一种高精度的汽车副车架夹具
阅读说明：本技术 一种高精度的汽车副车架夹具 (High-precision automobile auxiliary frame clamp ) 是由 陈勇棠 黄浩 黄师 马靖 罗志满 蓝富仁 蓝丕满 张伶俐 何泽显 杨雲升 雷健泳 于 2020-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种高精度的汽车副车架夹具,包括底座和设在底座上的左夹具组和右夹具组,所述左夹具组和右夹具组沿着副车架的外边缘分布夹持,左夹具组和右夹具组的结构一致并以副车架的中间板为中心镜像对称,所述左夹具组包括中间板夹持单元、上蝶板夹持单元和下蝶板夹持单元；本发明采用中间夹持单元、上蝶板夹持单元和下蝶板夹持单元,将副车架各个部位进行夹持,避免了晃动,实现了夹持的稳定性,便于各种工件的焊接。(The invention discloses a high-precision automobile auxiliary frame clamp which comprises a base, a left clamp group and a right clamp group, wherein the left clamp group and the right clamp group are arranged on the base and are distributed and clamped along the outer edge of an auxiliary frame; according to the auxiliary frame, the middle clamping unit, the upper butterfly plate clamping unit and the lower butterfly plate clamping unit are adopted to clamp all parts of the auxiliary frame, so that shaking is avoided, the clamping stability is realized, and various workpieces can be conveniently welded.)
技术领域
本发明属于汽车工件夹具领域，具体涉及一种高精度的汽车副车架夹具。
背景技术
副车架可以看成是前后车桥的骨架,是前后车桥的组成部分。副车架并非完整的车架， 只是支承前后车桥、悬挂的支架，使车桥、悬挂通过它再与"正车架"相连，副车架的作用是阻隔振动和噪声，减少其直接进入车厢，所以大多出现在豪华的轿车和越野车上，有些汽车还为引擎装上副架。
如图7所示，副车架为一个左右对称的结构，包括中间板和设在中间板两端的上蝶板和下蝶板，为了支承前后车桥，需要在上蝶板和下蝶板上焊接加强肋板，其加强肋板为呈曲线弯曲的立板，其立板前端设有下翻边，下翻边与副车架设有对应的安装孔，后端设有上翻边。
目前，副车架在生产过程中需要进行焊接，在焊接过程中需要使用固定装置对车架进行固定，在整个过程中需要保证副车架绝对的稳定，否则会影响副车架的焊接质量，一旦副车架的焊接出现问题， 则导致副车架在使用过程中极易出现损伤。
现有的固定装置要么是通过固定的槽体对副车架进行固定，要么是通过简易的夹持件进行夹持；前者操作不便，尤其是针对不同尺寸的副车架，后者则对副车架的夹持力不够，在焊接过程中，副车架极易出现晃动。
目前的专利查到有申请号 201510923190.9，发明名称：副车架多边紧压装置，公开了一种副车架多边紧压装置，包括底座，底座的顶部上设置有多个边角紧压机构和支撑机构 ；边角紧压机构包括把第一驱动单元、支撑板和压杆，第一驱动单元与支撑板均设置于底座的顶部上，并且压杆铰接于第一驱动单元的驱动杆上；支撑机构包括设置于底座的顶部上的支撑座，支撑座的顶部上设置有固定槽，固定槽上通过固定件固定有夹杆；其中，在副车架放置于支撑板的顶部的情况下，第一驱动单元能够驱动驱动杆运动以使得压杆的底部能够抵触副车架的顶部的边角且驱动杆与压杆通过固定件固定，夹杆能够沿着固定槽运动以抵触副车架的侧边且支撑座与夹杆通过定位件固定。该方案实现了副车架的绝对的稳定，但是焊接加强肋板时仍需要手持工件，没有对待焊接的工件进行稳固，因而焊接精度还是会受到影响。
发明内容
本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种夹持稳定、加工精度高的高精度的汽车副车架夹具。
为实现上述的目的，本发明的技术方案为：
一种高精度的汽车副车架夹具，包括底座和设在底座上的左夹具组和右夹具组；所述左夹具组和右夹具组沿着副车架的外边缘分布夹持，左夹具组和右夹具组的结构一致并以副车架的中间板为中心镜像对称；所述左夹具组包括中间板夹持单元、上蝶板夹持单元和下蝶板夹持单元；所述上蝶板夹持单元包括L形压条Ⅰ、带动L形压条Ⅰ上下压紧和松开的驱动装置Ⅰ、安装孔定位装置和加强肋板感应夹持装置；所述驱动装置Ⅰ安装在底座上，所述安装孔定位装置包括对准上蝶板安装孔的上压块Ⅰ、伸缩定位销Ⅰ、气缸Ⅰ和支座Ⅰ；所述上压块Ⅰ设在上蝶板安装孔的上方，并与L形压条Ⅰ的一端固定连接；所述伸缩定位销Ⅰ设在上蝶板安装孔的正下方，伸缩定位销Ⅰ与气缸Ⅰ连接并由气缸Ⅰ带动上下伸缩，所述气缸Ⅰ设在支座Ⅰ内，所述支座Ⅰ固定在底座上；所述加强肋板感应夹持装置包括压紧加强肋板下翻边的上压架、顶针和L形的上压块Ⅱ，还包括安装架Ⅰ、弹簧、环形卡片和感应器；所述上压架、顶针和上压块Ⅱ设在加强肋板下翻边的正上方；所述上压架、顶针和上压块Ⅱ均设有与之匹配压紧的下压块Ⅰ、下压块Ⅱ和下压块Ⅲ，所述下压块Ⅰ、下压块Ⅱ和下压块Ⅲ与底座固定连接；所述上压架与L形压条Ⅰ的另一端固定连接，所述安装架Ⅰ设在上压架的一侧，所述上压块Ⅱ设在上压架的另一侧；所述安装架Ⅰ是由一块立板和两块横板组成的倒F形结构；所述感应器设在安装架Ⅰ的立板的上端，所述顶针穿过两块安装架Ⅰ的横板竖直设置，所述弹簧和环形卡片设在顶针上并位于两块横板之间，弹簧的上端与上横板固定连接，弹簧的下端与环形卡片固定连接，所述环形卡片固定卡接在顶针上；当顶针压在加强肋板下翻边上时，弹簧压缩，直到顶针的上端与感应器的检测头相平；当顶针下方没有加强肋板时，弹簧恢复，感应器的检测头高于顶针的顶端。
作为进一步的技术方案，以上所述下蝶板夹持单元，包括L形压条Ⅱ和带动压条Ⅱ上下压紧和松开的驱动装置Ⅱ，所述驱动装置Ⅱ安装在底座上；所述L形压条Ⅱ的一边对准下蝶板的下边缘，此边下表面设有压紧加强肋板上翻边的上压块Ⅲ和压紧下蝶板的上压块Ⅳ；L形压条Ⅱ的另一边向上蝶板与下蝶板的交接处延伸，此边的下表面设有压紧下蝶板的上压块Ⅴ；所述上压块Ⅲ、上压块Ⅳ和上压块Ⅴ下方分别设有与之匹配压紧的下压块Ⅳ、下压块Ⅴ和下压块Ⅵ；所述下压块Ⅳ的下表面还设有夹持加强肋板立板的后夹块Ⅰ，所述后夹块Ⅰ固定在底座上，后夹块Ⅰ前方设有夹持加强肋板立板的的前夹块Ⅰ；所述前夹块Ⅰ与上压块Ⅳ连接，所述前夹块Ⅰ下方还设有与之匹配将下蝶板压紧的下压块Ⅶ，所述下压块Ⅶ通过相应的支座Ⅱ固定在底座上。
作为进一步的技术方案，以上所述前夹块Ⅰ和后夹块Ⅰ的间距与加强肋板立板厚度相同。
作为进一步的技术方案，以上所述中间板夹持单元，包括Z形压条和带动Z形压条上下压紧和松开的驱动装置Ⅲ，所述驱动装置Ⅲ安装在底座上，所述Z形压条的上折边卡接在中间板的侧壁边缘，Z形压条的下横边下表面设有压紧中间板的上压块Ⅵ，所述上压块Ⅵ为从中间板的前端延伸至后端的双折条形结构，所述上压块Ⅵ的下方设有与之匹配压紧的下压块Ⅷ，此下压块Ⅷ固定在底座上。
作为进一步的技术方案，在以上所述上蝶板夹持单元和下蝶板夹持单元之间，还设有辅助定位单元，所述辅助定位单元包括定位立板和底板，所述定位立板由底板固定在底座上，所述定位立板的前表面设有L形定位块，所述L形定位块抵接在加强肋板立板上。
作为进一步的技术方案，以上所述定位立板的后方设有焊渣防护座，所述焊渣防护座表面设有焊渣防护板。
作为进一步的技术方案，以上所述驱动装置Ⅰ、驱动装置Ⅱ、驱动装置Ⅲ均采用气缸进行驱动。
作为进一步的技术方案，以上所述感应器采用红外感应器。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明采用中间夹持单元、上蝶板夹持单元和下蝶板夹持单元，将副车架各个部位进行夹持，避免了晃动，实现了夹持的稳定性，便于加强肋板的焊接。
2、本发明的上蝶板夹持单元和下蝶板夹持单元在夹持副车架的同时，还能对待焊接的加强肋板进行夹持定位，提高了副车架焊接加工的精度。
3、本发明的上蝶板夹持单元，L形压条Ⅰ一端针对上蝶板安装孔采用伸缩定位销和上压块Ⅰ进行精准定位及夹持，另一端通过加强肋板感应夹持装置的顶针、上压架和上压块Ⅱ对加强肋板的下翻边进行压紧稳固，从而使整个加强肋板稳固压紧在上蝶板上，提高了焊接加工的精度。
4、本发明的下蝶板夹持单元，设计了针对加强肋板上翻边的上压块Ⅱ和下压块Ⅰ，将加强肋板的上翻边夹紧，设计了针对加强肋板立板的后夹块Ⅰ和前夹块Ⅰ，将加强肋板的立板夹紧，从上下前后各个方向实现了加强肋板的夹持稳固，并且在对加强肋板夹持的同时，还对下蝶板进行了同步的压紧，再配合上蝶板夹持单元的精准定位，加强肋板得以精准稳固的焊接在副车架上。
5、本发明还设计了辅助定位单元，采用L形定位块在加强肋板的立板中部进行抵接支撑，进一步提高焊接的稳定性。
6、本发明的中间板夹持单元，其Z形压条的上折边卡接在中间板的侧壁边缘，防止了副车架的移位；其上压块Ⅴ从中间板的前端延伸至后端，配合对应的下压块Ⅳ，将整个中间板压紧定位，实现了副车架夹持的稳定性。
附图说明
图1为本发明一种高精度的汽车副车架夹具的结构示意图；
图2为图1的A部放大图；
图3为本发明上蝶板夹持单元的驱动装置Ⅰ结构示意图；
图4为本发明下蝶板夹持单元的驱动装置Ⅱ结构示意图；
图5为本发明下蝶板夹持单元隐藏动力装置后的结构示意图；
图6为本发明顶针的结构示意图；
图7为本发明一种高精度的汽车副车架夹具的夹持状态图。
附图标记：
1-上蝶板夹持单元，1.1-安装架Ⅱ，1.2-气缸Ⅰ，1.3-夹紧块Ⅰ，1.4-夹紧臂Ⅰ，1.5-L形压条Ⅰ，1.6-上压块Ⅰ，1.7-伸缩定位销Ⅰ，1.8-支座Ⅰ，1.9-上压架，1.10-顶针，1.11-上压块Ⅱ，1.12-安装架Ⅰ，1.13-弹簧，1.14-环形卡片，1.15-感应器，1.16-下压块Ⅰ，1.17-下压块Ⅱ，1.18-下压块Ⅲ。
2-下蝶板夹持单元，2.1-安装架Ⅲ，2.2-气缸Ⅱ，2.3-夹紧块Ⅱ，2.4-夹紧臂Ⅱ，2.5-L形压条Ⅱ，2.6-上压块Ⅲ，2.7-上压块Ⅳ，2.8-上压块Ⅴ，2.9-下压块Ⅳ，2.10-下压块Ⅴ，2.11-下压块Ⅵ，2.12-后夹块Ⅰ，2.13-前夹块Ⅰ，2.14-下压块Ⅶ，2.15-支座Ⅱ；
3-中间板夹持单元，3.1-驱动装置Ⅲ，3.2-Z形压条，3.3-上压块Ⅵ，3.4-下压块Ⅷ；
4-辅助定位单元，4.1-底板，4.2-定位立板，4.3-焊渣防护座，4.4-L形定位块；
5-底座；6-副车架，6.1-中间板，6.2-上蝶板，6.3-下蝶板，6.4-上蝶板安装孔；
7-加强肋板，7.1-加强肋板下翻边，7.2-加强肋板立板，7.3-加强肋板上翻边。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
本发明中，副车架6和加强肋板7为本领域的常规焊接件，加强肋板7包括加强肋板立板7.2、加强肋板上翻边7.3和加强肋板下翻边7.1，加强肋板上翻边7.3和加强肋板下翻边7.1分别与加强肋板立板7.2连接，焊接时，加强肋板上翻边7.3位于副车架6的下蝶板6.3处，加强肋板下翻边7.1位于副车架6的上蝶板6.2处。
实施例1：
一种高精度的汽车副车架夹具，包括底座5和设在底座5上的左夹具组和右夹具组，左夹具组和右夹具组沿着副车架6的外边缘分布夹持，左夹具组和右夹具组的结构一致并以副车架6的中间板6.1为中心镜像对称，左夹具组包括中间板夹持单元3、上蝶板夹持单元1和下蝶板夹持单元2；上蝶板夹持单元1包括L形压条Ⅰ1.5、带动L形压条Ⅰ1.5上下压紧和松开的驱动装置Ⅰ（即气缸Ⅰ）、安装孔定位装置和加强肋板7感应夹持装置，驱动装置Ⅰ安装在底座5上，驱动装置Ⅱ包括安装架Ⅱ1.1、气缸Ⅰ1.2、夹紧块Ⅰ1.3和夹紧臂Ⅰ1.4，安装架Ⅱ1.1设在底座5上，气缸Ⅰ1.2竖直安装在安装架Ⅱ1.1上，气缸Ⅰ1.2上端连接夹紧块Ⅰ1.3，夹紧块Ⅰ1.3水平夹紧或松开可更换的夹紧臂Ⅰ1.4，夹紧臂Ⅰ1.4连接L形压条Ⅰ1.5安装孔定位装置包括对准上蝶板安装孔6.4的上压块Ⅰ1.6、伸缩定位销Ⅰ1.7、气缸Ⅰ1.2和支座Ⅰ1.8，上压块Ⅰ1.6设在上蝶板安装孔6.4的上方，并与L形压条Ⅰ1.5的一端固定连接；伸缩定位销Ⅰ1.7设在上蝶板安装孔6.4的正下方，伸缩定位销Ⅰ1.7与气缸Ⅰ1.2连接并由气缸Ⅰ1.2带动上下伸缩，气缸Ⅰ1.2设在支座Ⅰ1.8内，支座Ⅰ1.8固定在底座5上；加强肋板7感应夹持装置包括压紧加强肋板下翻边7.1的上压架1.9、顶针1.10和L形的上压块Ⅱ1.11，还包括安装架Ⅰ1.12、弹簧1.13、环形卡片1.14和感应器1.15，上压架1.9、顶针1.10和上压块Ⅱ1.11设在加强肋板下翻边7.1的正上方，上压架1.9、顶针1.10和上压块Ⅱ1.11均设有与之匹配压紧的下压块Ⅰ1.16、下压块Ⅱ1.17和下压块Ⅲ1.18，下压块Ⅰ1.16、下压块Ⅱ1.17和下压块Ⅲ1.18与底座5固定连接；上压架1.9与L形压条Ⅰ1.5的另一端固定连接，安装架Ⅰ1.12设在上压架1.9的一侧，上压块Ⅱ1.11设在上压架1.9的另一侧，安装架Ⅰ1.12是由一块立板和两块横板组成的倒F形结构；感应器1.15设在安装架Ⅰ1.12的立板的上端，顶针1.10穿过两块安装架Ⅰ1.12的横板竖直设置，弹簧1.13和环形卡片1.14设在顶针1.10上并位于两块横板之间，弹簧1.13的上端与上横板固定连接，弹簧1.13的下端与环形卡片1.14固定连接，环形卡片1.14固定卡接在顶针1.10上；当顶针1.10压在加强肋板下翻边7.1上时，弹簧1.13压缩，直到顶针1.10的上端与感应器1.15的检测头相平；当顶针1.10下方没有加强肋板7时，弹簧1.13恢复，感应器1.15的检测头高于顶针1.10的顶端。
下蝶板夹持单元2，包括L形压条Ⅱ2.5和带动压条Ⅱ上下压紧和松开的驱动装置Ⅱ，驱动装置Ⅱ安装在底座5上，驱动装置Ⅱ包括安装架Ⅲ2.1、气缸Ⅱ2.2、夹紧块Ⅱ2.3和夹紧臂Ⅱ2.4，安装架Ⅲ2.1设在底座5上，气缸Ⅱ2.2水平安装在安装架Ⅲ2.1上，气缸Ⅱ2.2上端连接夹紧块Ⅱ2.3，夹紧块Ⅱ2.3水平夹紧或松开可更换的夹紧臂Ⅱ2.4，夹紧臂Ⅱ2.4连接L形压条Ⅱ2.5，L形压条Ⅱ2.5的一边对准下蝶板6.3的下边缘，此边下表面设有压紧加强肋板上翻边7.3的上压块Ⅲ2.6和压紧下蝶板6.3的上压块Ⅳ2.7；L形压条Ⅱ2.5的另一边向上蝶板6.2与下蝶板6.3的交接处延伸，此边的下表面设有压紧下蝶板6.3的上压块Ⅴ2.8；上压块Ⅲ2.6、上压块Ⅳ2.7和上压块Ⅴ2.8下方分别设有与之匹配压紧的下压块Ⅳ2.9、下压块Ⅴ2.10和下压块Ⅵ2.11；下压块Ⅳ2.9的下表面还设有夹持加强肋板立板7.2的后夹块Ⅰ2.12，后夹块Ⅰ2.12固定在底座5上，后夹块Ⅰ2.12前方设有夹持加强肋板立板7.2的的前夹块Ⅰ2.13，前夹块Ⅰ2.13与上压块Ⅳ2.7连接，前夹块Ⅰ2.13下方还设有与之匹配将下蝶板6.3压紧的下压块Ⅶ2.14，下压块Ⅶ2.14通过相应的支座Ⅱ2.15固定在底座5上。
前夹块Ⅰ2.13和后夹块Ⅰ2.12的间距与加强肋板立板7.2厚度相同。
中间板夹持单元3，包括Z形压条3.2和带动Z形压条3.2上下压紧和松开的驱动装置Ⅲ3.1，驱动装置Ⅲ3.1安装在底座5上，驱动装置Ⅲ3.1安装在底座5上，驱动装置Ⅲ3.1的结构同驱动装置Ⅱ，Z形压条3.2的上折边卡接在中间板6.1的侧壁边缘，Z形压条3.2的下横边下表面设有压紧中间板6.1的上压块Ⅵ3.3，上压块Ⅵ3.3为从中间板6.1的前端延伸至后端的双折条形结构，上压块Ⅵ3.3的下方设有与之匹配压紧的下压块Ⅷ3.4，此下压块Ⅷ3.4固定在底座5上。
在上蝶板夹持单元1和下蝶板夹持单元2之间，还设有辅助定位单元4，辅助定位单元4包括定位立板4.2和底板4.1，定位立板4.2由底板4.1固定在底座5上，定位立板4.2的前表面设有L形定位块4.4，L形定位块4.4抵接在加强肋板立板7.2上。
定位立板4.2的后方设有焊渣防护座4.3，焊渣防护座4.3表面设有焊渣防护板。
驱动装置Ⅰ、驱动装置Ⅱ、驱动装置Ⅲ3.1均采用气缸进行驱动。
本发明的工作原理为：
如图7所示，放入副车架6和加强肋板7前，将上蝶板夹持单元1、中间板夹持单元3和下蝶板夹持单元2的压条全部打开，控制气缸将伸缩定位销Ⅰ1.7伸出，依次放入副车架6和加强肋板7，其中，伸缩定位销Ⅰ1.7插入副车架6的上蝶板安装孔6.4，下蝶板6.3搭放在下压块Ⅴ2.10和下压块Ⅶ2.14上，加强肋板下翻边7.1搭放在下压块Ⅰ1.16、下压块Ⅱ1.17和下压块Ⅲ1.18上，加强肋板上翻边7.3搭放在下压块Ⅳ2.9上。
然后启动上蝶板夹持单元1、中间板夹持单元3和下蝶板夹持单元2的气缸，将压条下压，从而各个上压块压住对应的下压块/伸缩定位销，实现了副车架6和加强肋板7的稳固夹持，感应器1.15感应到顶针1.10顶端，感应器1.15给第三方焊接设备发出焊接信号，再进行焊接操作。焊接结束后，启动气缸将压条打开即可取出焊接好的副车架6。
感应器1.15采用红外感应器，红外感应器与第三方焊接设备的传送方式，为本领域的常规连接方式，不包含在本方案的保护范围内，因而不进行详述。
本发明中，中间板夹持单元3、上蝶板夹持单元1和下蝶板夹持单元2可根据副车架6的大小进行位置的调整，灵活方便。各个模块的大小、间距也均根据副车架6的安装孔位置以及加强肋板7的形状大小进行细微调整。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 中心”、“ 纵向”、“ 横向”、“ 前”、“后”、 “ 左”、“ 右”、“首”、“尾”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”“ 内”、“ 外”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，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保护范围的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接；可以是拆卸连接；也可以是点连接；可以是直接连接；可以是通过中间媒介间接连接，可以使两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本发明中未详尽说明的设备连接方式，均按本领域的常规连接方式理解。
上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
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