副车架手工焊接装配夹具及装配方法与流程

1.本发明涉及汽车悬架轻量化零件技术领域，尤其涉及一种副车架手工焊接装配夹具及装配方法。

背景技术：

2.随着新能源汽车的发展，以铝代钢已成为实现汽车底盘的轻量化的重要手段，铝合金的焊接仍是铝合金副车架的生产中的重要工艺，而铝合金的焊接相比钢的焊接难度更大，焊接变形较大是其中一个主要因素。目前，铝合金的副车架样件及小批量生产中一般采用手工焊接装配，副车架的组装通常是采用先将铸件、挤压件装配焊接，在夹具上设计冷却及反变形，产品在夹具上变形完成之后取下，再进行后工序装配、铆接及压装等工序，但手工焊接装配夹具结构较为简单，定位固定点较少，因此定位精度较低，变形可控性相对较差，在焊接完成之后需要另行检测变形度，根据变形度再进行相应校形；在整体已经焊接完成的基础上再进行校形，一方面会再采用另外的校形工装，增大设备投入，另一方面使副车架成型工序较多，降低成型效率。

技术实现要素：

3.本发明解决的技术问题是提供一种副车架手工焊接装配夹具及装配方法，提高铝合金副车架焊接产品尺寸精度和一致性。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：副车架手工焊接装配夹具，包括底板，底板上对应纵梁设置有纵梁定位模块、对应横梁设置有横梁定位机构、对应左组件和右组件分别设置有侧组件定位模块；
5.所述纵梁定位模块包括车身衬套孔定位机构和工艺孔定位机构，所述车身衬套孔定位机构对应纵梁端部的车身衬套孔设置，所述工艺孔定位机构对应纵梁的工艺孔设置；还包括对应后纵梁下摆臂衬套孔设置的后纵梁下摆臂衬套孔定位机构；
6.所述侧组件定位模块包括安装孔定位机构，所述安装孔定位机构对应左组件和右组件的调节杆安装孔设置，且单侧的侧组件定位模块中至少设置有两个安装孔定位机构；
7.所述横梁定位机构包括对应前横梁上悬置套管内孔设置的悬置套管定位机构。
8.为了提高夹持稳定性，还包括对应纵梁与横梁设置的支撑机构和压夹机构，所述支撑机构的支撑端与所述压夹机构的压夹端上下对应设置，并形成压夹副车架的压夹空间；副车架的每个纵梁与横梁至少对应设置有一组支撑机构和压夹机构。
9.为了实现压夹功能，所述支撑机构包括与底板螺纹连接的支撑杆，支撑杆下部设置有外螺纹，底板对应设置有螺纹孔；所述压夹机构包括安装在底板上的支撑座，支撑座顶部设置有连接臂，连接臂一端与支撑座固定连接，另一端设于支撑杆上方，在支撑杆上方的连接臂端部竖直设置有下压件，下压件与连接臂螺纹连接。
10.进一步的，所述车身衬套孔定位机构包括前纵梁车身衬套孔定位机构和后纵梁车身衬套孔定位机构；所述前纵梁车身衬套孔定位机构对应左组件和右组件前侧的车身衬套
孔设置，所述后纵梁车身衬套孔定位机构对应左组件和右组件前侧的车身衬套孔设置。
11.所述前纵梁车身衬套孔定位机构和所述后纵梁车身衬套孔定位机构均包括第一定位座和第一定位销，第一定位座安装在底板上，第一定位销竖向设置在第一定位座顶部，第一定位销与对应车身衬套孔间隙配合。
12.进一步的，所述工艺孔定位机构包括前纵梁工艺孔定位机构，所述前纵梁工艺孔定位机构对应前纵梁中部的工艺孔设置；所述前纵梁工艺孔定位机构包括第二定位座和第二定位销，第二定位座安装在底板上，第二定位销竖向设置在第二定位座顶部，第二定位销与对应工艺孔间隙配合。
13.进一步的，所述安装孔定位机构包括调节杆安装孔定位机构和横向控制臂安装孔定位机构，所述调节杆安装孔定位机构对应左组件和右组件的调节杆安装孔设置，所述横向控制臂安装孔定位机构对应左组件和右组件的横向控制臂安装孔设置；
14.所述调节杆安装孔定位机构和所述横向控制臂安装孔定位机构均包括第三定位座和第三定位销，第三定位座安装在底板上，第三定位销横向设置在第三定位座顶部，第三定位销与对应安装孔间隙配合。
15.进一步的，所述悬置套管定位机构包括第四定位座和第四定位销，第四定位座安装在底板上，第四定位销横向设置在第四定位座顶部，第四定位销与前横梁中部的悬置套管内孔配合，间接对前横梁定位。
16.本发明解决其技术问题还提供一种副车架手工焊接装配方法，对副车架依次进行第一序焊接装配、第二序焊接装配，副车架在第二序焊接装配时的姿态与在第一序焊接装配时的姿态沿水平面对称；根据上述副车架手工焊接装配夹具分别设置有第一序夹具和第二序夹具，第一序夹具用于副车架的第一序焊接装配，第二序夹具用于副车架的第二序焊接装配。
17.本发明的有益效果是：本发明提供了一种副车架手工焊接装配方法配合副车架手工焊接装配夹具进行使用，通过第一序夹具和第二序夹具依次进行第一序焊接装配、第二序焊接装配，在第一序夹具对副车架进行焊接装配时，通过各定位机构使第一序焊接控制在较高精度范围内，但由于手工焊接夹具及手工焊接的焊缝走位、焊姿态限制，第一序装配焊接无法完成所有焊缝的焊接，第一序焊接完成后还需将副车架取下补焊，由于第二序夹具的各定位结构实现限位，因此第二序夹具还有具有校形和检测的作用，在第二序焊接完成后，便可获得尺寸精度较高的铝合金副车架，且可在连续样件或小批量生产中保证较好的一致性，更精确的控制铝合金副车架的焊接变形，减少报废，降低成本。
附图说明
18.图1为本发明所述的副车架第一序焊接姿态示意图；
19.图2为本发明所述的第一序夹具结构示意图；
20.图3为本发明所述的第一序焊接装配示意图；
21.图4为本发明所述的副车架第二序焊接姿态示意图；
22.图5为本发明所述的第二序夹具结构示意图；
23.图6为本发明所述的第二序夹具结构示意图；
24.图中标记为：100-左前纵梁；200-右前纵梁；300-左后纵梁；400-右后纵梁；500-前
横梁；600-后横梁；700-左组件；800-右组件；10-车身衬套孔；20-工艺孔；30-下摆臂衬套孔；40-悬置套管；50-调节杆安装孔；60-横向控制臂安装孔；101-车身衬套孔定位机构；201-工艺孔定位机构；301-下摆臂衬套孔定位机构；401-悬置套管定位机构；501-调节杆安装孔定位机构；601-横向控制臂安装孔定位机构；701-压夹机构；801-支撑机构。
具体实施方式
25.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“左”“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本文中，“平行”、“垂直”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。
26.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
27.如图1和图3所示，本发明所加工的副车架，包括纵梁和横梁，纵梁包括前纵梁和后纵梁，前纵梁包括左前纵梁100、右前纵梁200，后纵梁包括右后纵梁400、左后纵梁300，横梁包括前横梁500、后横梁600，前横梁500中部水平设置有悬置套管40，前横梁500连接于左前纵梁100与右前纵梁200前侧之间，后横梁600连接于右后纵梁400与左后纵梁300之间；以上结构均采用铝合金材料，其结构与现有的铝合金副车架基本一致，连接方式为焊接。其中，左前纵梁100与左后纵梁300连接构成副车架的左组件700，右前纵梁200与右后纵梁400连接构成右组件800；对于上述铝合金副车架，可以采用不同的手工焊接夹具装配焊接，进行样件制作及小批量生产。如背景技术中所述，目前的铝合金有焊接变形大的特点，普通手工焊接夹具普遍存在定位精度低，变形可控性差，焊接产品尺寸精度和一致性不足的缺点。对此，请参阅图2和图5，本发明提供一种副车架手工焊接装配夹具，包括在底板上对应纵梁设置的纵梁定位模块、对应横梁设置的横梁定位机构、对应左组件700和右组件800分别设置的侧组件定位模块。进行辅助定位及检测的支撑机构801、压夹机构701。
28.使用该副车架焊接状夹具，对处于焊接装配时的副车架进行横向、竖向的定位，并且通过多点定位的方式，使整体副车架定位稳定，降低副车架焊接时的变形度。
29.所述纵梁定位模块包括车身衬套孔定位机构101和工艺孔定位机构201；所述车身衬套孔定位机构101包括前纵梁车身衬套孔定位机构和后纵梁车身衬套孔定位机构；所述前纵梁车身衬套孔定位机构101对左组件700和右组件800前侧前纵梁上的车身衬套孔10进行定位，所述后纵梁车身衬套孔定位机构101对左组件700和右组件800前侧后纵梁的车身衬套孔10进行定位；作为一个优选实施例，所述前纵梁车身衬套孔定位机构101和所述后纵梁车身衬套孔定位机构101均包括第一定位座和第一定位销，第一定位座安装在底板上，第一定位销竖向设置在第一定位座顶部，第一定位销与对应车身衬套孔10间隙配合，避免过度定位，第一定位销上设置与其螺纹连接的盖帽，使用时，纵梁上的车身衬套孔10分别套接在对应的第一定位销上。所述工艺孔定位机构201包括前纵梁工艺孔定位机构201，所述前纵梁工艺孔定位机构201对应前纵梁中部的工艺孔20设置，所述前纵梁工艺孔定位机构201
包括第二定位座和第二定位销，第二定位座安装在底板上，第二定位销竖向设置在第二定位座顶部，第二定位销与对应工艺孔20间隙配合，避免过度定位。使用时纵梁上的工艺孔20，分别套接在对应的第二定位销上。如此，便对四个纵梁进行了定位固定，保证焊接时的稳定性，通过纵梁定位模块可以在焊接变形较大时，通过限制对应车身衬套孔10或工艺孔20的偏移，在水平方向上起到限位抗变形的作用；此外，在焊接之后对定位销的通/止检查，可以反馈出对应安装点的焊后偏移情况。
30.所述侧组件定位模块包括安装孔定位机构，所述安装孔定位机构对应左组件700和右组件800的安装孔设置，且单侧的侧组件定位模块中至少设置有两个安装孔定位机构，才能保证定位的准确；所述安装孔定位机构包括调节杆安装孔定位机构501和横向控制臂安装孔定位机构601，所述调节杆安装孔定位机构501对左组件700和右组件800的调节杆安装孔50进行定位，所述横向控制臂安装孔定位机构601对左组件700和右组件800的横向控制臂安装孔60进行定位；优选的，所述调节杆安装孔定位机构501和所述横向控制臂安装孔定位机构601均包括第三定位座和第三定位销，第三定位座安装在底板上，第三定位销横向设置在第三定位座顶部，第三定位销与对应安装孔间隙配合。如此便对左组件700、右组件800在水平方向上和竖直方向上进行定位固定，限制左组件700和右组件800的偏移，同时也对焊接时的副车架的纵梁结构进一步起到限位作用，并对纵梁的竖向起到定位、限位的作用，。
31.所述横梁定位机构包括对应前横梁500上悬置套管40内孔设置的悬置套管定位机构401。所述悬置套管定位机构401包括第四定位座和第四定位销，第四定位座安装在底板上，第四定位销横向设置在第四定位座顶部，第四定位销与前横梁500中部的悬置套管40内孔配合，间接对前横梁500进行定位，另有左前纵梁100和右前纵梁200内侧的焊接接口对其进行辅助定位，对前横梁500完全固定。
32.为了进一步实现限位固定和控制焊接变形，本发明还增加了进行辅助定位及检测的支撑机构801、压夹机构701。优选的，所述压夹机构701包括安装在底板上的支撑座，支撑座顶部设置有连接臂，连接臂一端与支撑座固定连接，另一端设于支撑杆上方，在支撑杆上方的连接臂端部竖直设置有下压件，连接臂上设置有螺纹通孔，下压件与连接臂螺纹连接，以便实现上下调节功能。由于支撑杆与底板上设置的螺纹通孔配合，支撑杆可通过旋转实现上升或下降，通过支撑杆的上升或下降，在上述的支撑及压夹的实施中，零件完成装配定位前，可调节支撑杆下降收回，不与零件接触，避免产生过定位；零件完成装配定位后，手动旋转支撑杆，上升至与零件接触并有效支撑，再放下对应下压件，便形成了辅助限位，限制焊接变形。
33.如背景技术中所述，铝合金有焊接变形大的特点，在焊接完成之后需要另行检测变形度，根据变形度再进行相应校形；在整体已经焊接完成的基础上再进行校形，一方面会再采用另外的校形工装，增大设备投入，另一方面使副车架成型工序较多，降低成型效率。本发明通过两序焊接保证焊接质量，控制焊接时出现的形变，即便在第一序焊接之后出现焊接质量问题，仍能通过第二序焊接将其检测出来并实现校形，而此时在焊接还未完全完成之时进行检测并校形，校形所需投入的做工大大降低。
34.本发明中的副车架手工焊接装配夹具分别设置有第一序夹具、第二序夹具，第一序夹具对应副车架的第一序焊接装配设置，第二序夹具对应副车架的第二序焊接装配设
置，也即，第二序夹具对应副车架在进行第一序焊接装配之后翻转之后的状态设置，其相关模块的定位机构位置根据副车架在第一序焊接装配后再进行第二序焊接装配时的焊接状态进行适应性调整。在对副车架进行焊接装配时，先将其组装并顶面朝上水平定位安装在第一序夹具上，并通过各定位机构对各结构件实现定位，定位完成之后进行手工焊接。通过第一序的装配定位焊接，第一序的焊接便可控制在较高精度范围内，但由于手工焊接夹具及手工焊接的焊缝走位、焊姿态限制，第一序装配焊接只能完成部分焊缝的焊接，第一序焊接完成后需将副车架取下补焊；为控制补焊中副车架的二次焊接变形，再进行第二序夹具，第二序夹具除具有定位限位的功能外，还有校形和检测的作用，第二序焊接完成后，便可获得尺寸精度较高的铝合金副车架，且可在连续样件或小批量生产中保证较好的一致性。在第二序装配焊接中，纵梁定位模块中可以以右前纵梁200上工艺孔20对应的工艺孔定位机构201作为副车架主定位，左前纵梁100上工艺孔20对应的工艺孔定位机构201作为副车架次定位；然后通过各定位机构对各结构件实现定位，其中，对应左前纵梁100的车身衬套孔定位机构101的上端面，对应右前纵梁200的车身衬套孔定位机构101的上端面，对应左后纵梁300的车身衬套孔定位机构101的上端面，对应右后纵梁400的车身衬套孔定位机构101的上端面，共同构成z向定位面；以上，实现副车架的第二序焊接定位。定位完成之后进行手工焊接，通过各定位销的通/止，检测第一序焊接之后副车架的变形是否在可控范围内；同时，在第二序焊接中，焊接变形较大时，通过限制对应安装孔的偏移，可以起到限位抗变形的作用；再通过焊后定位销的通/止检查，检测反馈出对应安装点的焊后偏移情况，可以基本判断经第一序、第二序焊接后，副车架的主要安装点位置度是否符合要求；通过第二序夹具对副车架进行检测校形之后，再进行焊接。
35.本发明中所采用的第一序夹具、第二序夹具，与传统设计的手工焊接夹具相比，除必要的定位及压夹之外，还具备了校形及检测功能，将焊接夹具、“校形工装”、“综合检具”集成到了一起，保证焊接质量的同时，也提高了焊接装配效率，避免在另设校形工装设备，减少人力投入。通过本发明的焊接装配夹具及焊接装配方法，得到的焊接产品位置精度可达到
±
0.75mm，合格率达到90％以上，且有较好的一致性，极大提高了手工焊接及小批量生产的合格率，有效控制了成本。
36.以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.副车架手工焊接装配夹具，其特征在于：包括底板，底板上对应纵梁设置有纵梁定位模块、对应横梁设置有横梁定位机构、对应左组件(700)和右组件(800)分别设置有侧组件定位模块；所述纵梁定位模块包括车身衬套孔定位机构(101)和工艺孔定位机构(201)，所述车身衬套孔定位机构(101)对应纵梁端部的车身衬套孔(10)设置，所述工艺孔定位机构(201)对应前纵梁的工艺孔(20)设置；还包括对应后纵梁下摆臂衬套孔(30)设置的后纵梁下摆臂衬套孔定位机构(301)；所述侧组件定位模块包括安装孔定位机构，所述安装孔定位机构对应左组件(700)和右组件(800)的安装孔设置，且单侧的侧组件定位模块中至少设置有两个安装孔定位机构；所述横梁定位机构包括对应前横梁上悬置套管(40)内孔设置的悬置套管定位机构(401)。2.如权利要求1所述的副车架手工焊接装配夹具，其特征在于：还包括对应纵梁与横梁设置的支撑机构(801)和压夹机构(701)，所述支撑机构(801)的支撑端与所述压夹机构(701)的压夹端上下对应设置，并形成压夹副车架的压夹空间；副车架的每个纵梁与横梁至少对应设置有一组支撑机构(801)和压夹机构(701)。3.如权利要求2所述的副车架手工焊接装配夹具，其特征在于：所述支撑机构(801)包括与底板螺纹连接的支撑杆，支撑杆下部设置有外螺纹，底板对应设置有螺纹孔；所述压夹机构(701)包括安装在底板上的支撑座，支撑座顶部设置有连接臂，连接臂一端与支撑座固定连接，另一端设于支撑杆上方，在支撑杆上方的连接臂端部竖直设置有下压件，下压件与连接臂螺纹连接。4.如权利要求1所述的副车架手工焊接装配夹具，其特征在于：所述车身衬套孔定位机构(101)包括前纵梁车身衬套孔定位机构和后纵梁车身衬套孔定位机构；所述前纵梁车身衬套孔定位机构对应左组件(700)和右组件(800)前侧的车身衬套孔(10)设置，所述后纵梁车身衬套孔定位机构对应左组件(700)和右组件(800)前侧的车身衬套孔(10)设置；所述前纵梁车身衬套孔定位机构和所述后纵梁车身衬套孔定位机构均包括第一定位座和第一定位销，第一定位座安装在底板上，第一定位销竖向设置在第一定位座顶部，第一定位销与对应车身衬套孔(10)间隙配合。5.如权利要求1所述的副车架手工焊接装配夹具，其特征在于：所述工艺孔定位机构(201)包括前纵梁工艺孔定位机构，所述前纵梁工艺孔定位机构对应前纵梁中部的工艺孔(20)设置；所述前纵梁工艺孔(20)定位机构包括第二定位座和第二定位销，第二定位座安装在底板上，第二定位销竖向设置在第二定位座顶部，第二定位销与对应工艺孔(20)间隙配合。6.如权利要求1所述的副车架手工焊接装配夹具，其特征在于：所述安装孔定位机构包括调节杆安装孔定位机构(501)和横向控制臂安装孔定位机构(601)，所述调节杆安装孔定位机构(501)对应左组件(700)和右组件(800)的调节杆安装孔(50)设置，所述横向控制臂安装孔定位机构(601)对应左组件(700)和右组件(800)的横向控制臂安装孔(60)设置。7.如权利要求6所述的副车架手工焊接装配夹具，其特征在于：所述调节杆安装孔定位机构(501)和所述横向控制臂安装孔定位机构(601)均包括第三定位座和第三定位销，第三定位座安装在底板上，第三定位销横向设置在第三定位座顶部，第三定位销与对应安装孔
间隙配合。8.如权利要求1所述的副车架手工焊接装配夹具，其特征在于：所述悬置套管(40)定位机构(401)包括第四定位座和第四定位销，第四定位座安装在底板上，第四定位销横向设置在第四定位座顶部，第四定位销与前横梁中部的悬置套管(40)内孔配合，间接对横梁进行定位。9.副车架手工焊接装配方法，其特征在于：对副车架依次进行第一序焊接装配、第二序焊接装配，副车架在第二序焊接装配时的姿态与在第一序焊接装配时的姿态沿水平面对称；根据权利要求1至8任意一项所述的副车架手工焊接装配夹具分别设置第一序夹具和第二序夹具，第一序夹具用于副车架的第一序焊接装配，第二序夹具用于副车架的第二序焊接装配。

技术总结

本发明涉及汽车悬架轻量化零件技术领域，公开了一种副车架手工焊接装配夹具及装配方法。本发明提供了一种副车架手工焊接装配方法并配合副车架手工焊接装配夹具进行使用，通过第一序夹具和第二序夹具依次进行第一序焊接装配、第二序焊接装配，在第一序夹具对副车架进行焊接装配时，通过各定位机构使第一序焊接控制在较高精度范围内，对副车架进行初步焊接，第一序焊接完成后还需将副车架取下补焊，通过第二序夹具的各定位结构实现定位，并同时进行校形、检测，保证副车架的焊接质量、精度，且可在连续样件或小批量生产中保证较好的一致性，更精确的控制铝合金副车架的焊接变形，减少报废，降低成本。降低成本。降低成本。