技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及組焊工裝及工藝，具體涉及一種弧形鋁合金型材拼接的組焊工裝及組焊工藝方法。

背景技術(shù)：

軌道貨車重載輕量化是行業(yè)的發(fā)展趨勢，鋁合金型材以其高強(qiáng)度和自重輕的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于貨車的頂棚、端側(cè)墻等部件。車體的頂棚所使用的是一種三維空間形狀鋁合金型材拼接而成，由于形狀較為復(fù)雜，并且有圓弧，無法一次擠壓成型，只能分段擠壓，再采取拼接的形式組成大部件。

貨車頂棚一般都是圓弧形，在沒有專用工裝保證焊接質(zhì)量的情況下，鋁合金型材只能放在通用平臺(tái)上焊接正面焊縫，然后翻轉(zhuǎn)工件，在焊接另外180°，由于鋁合金材質(zhì)的原因，不適宜在其表面點(diǎn)焊工藝撐，并且貨車頂棚的焊縫是總長度超過40m直線型焊縫，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，變形量大，焊接后由于應(yīng)力作用使焊縫朝一個(gè)方向發(fā)生扭曲變形。不使用工裝夾具，變形難以控制，后續(xù)需大量的手工調(diào)修才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案：

現(xiàn)有的軌道交通地鐵頂棚組焊工裝是分開的兩個(gè)不同的工裝，組裝胎和翻焊胎。組裝胎位是在平臺(tái)上添加基準(zhǔn)、夾緊固定等裝置，將需要拼接的頂棚吊入組裝胎位，按尺寸組裝，定位焊后，再將頂棚調(diào)入翻焊胎進(jìn)行焊接。此流程原理上沒有問題，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中存在較多問題。首先頂棚體積、重量較大，并且組裝胎只進(jìn)行少量的定位焊焊接，所以在調(diào)運(yùn)過程中尺寸極容易發(fā)生變化，并且容易刮碰損傷，其次翻焊胎的夾緊裝置一般只能保證頂棚不脫落，沒有壓緊裝置，無法控制焊接過程中產(chǎn)生的變形。以出口智利的CLS76水泥熟料漏斗車為例，該車的頂棚為寬1.8m， 長11.1m，平均高度156mm，板厚為4mm的鋁合金型材。 三部分弧形型材在長度方向上進(jìn)行組焊，若沿頂棚對稱線發(fā)生1°收縮變形，寬度就會(huì)縮小25mm，導(dǎo)致頂棚與車體無法匹配。

現(xiàn)有的工裝存在以下問題：1、物料調(diào)運(yùn)易造成錯(cuò)位、損傷、不安全，影響質(zhì)量；2、需多個(gè)胎膜、吊具共同完成組焊，占用較多資源；3、焊后需要調(diào)校，效率低，成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種將組裝與翻焊兩道工序融合在一個(gè)工裝之中，保證組裝尺寸，有效的防止了調(diào)運(yùn)過程中產(chǎn)生的錯(cuò)位、損傷的等問題，并減小了焊接變形量，保證產(chǎn)品質(zhì)量的弧形鋁合金型材拼接的組焊工裝及組焊工藝方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種弧形鋁合金型材拼接的組焊工裝，其特征在于，包括工作平臺(tái)，設(shè)置在工作平臺(tái)一端或兩端能夠完成整個(gè)工裝平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)工作的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；設(shè)置在工裝平臺(tái)上的上部壓緊機(jī)構(gòu)，對被加工弧形型材進(jìn)行上部壓沿；設(shè)置在上部壓緊機(jī)構(gòu)下方的下部承載機(jī)構(gòu)對被加工弧形型材底部支撐和外側(cè)限位。

在上述的一種弧形鋁合金型材拼接的組焊工裝，所述工作平臺(tái)包括端梁、側(cè)梁、小橫梁、大橫梁、中梁；所述端梁為兩根，平行設(shè)置，并與中梁垂直固定在中梁兩端；側(cè)梁為兩根，平行設(shè)置，并與端梁垂直固定在中梁兩端；大橫梁同時(shí)與側(cè)梁和中梁垂直固定，并固定在中梁的中部，兩端分別與側(cè)梁固定；小橫梁包括若干根，相互平行設(shè)置，兩端固定在側(cè)梁和中梁上。

在上述的一種弧形鋁合金型材拼接的組焊工裝，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)底座，至少其中一個(gè)底座上安裝電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪，工作平臺(tái)兩端通過主軸與主動(dòng)輪配接，從而通過主動(dòng)輪帶動(dòng)整個(gè)工作平臺(tái)旋轉(zhuǎn)。

在上述的一種弧形鋁合金型材拼接的組焊工裝，所述上部壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)置在平臺(tái)的側(cè)梁上，包括立柱，立柱的上端連接橫梁，采用套筒軸方式連接，橫梁可沿連接軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，打開后方便被加工弧形型材的調(diào)運(yùn)，橫梁中部下方安裝液壓缸，液壓缸下部安裝不銹鋼材質(zhì)的弧形壓頭，可對被加工弧形型材進(jìn)行上部壓沿；下部承載機(jī)構(gòu)設(shè)置在平臺(tái)的大橫梁上，包括承載底座，在承載底座上安裝可拆卸的承載鞍，外側(cè)螺栓連接限位擋，對被加工弧形型材底部支撐和外側(cè)限位。

一種弧形鋁合金型材拼接的組焊工裝的組焊工藝方法，其特征在于，包括：

步驟1，固定工裝平臺(tái)機(jī)構(gòu)；將平臺(tái)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)至水平，保證機(jī)構(gòu)橫梁、側(cè)梁、中梁、端梁處于同一水平面，然后鎖定翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或者關(guān)閉電機(jī)，固定底座，對平臺(tái)機(jī)構(gòu)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測量校核，調(diào)整下部承載機(jī)構(gòu)，使所有承載鞍處于同一水平位置。

步驟2，被加工弧形型材吊入平臺(tái)；先調(diào)入右側(cè)的被加工弧形型材，再調(diào)入中間的被加工弧形型材，將中間被加工弧形型材兩側(cè)組裝部分插入第一部分和第三部分，保證被加工弧形型材與下部承載機(jī)構(gòu)各部件貼沿，再調(diào)節(jié)被加工弧形型材各部分之間的組裝尺寸及間隙，組裝并緊固限位擋。

步驟3，關(guān)閉上部壓緊機(jī)構(gòu)；將上部壓緊機(jī)構(gòu)的橫梁沿立柱軸向方向旋轉(zhuǎn)，使被加工弧形型材兩側(cè)的橫梁在同一直線上，并與被加工弧形型材軸向方向垂直，插上安全銷，鎖緊橫梁；打開液壓，將壓頭壓在被加工弧形型材的上表面，保證被加工弧形型材與不銹鋼壓頭和承載鞍貼沿，并檢測相關(guān)尺，進(jìn)行調(diào)整。

步驟4，對被加工弧形型材正反面焊縫進(jìn)行點(diǎn)焊固定后，焊接被加工弧形型材上面兩條焊縫，可保證兩臺(tái)焊機(jī)從中間相兩側(cè)同時(shí)焊接，焊接正面焊縫后，檢測被加工弧形型材的撓度及變形情況，根據(jù)檢測值，調(diào)整承載鞍及限位擋的尺寸及位置，預(yù)制反面焊縫的變形大??；

步驟5，開啟翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電源，通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使平臺(tái)翻轉(zhuǎn)180°，焊接被加工弧形型材內(nèi)側(cè)兩條焊縫；

步驟6，完成焊接后，將平臺(tái)再翻到正面，關(guān)掉電源，待焊縫冷卻后，松開上部壓緊機(jī)構(gòu)和限位擋，將上部壓緊機(jī)構(gòu)的橫梁旋轉(zhuǎn)至兩側(cè)，將整個(gè)被加工弧形型材吊出工裝，完成組焊。

因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、通過更換壓頭和承載鞍，可組焊任意曲面鋁合金被加工弧形型材；2、將組裝胎位與翻焊胎位雙合二為一，節(jié)省場地及工序流轉(zhuǎn)時(shí)間；3、避免工序流轉(zhuǎn)過程造成的尺寸偏差或碰撞，并可根據(jù)需要預(yù)置反變形，較小焊接變形量；4、本工裝減少胎位、吊具、防護(hù)用品的使用，節(jié)約成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。圖中，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、翻轉(zhuǎn)底座1.1、電機(jī)1.2、主動(dòng)輪1.3、上部壓緊機(jī)構(gòu)2、立柱2.1、橫梁2.2、液壓缸2.3、壓頭2.4、下部承載機(jī)構(gòu)3、液壓底座3.1、承載鞍3.2、限位擋3.3、平臺(tái)機(jī)構(gòu)4、端梁4.1 側(cè)梁4.2、小橫梁4.3、大橫梁4.4、中梁4.5。

實(shí)施例：

下面以被加工弧形型材為貨車頂棚為例，進(jìn)行說明。

一、本發(fā)明的工裝結(jié)構(gòu)包括：

1. 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的底座上安裝電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪，已完成整個(gè)工裝平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)工作；

2. 上部壓緊機(jī)構(gòu)：上部壓緊機(jī)構(gòu)安裝在平臺(tái)的側(cè)梁上，立柱的上端連接橫梁，采用套筒軸方式連接，橫梁可沿連接軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，打開后方便頂棚的調(diào)運(yùn)，橫梁中部下方安裝液壓缸，液壓缸下部安裝不銹鋼材質(zhì)的弧形壓頭，可對頂棚進(jìn)行上部壓沿；

3. 下部承載機(jī)構(gòu)：下部承載機(jī)構(gòu)安裝在平臺(tái)的大橫梁上，在承載底座上安裝可拆卸的承載鞍，外側(cè)螺栓連接限位擋，對頂棚底部支撐和外側(cè)限位。

4.平臺(tái)機(jī)構(gòu)：平臺(tái)為頂棚的組裝的承載機(jī)構(gòu)，由端梁、側(cè)梁、小橫梁、大橫梁、中梁組焊連接而成。

在本發(fā)明中：

1、利用本組焊工裝將頂棚組裝和翻焊工序在一個(gè)胎膜內(nèi)完成，每輛貨車有一個(gè)頂棚，生產(chǎn)節(jié)拍為每一班4小時(shí)一輛車。

2、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用重量較大的翻轉(zhuǎn)底座連接地面，保持整個(gè)工裝的穩(wěn)定性，底座外側(cè)的電機(jī)連接平臺(tái)中梁，保證翻焊過程平穩(wěn)；

3、上部壓緊機(jī)構(gòu)采用液壓油缸進(jìn)行施壓，將不銹鋼壓頭平穩(wěn)壓沿頂棚上表面，保持頂棚上下沒有活動(dòng)間隙和翻焊時(shí)的穩(wěn)定性；

4、下部承載機(jī)構(gòu)為頂棚圓弧內(nèi)腔承載面，接觸面為不銹鋼材質(zhì)，避免與頂棚造成物料污染、腐蝕；液壓底座、限位擋與平臺(tái)機(jī)構(gòu)為螺栓連接，方便拆卸與調(diào)整。

5、平臺(tái)機(jī)構(gòu)具有一定的鋼度，是整個(gè)工裝的組裝平面和基準(zhǔn)面，整個(gè)平臺(tái)采用傳統(tǒng)的底架中、橫梁機(jī)構(gòu)組焊而成，能夠承受組裝過程中頂棚的重量及上部壓緊機(jī)構(gòu)的壓力而保證整個(gè)平臺(tái)不會(huì)發(fā)生變形，從而保證組裝尺寸。

6、此工裝采取了模塊化設(shè)計(jì)，每部分功能相對獨(dú)立；工裝可以根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸變化增減上部壓緊機(jī)構(gòu)和下部承載機(jī)構(gòu)的數(shù)量，并根據(jù)頂棚弧度的形狀及大小更換壓頭或承載鞍。

二、鐵路貨車鋁合金頂棚組焊工藝如下：

固定工裝平臺(tái)機(jī)構(gòu)—調(diào)整下部承載機(jī)構(gòu)水平位置—依次吊入頂棚部件—開啟上部壓緊機(jī)構(gòu)—焊接頂棚正面焊縫—檢測尺寸調(diào)節(jié)下部承載機(jī)構(gòu)—工裝翻轉(zhuǎn)180°—焊接頂棚內(nèi)側(cè)焊縫—將工裝翻回正面冷卻至室溫—打開上部壓緊機(jī)構(gòu)—調(diào)出頂棚。

具體包括：

1、固定工裝平臺(tái)機(jī)構(gòu)；將平臺(tái)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)至水平，保證機(jī)構(gòu)橫梁、側(cè)梁、中梁、端梁處于同一水平面，然后鎖定翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或者關(guān)閉電機(jī)，固定底座，對平臺(tái)機(jī)構(gòu)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測量校核，調(diào)整下部承載機(jī)構(gòu)，使所有承載鞍處于同一水平位置。

2、頂棚吊入平臺(tái)；先調(diào)入右側(cè)的頂棚，再調(diào)入中間的頂棚，將中間頂棚兩側(cè)組裝部分插入第一部分和第三部分，保證頂棚與下部承載機(jī)構(gòu)各部件貼沿，再調(diào)節(jié)頂棚各部分之間的組裝尺寸及間隙，組裝并緊固限位擋。

3、關(guān)閉上部壓緊機(jī)構(gòu)；將上部壓緊機(jī)構(gòu)的橫梁沿立柱軸向方向旋轉(zhuǎn)，使頂棚兩側(cè)的橫梁在同一直線上，并與頂棚軸向方向垂直，插上安全銷，鎖緊橫梁；打開液壓，將壓頭壓在頂棚的上表面，保證頂棚與不銹鋼壓頭和承載鞍貼沿，并檢測相關(guān)尺，進(jìn)行調(diào)整。

4、對頂棚正反面焊縫進(jìn)行點(diǎn)焊固定后，焊接頂棚上面兩條焊縫，可保證兩臺(tái)焊機(jī)從中間相兩側(cè)同時(shí)焊接，焊接正面焊縫后，檢測頂棚的撓度及變形情況，根據(jù)檢測值，調(diào)整承載鞍及限位擋的尺寸及位置，預(yù)制反面焊縫的變形大小；

5、開啟翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電源，通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使平臺(tái)翻轉(zhuǎn)180°，焊接頂棚內(nèi)側(cè)兩條焊縫；

6、完成焊接后，將平臺(tái)再翻到正面，關(guān)掉電源，待焊縫冷卻后，松開上部壓緊機(jī)構(gòu)和限位擋，將上部壓緊機(jī)構(gòu)的橫梁旋轉(zhuǎn)至兩側(cè)，將整個(gè)頂棚吊出工裝，完成組焊。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、翻轉(zhuǎn)底座1.1、電機(jī)1.2、主動(dòng)輪1.3、上部壓緊機(jī)構(gòu)2、立柱2.1、橫梁2.2、液壓缸2.3、壓頭2.4、下部承載機(jī)構(gòu)3、液壓底座3.1、承載鞍3.2、限位擋3.3、平臺(tái)機(jī)構(gòu)4、端梁4.1 側(cè)梁4.2、小橫梁4.3、大橫梁4.4、中梁4.5。等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。