一种快速定位焊接吊耳的工装及操作方法与流程

1.本发明属于轨道交通领域，特别是一种快速定位焊接吊耳的工装及操作方法。


背景技术：

2.轨道交通领域的设备对于强度、可靠性、长寿命周期有着严格的要求，大多数的车下设备均靠设备柜体延伸出来的吊耳与车辆底部的梁进行固定；设备吊耳孔距间的公差(吊耳间的孔距是与车辆底部的安装梁位置对应，所以必须满足车辆底部安装梁的尺寸公差要求)、以及吊耳自身的平面度就显得尤为重要，而目前绝大多数的车下设备吊耳均采用焊接的形式，将吊耳与车下柜体进行连接，而焊接过程中的吊耳间尺寸及吊耳自身平面度的控制，特别是批量制作时就显得更加重要，因为一旦焊接变形等情况的发生，将导致后期花费大量的人力、物力、精力去进行整形，不利于批量产品的定型制作和一致性的保证。
3.通常的制造方式，将焊接成型后的框架进行校正，打磨过后，将其倒置在焊接平台上(其中用高于吊耳片厚度的垫板，将框架悬空抬高)，然后在对应的位置塞入吊耳片，再用焊枪进行定位初步点固，此种方式的操作效率较低，需要不停的调整吊耳的间隔尺寸，以达到设计需求尺寸；而其由于是倒置在焊接平台上，而吊耳片又是被框架压合在焊接平台上，这就导致测量柜体吊耳片对角线尺寸时无法操作，只能将点固后的吊耳与框架再翻转过来，进行测量与调整，一旦某个吊耳尺寸变动，未达到设计需要，则需要对框架再进行整形的处理，所以对于焊接吊耳这道工序，如果没有特定的工装夹具进行定位，那将是费时费力，也不能完全保证设计的要求，一旦操作不当还会造成无法修复的情况，特别针对于一个设备框架需要焊接10几个吊耳片的情况，操作难度更是加大(根据设备框架的大小，一般的吊耳片数量为4-6个)。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种快速定位焊接吊耳的工装及操作方法，以实现吊耳与打磨整形后的框架快速进行尺寸限位。
5.实现本发明目的的技术解决方案为：
6.一种快速定位焊接吊耳的工装，包括：
7.由纵梁、对称纵梁、横梁、对称横梁固定的矩形外框结构，固定在矩形外框内对称设置的两个跨接横梁，对称固定在两个跨接横梁之间的两个加强纵梁；
8.所述纵梁、对称纵梁、横梁、对称横梁上均设有多个调节座，调节座上设有调节螺栓，用于调整整个工装与框架的位置，使得框架位于工装的中间区域后将工装与框架锁定；
9.所述横梁、对称横梁上均设有多个导向限位条组，导向限位条组由两个平行设置的导向限位条构成，导向限位条组的数量被焊接的定位吊耳片的数量相同；同组的两个导向限位条用于对吊耳片的左右进行导向限位；导向限位条的厚度大于吊耳片的厚度，二者之间的厚度落差作为吊耳片的塞入间隙；同组的两个导向限位条内侧设有一个压紧支架，压紧支架通过定位螺杆在固定横梁和对称横梁上，同时定位螺杆能够穿过吊耳片并对吊耳
片的位置进行定位和限位；所述压紧支架用于对吊耳片进行压紧。
10.一种快速定位焊接吊耳的工装，其组装过程为：将多件外包角通过铆钉将纵梁、对称纵梁、横梁、对称横梁进行铆接成型，其内侧用多件内包角通过铆钉进行铆接；接着用多件内包角通过铆钉将跨接横梁进行铆接；
11.将多件紧固螺栓，先穿过跨接横梁，然后再穿过加强纵梁后用螺母进行紧固；其中加强纵梁中间区域焊接有止挡圆钢；
12.通过铆钉将多件侧调节座分别铆接在纵梁和对称纵梁上；同时通过侧调节座上的螺母，拧入调节螺栓；
13.通过铆钉将多件横向调节座分别铆接横梁和对称横梁上；同时通过横向调节座上的螺母，拧入调节螺栓；
14.通过铆钉将多件导向限位条，铆接在已经成型的工装框架上；
15.将多件定位螺杆先穿过横梁后和对称横梁，再穿过压紧支架，用螺母紧固。
16.一种快速定位焊接吊耳的工装，其安装使用过程为：
17.将焊接整形后的框架，平整地放置在焊接平台上，使得框架处于水平放置的状态；然后抬起焊接吊耳工装组件，将其放置在框架的顶部区域，导向限位条与框架的顶部区域横梁面接触；接着通过四周的调节螺栓旋拧后，均分焊接吊耳工装组件前后左右的距离，使得框架位于焊接吊耳工装组件的中间区域；
18.依次顺着两件为一组槽道的导向限位条中间区域塞入吊耳片，再从框架的底部位置向上塞入定位螺杆，先穿过吊耳片，接着穿过横梁或对称横梁，再穿过压紧支架，用螺母垫紧固，此时压紧支架的一端被螺母锁紧，另外一端与吊耳片压紧；吊耳片左右方向被限制在两个导向限位条的的区域内；定位螺杆对压紧吊耳片进行定位与限位；
19.进行初步焊接，将吊耳片与框架进行连接，待所有的吊耳片进行初步的焊接后，即松开四周的调节螺栓，松开工装并抬离框架。
20.本发明与现有技术相比，其显著优点是：
21.本发明提供了一种快速定位焊接吊耳的工装结构及操作方法，能够实现与打磨整形后的框架快速进行尺寸限位，并通过该工装，快速准确塞入吊耳片，并通过定位销，压紧支架等将需要焊接的吊耳片限制在规定的公差尺寸范围内，继而焊接后，能够完成设计的需求，避免了重复性的整形工作，大幅提高了焊接效率与公差要求，能够为批量产品的一致性提供了保证，降低了制造成本和制作难度。
附图说明
22.图1为工装与框架组装立体图。
23.图2为工装正向立体图。
24.图3为工装反向立体图。
25.图4为工装与框架组装过程示意图。
26.图5为吊耳片组装过程示意图。
27.图6为图5中局部放大图。
28.图7为定位螺杆穿过吊耳片示意图。
29.图8为定位螺杆与压紧支架通过螺母锁紧示意图。
30.图9为定位螺杆下端与吊耳片，上端与压紧支架通过螺母锁紧示意。
31.图10为定位螺杆下端与吊耳片，上端与压紧支架通过螺母锁紧剖视图。
32.图11为定位螺杆下端与吊耳片，上端与压紧支架通过螺母锁紧立体图。
33.图12为图11中局部放大图。
34.图13为框架与吊耳片焊接后公差尺寸要求图。
35.图14为定位螺杆立体示意图。
具体实施方式
36.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
37.结合图1-图14，本实施例的一种快速定位焊接吊耳的工装1包括纵梁1-1、加强纵梁1-2、对称纵梁1-3、横梁1-4、横向调节座1-5、压紧支架1-6、导向限位条1-7、跨接横梁1-8、对称横梁1-9、止挡圆钢1-10、侧调节座1-11、外包角1-12、内包角1-13、调节螺栓1-14、定位螺杆1-15、铆钉1-16、螺母垫圈等1-17；
38.所述纵梁1-1与对称纵梁1-3平行设置，横梁1-4与对称横梁1-9平行设置，纵梁1-1、对称纵梁1-3、横梁1-4、对称横梁1-9固定后构成整个工装的矩形外框结构，矩形外框内对称的固定有两个跨接横梁1-8，两个跨接横梁1-8之间对称的固定有两个加强纵梁1-2，加强纵梁1-2上设有止挡圆钢1-10；
39.所述横梁1-4与相邻的跨接横梁1-8之间，以及对称横梁1-9与相邻的跨接横梁1-8之间均设有多个导向限位条组，导向限位条组由两个平行设置的导向限位条1-7构成；导向限位条固定在横梁1-4、对称横梁1-9以及跨接横梁1-8的下端，导向限位条组的数量与框架2上伸出的凸梁2-1(对应被焊接的定位吊耳片3的数量)数量相同。同组的两个导向限位条1-7内侧设有一个压紧支架1-6，压紧支架1-6能够通过定位螺杆1-15可拆卸的固定在横梁1-4和对称横梁1-9上。纵梁1-1、加强纵梁1-2上均固定有多个侧调节座1-11，横梁1-4、对称横梁1-9上均固定有多个横向调节座1-5，侧调节座1-11和横向调节座1-5上均设有螺母，用于安装调节螺栓1-14。
40.下面对部分部件安装制作过程进行说明：
41.所述纵梁1-1、加强纵梁1-2、对称纵梁1-3、横梁1-4、跨接横梁1-8、对称横梁1-9均采用矩形管进行切割、钻孔成型，其材质可以为不锈钢、碳钢中任意一种；其在切割后，根据设计的要求，对应的位置钻好孔；
42.压紧支架1-6、导向限位条1-7、外包角1-12、内包角1-13，采用钢板通过机床切割、折弯等工序制作而成，其材质可以为不锈钢、碳钢中的任意一种；
43.横向调节座1-5、侧调节座1-11采用钢板通过机床切割、折弯、焊接螺母等工序制作而成，其材质可以为不锈钢、碳钢中的任意一种；其中调节座中设置有螺母，用于旋拧螺栓转动用；
44.定位螺杆1-15由不锈钢圆钢车削而成，起到快速定位吊耳片3的作用；
45.调节螺栓1-14、铆钉1-16、螺母垫圈等1-17，均为标准件；
46.止挡圆钢1-10为不锈钢圆钢直接切割成型；其作用为吊机起吊的过程中，能够使得吊带(尼龙布带)在收缩成三角形时，吊带不会进行滑动，继而导致起吊过程产生颠倒，偏移产生不可控的危险状况，其主要是限制吊带在形成三角形，受力向内侧滑动，保证起吊
时，平稳的三角形受力状态。
47.整个吊耳的组装过程为：
48.将4件外包角1-12通过铆钉1-16将纵梁1-1、对称纵梁1-3、横梁1-4、对称横梁1-9进行铆接成型，其内侧用4件内包角1-13通过铆钉1-16进行铆接；接着用8件内包角1-13通过铆钉1-16将跨接横梁1-8进行铆接；
49.将8件紧固螺栓，先穿过跨接横梁1-8，然后再穿过加强纵梁1-2后用螺母垫圈等1-17进行紧固；其中加强纵梁1-2中间区域焊接有止挡圆钢1-10，合计8件；
50.通过铆钉1-16将4件侧调节座1-11分别铆接在对应的纵梁1-1和对应的对称纵梁1-3上；同时通过侧调节座1-11上的螺母，拧入调节螺栓1-14；
51.通过铆钉1-16将6件横向调节座1-5分别铆接在对应的横梁1-4和对应的对称横梁1-9上；同时通过横向调节座1-5上的螺母，拧入调节螺栓1-14；
52.通过铆钉1-16将24件导向限位条1-7(横梁1-4和对称横梁1-9上各设置6组)，铆接在已经成型的焊接吊耳工装框架上；
53.将12件定位螺杆1-15先穿过横梁1-4后(同样原理穿过对称横梁1-9)，再穿过压紧支架1-6，用螺母垫圈等1-17紧固；如果经常使用时，该部分可以不进行组装；
54.到此即完成了焊接吊耳工装组件1的组合成型，整个过程无需焊接(焊接容易导致变形，继而使得工装自身的设计尺寸得不到保证)；此种结构形式，能够保证自身工装的公差尺寸要求和平面度要求。
55.框架2：首先根据设计要求，将各板材切割折弯后的零部件，通过拼装焊接成型，其主要材料可以是碳钢或者不锈钢任意一种，焊接后对其进行整形等工作，再最后对其进行打磨处理；吊耳片3：主要为8mm厚度的不锈钢板或者碳钢板切割成型；
56.整个工装的安装使用过程为：
57.将焊接整形后的框架2，平整地放置在焊接平台上，使得框架2处于水平放置的状态；然后启用吊机或者4-6人抬起焊接吊耳工装组件1(此时可以先将定位螺杆1-15、压紧支架1-6拆除下来，或者在之前不组装该部分)，将其放置在框架2的顶部区域(此时的导向限位条1-7与框架2的顶部区域横梁面接触)；接着通过四周的调节螺栓1-14旋拧后，大致均分焊接吊耳工装组件1前后左右的距离，使得框架2能够基本位于焊接吊耳工装组件1的中间区域；
58.依次顺着2件为一组槽道的导向限位条1-7中间区域塞入吊耳片3，再从框架2的底部位置向上塞入定位螺杆1-15，让其先穿过吊耳片3，接着穿过横梁1-4，(以及同样的方法穿过对称横梁1-9)再穿过压紧支架1-6，用螺母垫圈等1-17紧固，此时压紧支架1-6的一端被螺母锁紧，另外一端与吊耳片3压紧；此刻的状态，吊耳片3左右方向被限制在其左右侧导向限位条的1-7的区域内(每侧间隙只有0.5mm)；而其吊耳片3厚度8mm，对应的导向限位条1-7厚度为10mm，其2mm的间隙(或者落差)能够使得吊耳片3能够顺利的塞入进去(其2mm的厚度落差，通过压紧支架1-6进行压紧)；同样的定位螺杆1-15通过台阶式的穿越，使得吊耳片3被限制在规定的公差尺寸范围内，形成了对压紧吊耳片3的快速定位与限位；
59.最后，通过小面积的进行初步焊接，将吊耳片3与框架2进行连接，待所有的吊耳片3进行初步的焊接后，即可松开四周的调节螺栓1-14，通过旋拧让焊接吊耳工装组件1松开，通过吊机或者4-6人抬离框架2；初步焊接后的吊耳片3，经过尺寸的测量与校验，进行大面
积的焊接成型，继而保证强度和可靠性；
60.到此此过程完成了12处吊耳片3与框架2的焊接成型，整个过程无需再进行尺寸定位，能够快速准确地实现12处吊耳片3与框架2焊接后的公差尺寸要求，大幅降低了操作难度，提高了每批次产品的一致性，能够满足批量生产的需求，降低了焊接整形难度，同时降低了制造费用。

技术特征：
1.一种快速定位焊接吊耳的工装，其特征在于，包括：由纵梁、对称纵梁、横梁、对称横梁固定的矩形外框结构，固定在矩形外框内对称设置的两个跨接横梁，对称固定在两个跨接横梁之间的两个加强纵梁；所述纵梁、对称纵梁、横梁、对称横梁上均设有多个调节座，调节座上设有调节螺栓，用于调整整个工装与框架的位置，使得框架位于工装的中间区域后将工装与框架锁定；所述横梁、对称横梁上均设有多个导向限位条组，导向限位条组由两个平行设置的导向限位条构成，导向限位条组的数量被焊接的定位吊耳片的数量相同；同组的两个导向限位条用于对吊耳片的左右进行导向限位；导向限位条的厚度大于吊耳片的厚度，二者之间的厚度落差作为吊耳片的塞入间隙；同组的两个导向限位条内侧设有一个压紧支架，压紧支架通过定位螺杆固定在横梁和对称横梁上，同时定位螺杆能够穿过吊耳片并对吊耳片的位置进行定位和限位；所述压紧支架用于对吊耳片进行压紧。2.根据权利要求1所述的快速定位焊接吊耳的工装，其特征在于，所述纵梁、对称纵梁、横梁、对称横梁通过铆接固定，两个跨接横梁通过铆接固定在矩形外框内，两个加强纵梁通过紧固件固定在两个跨接横梁之间。3.根据权利要求1或2所述的快速定位焊接吊耳的工装，其特征在于，所述纵梁、对称纵梁、横梁、对称横梁外侧设有外包角并通过铆钉铆接，内侧设有内包角并通过铆钉铆接，跨接横梁与矩形外框设有内包角并通过铆钉铆接。4.根据权利要求1所述的快速定位焊接吊耳的工装，其特征在于，所述加强纵梁中间区域设有止挡圆钢。5.根据权利要求1所述的快速定位焊接吊耳的工装，其特征在于，其组装过程为：将多件外包角通过铆钉将纵梁、对称纵梁、横梁、对称横梁进行铆接成型，其内侧用多件内包角通过铆钉进行铆接；接着用多件内包角通过铆钉将跨接横梁进行铆接；将多件紧固螺栓，先穿过跨接横梁，然后再穿过加强纵梁后用螺母进行紧固；其中加强纵梁中间区域焊接有止挡圆钢；通过铆钉将多件侧调节座分别铆接在纵梁和对称纵梁上；同时通过侧调节座上的螺母，拧入调节螺栓；通过铆钉将多件横向调节座分别铆接横梁和对称横梁上；同时通过横向调节座上的螺母，拧入调节螺栓；通过铆钉将多件导向限位条，铆接在已经成型的工装框架上；将多件定位螺杆先穿过横梁后和对称横梁，再穿过压紧支架，用螺母紧固。6.根据权利要求1所述的快速定位焊接吊耳的工装，其特征在于，其操作方法为：将焊接整形后的框架，平整地放置在焊接平台上，使得框架处于水平放置的状态；然后抬起焊接吊耳工装组件，将其放置在框架的顶部区域，导向限位条与框架的顶部区域横梁面接触；接着通过四周的调节螺栓旋拧后，均分焊接吊耳工装组件前后左右的距离，使得框架位于焊接吊耳工装组件的中间区域；依次顺着两件为一组槽道的导向限位条中间区域塞入吊耳片，再从框架的底部位置向上塞入定位螺杆，先穿过吊耳片，接着穿过横梁或对称横梁，再穿过压紧支架，用螺母垫紧固，此时压紧支架的一端被螺母锁紧，另外一端与吊耳片压紧；吊耳片左右方向被限制在两个导向限位条的的区域内；定位螺杆对压紧吊耳片进行定位与限位；
进行初步焊接，将吊耳片与框架进行连接，待所有的吊耳片进行初步的焊接后，即松开四周的调节螺栓，松开工装并抬离框架。7.根据权利要求6所述的快速定位焊接吊耳的工装，其特征在于，吊耳片与左右侧导向限位条的间隙为0.5mm。8.根据权利要求6所述的快速定位焊接吊耳的工装，其特征在于，吊耳片与导向限位条的厚度落差为2mm。

技术总结
本发明公开了一种快速定位焊接吊耳的工装及操作方法，工作包括：由纵梁、对称纵梁、横梁、对称横梁固定的矩形外框结构，固定在矩形外框内的两个跨接横梁和两个加强纵梁；纵梁、对称纵梁、横梁、对称横梁上均设有多个调节座，调节座上设有调节螺栓；横梁、对称横梁上均设有导向限位条组；同组的两个导向限位条用于对吊耳片的左右进行导向限位；导向限位条的厚度大于吊耳片的厚度；同组的两个导向限位条内侧设有一个压紧支架，压紧支架通过定位螺杆固定在横梁和对称横梁上，同时定位螺杆能够穿过吊耳片并对吊耳片的位置进行定位和限位；压紧支架用于对吊耳片进行压紧。其操作方法能够实现吊耳与打磨整形后的框架快速进行尺寸限位。吊耳与打磨整形后的框架快速进行尺寸限位。吊耳与打磨整形后的框架快速进行尺寸限位。


技术研发人员：宫启杰 陈爱林
受保护的技术使用者：南京华士电子科技有限公司
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/10/15