与所述第二螺母螺纹连接；

所述固定螺柱包括与所述第一螺母螺纹连接的第一固定部以及与所述第二螺母螺纹连接的第二固定部，且所述第一固定部的直径大于所述第二固定部的直径；

所述框架包括第一侧梁、第二侧梁、第三侧梁、第四侧梁以及与所述底板固定连接的安装梁，所述第一侧梁、所述第二侧梁、所述第三侧梁以及所述第四侧梁的端部依次固定连接围成方形框；所述安装梁的两端分别与所述方形框固定连接；

所述框架还包括斜边梁，所述斜边梁的两端分别与所述方形框固定连接，且将所述方形框分隔成减重区域以及设有安装梁的安装区域。

2.根据权利要求1所述的车体骨架焊接工装，其特征在于，所述固定螺柱上套设有第一垫片和第二垫片，所述第一垫片位于所述第一螺母和所述底板之间，所述第二垫片位于所述第二螺母和所述框架之间。

3.根据权利要求1所述的车体骨架焊接工装，其特征在于，所述底板上设有减重槽。

4.根据权利要求1所述的车体骨架焊接工装，其特征在于，所述第一侧梁和所述第三侧梁上分别安装有运输吊环。

5.根据权利要求4所述的车体骨架焊接工装，其特征在于，所述第一侧梁上设有多个所述运输吊环，且多个所述运输吊环沿所述第一侧梁的延伸方向间隔设置；

所述第三侧梁上设有多个所述运输吊环，且多个所述运输吊环沿所述第三侧梁的延伸方向间隔设置。

6.根据权利要求1所述的车体骨架焊接工装，其特征在于，所述第二侧梁和所述第三侧梁的连接处设有安装基准孔。

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