CN117226399A - 轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，属于焊接装置领域，包括工装机架，所述工装机架一侧短边上安装有定位挡板，另一侧短边固定有多个定位块，工装机架长边两侧固定有限位板；压接框架，其布置于工装机架上方，所述压接框架一侧工装机架表面设有调节组件，另一侧工装机架表面安装有第一锁紧组件，压接框架可绕调节组件转动，并通过第一锁紧组件固定；对中夹紧组件，对中夹紧组件包括对称且活动连接于工装机架远离定位挡板一侧的一号拨杆、二号拨杆；本申请实现了牵枕缓高精度的生产需求，且通过工装机架作为基面承接牵枕缓，最后使用压接框架固定枕梁，稳定安装的工件，平整的基面避免了工件焊接处因承受应力变小而发生的形变。

Description

轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装

技术领域

本申请涉及焊接装置技术领域，具体涉及轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装。

背景技术

随着社会的进步和发展，城市之间的交通由于轨道交通的普及变得十分便捷，列车的需求量日益增加，在轨道车辆（列车）生产组装中，轨道车辆车体底架的端部有一种部件叫牵枕缓（牵枕缓包括枕梁、牵引梁和缓冲梁，质量精度要求非常高），牵枕缓结构用于车体和转向架、车体和车钩的连接，其负责将牵引动力传递到车体，由于牵枕缓本身的尺寸较大，生产时使用焊接方式将各个工件焊接成型，工件焊接时对接困难，又因为工件重量较大，焊接过程中急剧的非平衡加热及冷却，加上工件没有很好的固定导致结构焊接处发生形变，最后产品尺寸因受焊接变形的影响难以控制，技术人员设计出一种能抗变形的焊接工装。

发明内容

本申请的目的在于提供车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，以解决现有技术中牵枕缓的组成工件在焊接时存在对接困难，焊接处易变形的缺陷。

为达到上述目的，本申请是采用下述技术方案实现的：轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，包括

工装机架，所述工装机架一侧短边上安装有定位挡板，另一侧短边固定有多个定位块，所述工装机架长边两侧固定有限位板；

压接框架，其布置于工装机架上方，所述压接框架一侧工装机架表面设有调节组件，另一侧工装机架表面安装有第一锁紧组件，所述压接框架可绕调节组件转动，并通过第一锁紧组件固定；

对中夹紧组件，所述对中夹紧组件包括对称且活动连接于工装机架远离定位挡板一侧的一号拨杆、二号拨杆，所述一号拨杆、二号拨杆通过驱动体做相离或相近运动。

本申请进一步的方案，两个所述限位板之间的工装机架上均匀安装有滚珠。

通过采用上述技术方案，牵枕缓中缓冲梁在摆放过程中需要位置调节，滚珠的设置便于缓冲梁的位置移动。

更进一步的方案，两个所述限位板之间的工装机架上还安装有第二锁紧组件；

所述第二锁紧组件包括转动安装于两个限位板之间工装机架上的一号连杆，一号连杆上垂直固定有二号连杆，且二号连杆上套设有压块，二号连杆远离一号连杆的一端螺纹配合安装有锁紧螺母。

通过采用上述技术方案，在焊接牵枕缓的过程中需要对工件多个角度进行焊接，（仰焊、斜焊等），使用设备将工装机架进行角度调节，工件重心改变很容易脱离工装机架，使用第二锁紧组件可有效固定工件，使得牵枕缓能顺利生产。

本申请进一步的方案，所述一号拨杆、二号拨杆对称且转动安装在工装机架中心线的两侧，一号拨杆、二号拨杆之间还安装有弹簧，所述驱动体包括固定于工装机架边部的安装板，且安装板上下板面之间转动安装有驱动轴，驱动轴上限位安装有驱动块，第一电机带动所述驱动轴转动，以使一号拨杆、二号拨杆之间夹角变化。

其中所述一号拨杆、二号拨杆夹紧区间可调节；所述驱动块为锥体凸轮，驱动块上端面轴向一体安装有凸柱，驱动轴限位穿设于凸柱和驱动块的腔体内，所述凸柱表面周向设有环形槽，所述安装板上板面螺纹穿设有调节螺杆，调节螺杆穿过安装板上板面的一端转动安装有调节环，且调节环置于环形槽内。

通过采用上述技术方案，中夹紧组件中使用锥体凸轮转动，利用其横向、纵向跨度的不同控制一号拨杆、二号拨杆的，此驱动方式更加方便和快捷，其中锥体凸轮的位置能调节，此时一号拨杆、二号拨杆作用锥体凸轮表面不同位置时，能够实现两根拨杆夹紧的范围，能够满足更多尺寸的工件，装置适应性得到提高。

本申请进一步的方案，所述调节组件包括伸缩杆，伸缩杆一端铰接工装机架，另一端铰接压接框架的一侧边部，所述第一锁紧组件包括铰接于工装机架上的螺纹杆，螺纹杆上螺纹配合有螺纹压板，所述压接框架另一侧边部设有条形槽，螺纹杆置于条形槽，螺纹压板转动抵接压接框架。

通过采用上述技术方案，伸缩杆结构配合螺纹杆上的螺纹压板能够控制压接框架距离工装机架的高度，此时压接框架能够固定锁紧不同厚度的工件，通用性更强。

本申请进一步的方案，所述定位块为两个，且对称安装在所述工装机架另一侧短边，定位块的增加能够实现需要焊接的工件快速精准的定位。

本申请进一步的方案，所述工装机架两侧布置有升降旋转装置，所述升降旋转装置包括变位器和安装框，所述安装框内竖向转动安装有丝杆，所述丝杆上螺纹配合安装有移动板，移动板固定连接变位器的安装座，安装座和安装框滑动配合，工装机架两侧固定有连接转轴，连接转轴对应连接变位器，所述丝杆转动，带动变位器上下移动。

通过采用上述技术方案，在进行工装机架上工件焊接时，时常需要进行多种角度的焊接，且工件和工装机架的各个方向的尺寸不同，将工装安装在变位器上便于工装机架的角度调节，给与工人最舒适的焊接角度，丝杆控制工装机架升降，能够调节工装高度，防止转动时工装机架剐蹭，同时增强整体工装的灵活性。

本申请进一步的方案，所述定位挡板和工装机架呈90°±1°布置，并和工装机架焊接固定，垂直焊接的定位挡板和工件的接触面积较大，定位更加精准。

本申请进一步的方案，所述工装机架四角还延伸安装有拓展翼板，根据牵枕缓中枕梁、牵引梁的形状和安装后的状态，测设计能减小工装机架的制造面积，拼接时，拓展翼板可承接枕梁和牵引梁超出工装机架的部分，此时拓展翼板和工装机架之间的区域作为工人焊接作业区，为工人提供更大的作业空间。

根据上述技术方案，本申请具有以下效果：

本申请使用时将通过定位挡板限位牵引梁，在将缓冲梁沿两个限位板之间滑动抵接牵引梁，使用对中驱动组件移动调节枕梁的位置并使用定位块定位，精准拼装牵枕缓中各个工件，实现了牵枕缓高质量的生产需求，且通过工装机架作为基面承接牵枕缓，最后使用压接框架固定枕梁，稳定安装的工件，平整的基面避免了工件焊接处因承受应力变小而发生的形变。

其中，工装机架两侧固定有升降旋转装置，可使得工装机架角度可转动，便于调节工件的焊接角度，一个舒适的焊接角度，能降低焊接难度，便于提高焊接质量；此外装置中每个工件都有一个定位机构，使用方便，通用性好。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中的第二锁紧组件结构示意图。

图3是本申请实施例中对中驱动组件的结构示意图。

图4是图3中A处方大示意图。

图5是本申请实施例中调节组件的结构示意图。

图6是本申请实施例中第一锁紧组件的结构示意图。

图7是本申请实施例中第一限位组件的结构示意图。

图8是本申请实施例中升降旋转装置的结构示意图。

图9是本申请实施对接牵枕缓后的示意图。

其中： 1、工装机架；101、定位挡板；102、限位板；103、定位块；104、压接框架；105、滚珠；106、连接转轴；11、一号限位组件；110、定位柱筒；111、一号螺纹孔；112、二号螺纹孔；113、抵接块；12、二号限位组件；2、调节组件；21、第二螺纹杆；22、内螺纹管；3、第一锁紧组件；31、第一螺纹杆；32、螺纹压板；33、条形槽；4、第二锁紧组件、41、一号连杆；42、二号连杆；43、压块；44、锁紧螺母；5、中驱动组件；51、一号拨杆；52、二号拨杆；53、第一电机；54、驱动轴；55、驱动块；56、安装板；57、调节螺杆；58、调节环；59、滚轮；551、凸柱；552、限位凹槽；553、环形槽；541、限位凸边；6、升降旋转装置；61、变位器；62、安装框；63、丝杆；64、第二电机；65、移动板；66、滑块；67、滑轨；7、拓展翼板；81、枕梁；82、缓冲梁；83、牵引梁；

具体实施方式

为使本申请实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请而不是要求本申请必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示，本申请提供了一种轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，包括工装机架1，和压接框架104以及对中驱动组件5，其中工装机架1一侧短边上安装有定位挡板101，另一侧短边线性固定有多个定位块103，工装机架1的长边两侧固定有限位板102；压接框架104布置在工装机架1上方，压接框架104一侧的工装机架1表面设有调节组件2，另一侧的工装机架1表面安装有第一锁紧组件3，压接框架104可绕着调节组件2转动并压合在工件上，在使用第一锁紧组件3固定，对中驱动组件5中包括一号拨杆51、二号拨杆52，一号拨杆51、二号拨杆52对称且活动安装在工装机架1远离定位挡板101一侧，并且一号拨杆51、二号拨杆52具有相离或相近运动的自由度。

使用时，结合附图8，使用起设备（起重机或桁吊）将牵引梁83起吊至定位挡板101面向限位板102的一侧并放置在工装机架1上，随后将缓冲梁82起吊至两个限位板102之间的工装机架1上，移动缓冲梁82抵接牵引梁83，最后起吊枕梁81至工装机架1，使用一号拨杆51、二号拨杆52拨正并将枕梁81抵接定位块103，转动压接框架104覆盖在枕梁81上，调节第一锁紧组件3固定枕梁81；此时根据焊接需求对工件进行焊接，各个工件可精准对接固定且对接速度快，还能防止工件焊接时焊接处变形。

其中本实例中两个限位板102之间的工装机架1上均匀安装有滚珠105，当缓冲梁82放置在限位板102之间的工装机架1上后，由于设置了滚珠105可轻松的实现缓冲梁82的移动对接，实际生产可在工装机架1底部安装可升降的气缸（属于现有技术，具体结构就不在赘述），气缸推动缓冲梁82移动，增强装置的自动化。

参考附图1和2，本实施例中在两个限位板102之间的工装机架1上还安装了第二锁紧组件4，第二锁紧组件4包括一号连杆41和二号连杆42，其中一号连杆41转动安装在工装机架1，这里可以通过在工装机架1上固定铰链座，实现一号连杆41和工装机架1转动连接，二号连杆42垂直焊接在一号连杆41的中部，二号连杆42分为螺纹段和圆柱段，二号连杆42的圆柱段上套设有压块43，使用时压块43可以搭接在缓冲梁82上，二号连杆42的螺纹段上螺纹配合安装有锁紧螺母44，使用时，缓冲梁82抵接牵引梁83后，转动二号连杆42露出缓冲梁82顶部，转动压块43并转动锁紧螺母44紧固压块43；此时提高了牵引梁83和缓冲梁82的对接稳定性，使得牵枕缓焊接过程中更加稳定。

参考附图1和3，上述实施例提到对中驱动组件5中包含了一号拨杆51、二号拨杆52，安装板56，这里一号拨杆51、二号拨杆52对称且转动安装在工装机架1横向中心线的两侧，图1中是将两个拨杆转动连接在安装板56，但是一号拨杆51、二号拨杆52仍然需要对称设置在工装机架1横向中心线两侧，一号拨杆51、二号拨杆52拨动枕梁81的最终位置可以居于工装机架1中部，保证最终工件拼接的精准度，一号拨杆51、二号拨杆52之间还安装有弹簧，弹簧的安装便于两根拨杆的复位，实际生产中在一号拨杆51、二号拨杆52上固定焊接安装钉，弹簧两端对应连接安装钉，为了便于移动枕梁81，在工装机架1远离定位挡板101的一侧表面上也安装了若干滚珠；

实施例中的驱动体包括第一电机53和固定于工装机架1远离定位挡板101边部处的安装板56，且安装板56上下板面之间转动安装有驱动轴54，驱动轴54上限位安装有驱动块55，第一电机53安装在安装板56的上板表面，驱动轴54一端穿过安装板56的上板面，第一电机53输出轴和驱动轴54之间还安装有减速机（图中省略），第一电机53带动驱动块55转动，驱动块55边部挤压两侧的一号拨杆51、二号拨杆52，以使驱动一号拨杆51、二号拨杆52，其中一号拨杆51、二号拨杆52和驱动块55接触的一端均转动安装了滚轮59，滚轮59抵接驱动块55，滚动接触减少驱动块55和两个拨杆的阻力，有利于对中驱动组件5的运作。

观察图1和7，在工装机架1上远离定位挡板101的一侧安装有至少两个一号限位组件11，一号限位组件11包括固定在工装机架1边部的定位柱筒110，定位柱筒110径向设置有一号螺纹孔111和二号螺纹孔112，一号螺纹孔111和二号螺纹孔112中螺纹配合安装有定位螺杆114，定位螺杆144指向压接框架104的一端转动安装有抵接块113。

当驱动块55转动迫使一号拨杆51、二号拨杆52远离驱动块55的一端拨动枕梁81，此时的枕梁81被一号拨杆51、二号拨杆52限位，再转动定位螺杆推动枕梁81定向移动直至抵接定位块103。

观察附图3和4，本实施例中一号拨杆51、二号拨杆52活动区间还可以调节，其中驱动块55为锥体凸轮，在驱动块55上端面轴向一体安装有凸柱551，驱动块55上设有腔体，驱动块55上径向安装有一对限位凸边541，驱动块55腔体内壁匹配设有限位凹槽552，限位凸边541置于限位凹槽552内，凸柱551表面周向设有环形槽553，在安装板56上板面螺旋穿设一根调节螺杆57，调节螺杆57穿出安装板56的一端转动连接有调节环58，并将调节环58边部置于环形槽553内。

使用时，通过转动调节螺杆57带动调节环58上下移动，进而调节驱动块55和两个拨杆的接触位置，由于驱动块55两个端部长轴渐变，故可快速调节两个拨杆的活动范围。

参考附图1、5、6，可看出本实施例中调节组件2和第一锁紧组件3的结构，调节组件2和第一锁紧组件3各设置两个，分别间隔布置在压接框架104的两侧，调节组件2包括伸缩杆，伸缩杆由两根第二螺纹杆21和内螺纹管22组成，两根第二螺纹杆21和内螺纹管22螺纹配合在一起，一根第二螺纹杆21铰接压接框架104的一侧边部，另一端铰接工装机架1；其中两根第二螺纹杆21的螺纹旋转方向相反，内螺纹管22腔体内的螺纹匹配设置；

第一锁紧组件3包括铰接于工装机架1上的第一螺纹杆31，第一螺纹杆31上螺纹配合有螺纹压板32，压接框架104另一侧边部设有条形槽33，第一螺纹杆31转动置于条形槽33内，转动螺纹压板32固定于压接框架104上；这里的螺纹压板32有钢板和螺母焊接组成，钢板设置螺孔，螺孔和螺母的螺孔同轴。

本实施例中的定位块103数量为两个，两个定位块103对称安装在工装机架1远离定位挡板101的一侧，两个定位块103基本满足了枕梁81的定位需求。

还有些实施例中在工装机架1两侧布置了升降旋转装置6，参考附图8，升降旋转装置6控制整个焊接工装转动并上下移动，便于焊接工人作业，升降旋转装置6包括变位器61和安装框62，安装框62顶部安装有第二电机64，安装框62的上下板面之间转动安装有丝杆63，且丝杆63穿出安装框62对应传动连接第二电机64的输出轴，实际应用时在第二电机64的输出轴和丝杆63中间加装减速机，丝杆63上螺纹配合安装有移动板65，制造时直接在移动板65开设螺纹孔，安装框62的边面上安装有滑轨27，变位器61的安装座上对应安装滑块66，滑块66沿滑轨27滑动，此方案中工装机架1两侧固定安装连接转轴106，连接转轴106对应连接变位器61（属于现有技术，这里不在赘述），

第二电机64带动丝杆63转动，继而带动连接转轴106和变位器上下移动，变位器61工作时带动整个工装机架1进行翻转运动，焊接工人能以最优的位置焊接工件，便于提高焊接质量；丝杆63控制工装机架1升降，能够调节工装高度，防止转动时工装机架1剐蹭，同时增强整体工装的灵活性。

其中工装的定位挡板101和工装机架1呈90°±1°布置，并和工装机架1焊接固定，垂直设置的定位挡板101使用时和牵引梁83的接触面更大，定位更加精准，此外还可在工装机架1上安装二号限位组件12，二号限位组件12结构和一号限位组件11结构相同，二号限位组件12和定位挡板101平行布置；二号限位组件12和定位挡板101组合实现牵引梁83的双向限位，工件对接精度更高。

观察附图9，工装机架1四角还延伸安装有拓展翼板7，工装机架1整体呈现为土字形，根据牵枕缓的形状，此设计可减少工装机架1的耗材，降低工装的的制造成本。

具体使用：

1）启动变位器61将工装机架1调节至水平位置，调节二号限位组件12的至符合牵引梁83定位尺寸的位置，起吊牵引梁83至定位挡板101处；

2）起吊缓冲梁82至两个限位板102之间区域，并移动缓冲梁82抵接牵引梁83；

3）翻转压接框架104至缓冲梁82上，起吊枕梁81至工装机架1，启动第一电机53，使得一号拨杆51和二号拨杆52靠近枕梁81的一端合拢定位枕梁81，此时调节一号限位组件11迫使枕梁81移动抵接定位块103，过程中经过两块拨杆的限位，枕梁81可实现线性移动；

4）最后翻转压接框架104至枕梁81上表面，操作第一锁紧组件3和调节组件2固定压接框架104，同时使用第二锁紧组件4固定缓冲梁82；

5）焊接工人对各个工件进行焊接，遇到不合适的焊接角度，使用升降旋转装置6调整工装机架1的角度。

由技术常识可知，本申请可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本申请范围内或在等同于本申请的范围内的改变均被本申请包含。

Claims (10)

1.轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，其特征在于，包括

工装机架(1)，所述工装机架(1)一侧短边上安装有定位挡板(101)，另一侧短边固定有多个定位块(103)，所述工装机架(1)长边两侧固定有限位板(102)；

压接框架(104)，其布置于工装机架(1)上方，所述压接框架(104)一侧的工装机架(1)表面设有调节组件(2)，另一侧工装机架(1)表面安装有第一锁紧组件(3)，所述压接框架(104)可绕调节组件(2)转动，并通过第一锁紧组件(3)固定；

对中驱动组件(5)，所述对中驱动组件(5)包括对称且活动连接于工装机架(1)远离定位挡板(101)一侧的一号拨杆(51)、二号拨杆(52)，所述一号拨杆(51)、二号拨杆(52)具有相离或相近运动的自由度。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，其特征在于，两个所述限位板(102)之间的工装机架(1)上均匀安装有滚珠(105)。

3.根据权利要求2所述的轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，其特征在于，两个所述限位板(102)之间的工装机架(1)上还安装有第二锁紧组件(4)；

所述第二锁紧组件(4)包括转动安装于两个限位板(102)之间工装机架(1)上的一号连杆(41)，一号连杆(41)上垂直固定有二号连杆(42)，且二号连杆(42)上套设有压块(43)，二号连杆(42)远离一号连杆(41)的一端螺纹配合安装有锁紧螺母(44)。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，其特征在于，所述一号拨杆(51)、二号拨杆(52)对称且转动安装在工装机架(1)中心线的两侧，一号拨杆(51)、二号拨杆(52)之间还安装有弹簧，一号拨杆(51)、二号拨杆(52)通过驱动体控制，所述驱动体包括固定于工装机架(1)边部的安装板(56)，且安装板(56)上下板面之间转动安装有驱动轴(54)，驱动轴(54)上限位安装有驱动块(55)，电机带动所述驱动块(55)转动，以使一号拨杆(51)、二号拨杆(52)之间夹角变化。

5.根据权利要求4所述的轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，其特征在于，所述一号拨杆(51)、二号拨杆(52)活动区间可调节；

所述驱动块(55)为锥体凸轮，驱动块(55)上端面轴向一体安装有凸柱(551)，驱动轴(54)限位穿设于凸柱(551)和驱动块(55)的腔体内，所述凸柱(551)表面周向设有环形槽（553），所述安装板(56)上板面螺纹穿设有调节螺杆(57)，调节螺杆(57)穿过安装板(56)上板面的一端转动安装有调节环（58），且调节环（58）置于环形槽（553）内。

6.根据权利要求1所述的轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，其特征在于，所述调节组件(2)包括伸缩杆，伸缩杆一端铰接工装机架(1)，另一端铰接压接框架(104)的一侧边部，所述第一锁紧组件(3)包括铰接于工装机架(1)上的第一螺纹杆(31)，第一螺纹杆(31)上螺纹配合有螺纹压板(32)，所述压接框架(104)另一侧边部设有条形槽(33)，第一螺纹杆(31)置于条形槽(33)，螺纹压板(32)转动抵接压接框架(104)。

7.根据权利要求1所述的轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，其特征在于，所述定位块(103)为两个，且对称安装在所述工装机架(1)上。

8.根据权利要求3所述的轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，其特征在于，所述工装机架(1)两侧布置有升降旋转装置(6)，所述升降旋转装置(6)包括变位器（61）和安装框(62)，所述安装框(62)内竖向转动安装有丝杆(63)，所述丝杆(63)上螺纹配合安装有移动板，移动板固定连接变位器（61）的安装座，安装座和安装框(62)滑动配合，工装机架(1)两侧固定有连接转轴（106），连接转轴（106）对应连接变位器（61），所述丝杆(63)转动，带动变位器（61）上下移动。

9.根据权利要求1所述的轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，其特征在于，所述定位挡板(101)和工装机架(1)呈90°±1°布置，并和工装机架(1)焊接固定。

10.根据权利要求1~9任一项所述的轨道车辆头部牵枕缓抗变形焊接工装，其特征在于，所述工装机架(1)四角还延伸安装有拓展翼板（7）。