車身焊裝夾具設計知識

1、汽車車身焊裝夾具設計摘要：通過對汽車車身焊接夾具設計的一般規(guī)律進行探討，提出了在焊接夾具設計中所應該遵循的基礎條件。在現(xiàn)生產(chǎn)中，焊接夾具的設計充滿了豐富的特殊性，因此，具體問題須具體對待。關鍵詞：焊接夾具設計經(jīng)驗性綜合技術(shù)汽車車身焊接夾具的設計是一門經(jīng)驗性很強的綜合性技術(shù)，在設計時首先要確定生產(chǎn)綱領，熟悉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，了解變形特點，把握制件及裝配精度，通曉工藝要求。只有做到這些，才能對焊接夾具進行全方位的設計。 一、 生產(chǎn)綱領 生產(chǎn)綱領決定焊接夾具的自動化水平及焊接工位的配置，是通過生產(chǎn)節(jié)拍體現(xiàn)的。生產(chǎn)節(jié)拍由夾具動作時間、裝配時間、焊接時間、搬運時間等組成。夾具動作時間主要取決于夾具的自動化程度；

2、裝配時間主要取決于沖壓件精度、工序件精度、操作者的熟練程序；焊接時間主要取決于焊接工藝水平、焊接設備的自動化程度、焊鉗選型的合理化程度等；搬運時間主要取決于搬運的自動化程度、物流的合理化程度等。只要把握住以上幾點，就能合理地解決焊接夾具的自動化水平及制造成本這對矛盾。 二、 汽車車身的結(jié)構(gòu)特點 汽車車身一般由外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件和骨架件組成，覆蓋件的鋼板厚度一般為0.8-1.2mm，骨架件的鋼板厚度多為1.2-2.5mm，也就是說它們大都為薄板件。對焊接夾具設計來說，有以下特點：1、結(jié)構(gòu)形狀復雜，構(gòu)圖困難 汽車車身都是由薄板沖壓件裝焊而成的空間殼體，為了造型美觀和殼體具有一定的剛性，組成本身的零

3、件通常是經(jīng)過拉延成型的空間曲面體，結(jié)構(gòu)形狀較為復雜。 2、剛性差、易變形 經(jīng)過成型的薄板沖壓件有一定的剛性，但和機械加工件相比，剛性要差得多，而且單個的大型沖壓件容易變形，只有焊接成車身殼體后，才具有較強的剛性。 3、以空間三維坐標標注尺寸 汽車車身產(chǎn)品圖以空間三維坐標來標注尺寸。為了表示覆蓋件在汽車上的位置和便于標注尺寸，汽車車身一般每隔200mm或400mm劃一坐標網(wǎng)線。三個坐標的基準是：前后方向(Y向)以汽車前輪中心為0，往前為負值，往后為正值；上下方向(Z向)以縱梁上平面為0，往上為正值，往下為負值；左右方向(X向)以汽車對稱中心為0，左右為正負。 三、裝配精度 裝配精度包括兩方面內(nèi)容

4、：外觀精度與骨架精度，外觀精度指車門裝配后的間隙面差，骨架精度指三維坐標值。貨車車向的裝配精度一般控制在2mm內(nèi)，轎車控制在1mm內(nèi)。焊接夾具的設計既要保證工序件之間的焊裝要求，又要保證總體的焊接精度，通過調(diào)整工序件之間的匹配狀態(tài)來滿足整體的裝配要求。四、6點定則在車身焊裝夾具上的應用 6點定則指限制6個方向運動的自由度，在設計車身焊裝夾具時，常有兩種誤解，一是認為6點定位則對薄板焊裝夾具不適用；二是看到薄板焊裝夾具上有超定位現(xiàn)象，產(chǎn)生這種誤解的原因是把限制6個方向運動的自由度理解為限制6個方向的自由度，焊接夾具設計的宗旨是限制6個方向運動的自由度，這種限制不僅依靠夾具的定位夾緊裝置，而且依靠

5、制件之間的相互制約關系。只有正確認識了薄板沖壓件焊裝生產(chǎn)的特點，同時又正確理解了6點定則，才能正確應用這個原則。 從定位原則看，支承對薄板來說是必不可少的，可消除由于工件受夾緊力作用而引起的變形。超定位使接觸點不穩(wěn)定，產(chǎn)生裝配位置上的干涉，但在調(diào)整夾具時只要認真修磨支承面，其超定位引起的不良后果是可以控制在允許范圍內(nèi)的。 80年代，車身焊接使用的大量夾具其型式是從沖壓模具的定位面截切而來，即在車身沖壓零件的型腔上定位，它被稱為“定位塊”，其特點是定位面積大，據(jù)統(tǒng)計投影面積在50×100以上。定位塊是加工件，其余支撐部分為鑄鐵件，定位塊在裝配調(diào)整后再配作定位銷。在外觀上它有兩種式樣：大

6、面積的定位塊，小面積的氣動或手動壓頭；大面積的定位塊，大面積的氣動或手動壓頭。前者造成定位塊加工復雜，產(chǎn)生車身零件壓緊力不夠，后者干涉焊鉗的點焊操作及裝件困難。在生產(chǎn)中使用的夾具，其精度必須保證產(chǎn)品總成的要求；其選擇定位面的數(shù)量也是比較保守的，寧多勿少。另外，每個定位塊的裝配全部是用四個螺釘在沉孔中固定在焊接支承底板上，因焊渣飛濺的填充，造成返修更換的困難。因此這種整體為鑄件的“定位塊”式夾具是耗能耗材的，其設計、制造周期和成本都比較高。 隨著工裝制造水平與檢測手段的提高，車身焊接夾具的定位轉(zhuǎn)化為定位板定位，板的厚度在16、19、25幾檔中選用。整個夾具本體改為焊接合件，在制造、裝配上都縮短了

7、周期，相對降低了成本。定位板與角支座、角支座與底板各定位銷孔均采用鏜孔，孔間距偏差為, L±0.02。這種在加工上采用此方式，在調(diào)試中若車身產(chǎn)品尺寸略有變化(如沖壓件常有的尺寸誤差)，機加中保證的尺寸精度就浪費掉了。要想使車身幾何精度在夾具上一次裝調(diào)成功，沖壓件就不能有較大的尺寸偏差，而且定位點的數(shù)量也比較多。用直角塊可調(diào)定位方式與上相同，只是定位板、壓頭用直角塊加墊片過渡。它的優(yōu)點是定位板、壓頭用損后修復、裝調(diào)比較方便；也比較容易形成標準化設計、制造(除定位塊、壓頭上壓塊外，其余零件均可制成標準件)。但設計人員要解決鏜出的定位銷孔與墊片的關系，不能讓定位板無公差加工。也延長了裝配周

8、期，從定位型面到檢測銷孔等尺寸鏈增多，累計誤差上升。如平頭車身左/右側(cè)圍夾具，僅直角塊就有900個左右?？上胙b配調(diào)整工作量之大，它同樣是以提高加工精度為代價換來的。夾具從整體外形看0有章法、但不美觀。 采用三個圓柱銷定位各零、部件，它把以上兩種定位法加工精度從, L±0.02降到, L±0.05，就使夾具在生產(chǎn)使用中加工、裝配上使車身裝焊精度得到了保證。但在設計、裝配中，要考慮定位部件的使用狀況，否則精度就會隨磕碰等不良因素走失掉。 五、車身分塊和定位基準的選擇 車身焊接總成一般由底板、前圍、后圍、側(cè)圍和頂蓋幾大部分組成，不同的車型分塊方式不同，在選擇定位基準時，一般應做到

9、： 1、保證門洞的裝配尺寸當總成焊接無側(cè)圍分塊時，門洞必須作為主要的定位基準，在分裝夾具中，凡與前后立柱有關的分總成裝焊都必須直接用前后立柱定位，而且從分裝到總裝定位基準應統(tǒng)一；當總成焊接有側(cè)圍分塊時，則門洞應在側(cè)圍焊接夾具上形成，總裝焊時以門洞及工藝孔定位，且從分裝到總裝定位基準也應統(tǒng)一。 2、保證前后懸置孔的位置準確度 車身底板上的懸置孔一般沖壓在底板加強梁上，裝焊時要保證懸置孔的相對位置，以便使車身順利地下落到車架上。 3、保證前后風窗口的裝配尺寸 前后風窗口一般由外覆蓋件和內(nèi)覆蓋件組成，有的是在前后圍總成上形成，在分裝夾具上要注意解決其定位，有的在總裝夾具上形成，一般在專門的窗口定位裝

10、置對窗口精確定位，以保證風窗玻璃的裝配。 六、車身焊接夾具的結(jié)構(gòu)及定位夾緊特點 1、車身焊裝夾具的結(jié)構(gòu)特點 車身焊裝夾具體積龐大，結(jié)構(gòu)復雜，為了便于制造、裝配、檢測和維修，必須對夾具結(jié)構(gòu)進行分解，否則，無法進行測量。車身總裝夾具有3個裝配基準：底板、左側(cè)圍和右側(cè)圍，在它們的平面上都加工有基準槽和坐標線，定位夾緊組合單元按各自的基準槽進行裝配、檢測，最后將3大部分組合起來，成為一套完整的夾具。 2、車身焊裝夾具的定位特點 車身焊裝夾具大都以沖壓件的曲面外型、在曲面上經(jīng)過整形的平臺、拉延和壓彎成型的臺階，經(jīng)過修邊的窗口和外部邊緣、裝配用孔和工藝孔定位，這就在很大程度上決定了它的定位元件形狀比較特殊

11、，很少能用標準元件。焊接夾具上要分別對各被焊工件進行定位，并使其不互相干涉，在設計定位元件時要充分利用工件裝配的相互依賴關系作為自然的定位支承。有的工件焊接成封閉體，無法設置定位支承，可要求產(chǎn)品設計時預沖平臺、翻邊作為定位控制點，總之，對于要求不嚴格的裝配，盡量不使用焊接夾具。車身焊裝夾具上，板狀定位較多，定位板一般用A3、A5號鋼板，厚度為12-20mm。定位塊間距既要保證定位精度，又要保證焊鉗伸入的方便性。定位件按坐標標注尺寸，不注公差。 3、車身焊裝夾具的夾緊特點 車身沖壓件裝配后，多使用電阻焊接，工件不受扭轉(zhuǎn)力矩，當工件的重力與點焊時加壓方向一致，焊接壓力足以克服工件的彈性變形，并仍能

12、保持準確的裝配位置與定位基準貼合，此時可以省去夾緊機構(gòu)。 焊接通常在兩個工件間進行，夾緊點一般都比較多，電阻焊是一種高效焊接工藝，為減少裝卸工人的輔助時間，夾緊應采用高效快速裝置和多點聯(lián)動機構(gòu)。 對于薄板沖壓件，夾緊力作用點應作用在支承點上，只有對剛性很好的工作才允許作用在幾個支承點所組成的平面內(nèi)，以免夾緊力使工件彎曲或脫離定位基準。夾緊力主要用于保持工件裝配的相對位置，克服工件的彈性變形，使其與定位支承或?qū)щ婋姌O貼合，對于1.2mm厚度以下的鋼板，貼合間隙不大于0.8mm，每個夾緊點的夾緊力一般在300-750N.范圍內(nèi)；對于1.5-2.5mm之間的沖壓件，貼合間隙不大于1.5mm每個夾緊點

13、的夾緊力在500-3000N.范圍內(nèi)。 夾緊器按照夾緊方向有平面、垂直、45度夾緊器；按照操作方式有螺栓夾緊、快速夾緊、手柄螺旋夾緊；還有手工、氣動或液壓。其中帶補償?shù)穆菪龏A緊器最為常用。這種夾緊器在懸臂中增加了彈性伸縮，抵消夾緊時的側(cè)向分力，以補償夾具本身的變形和插入過程中的間隙，保證夾緊力與受力面垂直。夾緊頭部一般由碳鋼、不銹鋼、尼龍材料制成，以適合不同的工件要求。如果配備兩點、三點夾緊橋，可以同時夾緊不同高度的兩個位置的工件。另外也可以按照夾緊的型面加工特殊的夾緊頭。 七、焊接夾具的精度控制 焊接夾具精度標準由設計單位制定，其中規(guī)定了底板基準槽和坐線的形態(tài)和精度要求；定位銷和其他定位支承

14、件的尺寸和形位公差要求，承制單位按要求進行檢測、判斷并進行調(diào)整，合格后就固定定位銷。隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達0.01mm/±5um，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。德國demmeler(戴美樂),公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5um以內(nèi)；夾具重復安裝的定位精度高達±5um；瑞士EROEA柔性夾具的重復定位精度高達2-5um。機床夾具的精度已提高到微米級，

15、世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為了適應不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。 八、模塊、組合 夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎。利用模塊化設計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與組裝打下基礎，應用CAD;技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善

16、夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設計與服務的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務化。 九、通用、經(jīng)濟 夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國demmeler(戴美樂),公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經(jīng)濟實用。 專家們建議組

17、合夾具行業(yè)加強產(chǎn)、學、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡技術(shù)，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。結(jié)束語 汽車車身焊接夾具的設計與沖壓件、工序件結(jié)構(gòu)及精度關系極為密切，充滿了豐富的特殊性，在設計時，除了考慮遵循一般的規(guī)律外，還必須具體問題具體對待。1 前言 近年來，客車市場的競爭日趨激烈，各客車生產(chǎn)廠家在大力開發(fā)新車型的同時，對整車的質(zhì)量也越來越重視。在車身外形質(zhì)量的控制過程中，車身骨架的合攏夾具起著重要的作用。目前，車身骨架總成大多

18、利用通用合攏夾具進行定位及拼焊。 通用合攏夾具剛性強，定位點的精度由機械加工及安裝調(diào)整保證，精度高，定位點三維可調(diào)，夾具體及夾具的動作大多由液壓驅(qū)動完成，適應夾具長度及高度涵蓋范圍內(nèi)所有車型的車身骨架總成的組焊。此夾具投資較大、夾緊及松脫快捷，但更換車型時夾具的調(diào)整時間較長，較適應于多品種、中大批量的客車生產(chǎn)。 2 通用合攏夾具結(jié)構(gòu)、工藝過程及調(diào)整 2.1通用合攏夾具結(jié)構(gòu)（圖1） 合攏夾具由左右夾具體、夾具、體上的Z方向及X方向?qū)к?、地板定位梁裝置、各種定位夾緊總成、液壓驅(qū)動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。左右夾具體上各布置有三條可上下調(diào)整的T型槽導軌，其上分別固定7-10個上、中、下定位夾緊總成、

19、3個水平定位總成、1個縱向定位總成、2個頂蓋導向總成、34個前圍及后圍夾緊總成及其固定導軌。上定位夾緊總成可夾緊側(cè)圍窗立柱上部或側(cè)圍骨架上邊梁和頂蓋邊梁，中定位夾緊總成可夾緊側(cè)圍窗下梁或倉上梁，下定位夾緊總成可夾緊側(cè)圍裙立柱。上、中、下定位夾緊總成控制側(cè)圍骨架的弧度，水平定位總成可定位側(cè)圍骨架窗下梁或倉上梁、控制側(cè)圍骨架的Z方向尺寸，縱向定位總成一般定位前乘客門后立柱及駕駛員窗后立柱、控制側(cè)圍骨架X方向尺寸，前圍夾緊總成可定位前圍骨架并夾緊前圍側(cè)立柱和側(cè)圍前立柱，后圍夾緊總成可定位后圍骨架并夾緊后圍側(cè)立柱和側(cè)圍后立柱，左右夾具體合攏后控制車身骨架的寬度（Y方向尺寸）。可升降的地板定位梁裝置上布

20、置有通長的T型槽導軌，其上固定相應的定位夾緊總成、控制地板骨架總成的X及Z方向尺寸。 2.2車身骨架合攏工藝 工作前，左右夾具體處于打開位置，水平定位總成處于降下狀態(tài)，其余各定位夾緊總成處于打開狀態(tài)。首先將水平定位總成升起處于定位狀態(tài)，將左右側(cè)圍骨架吊掛到水平定位總成上，用于縱向定位的側(cè)圍立柱應位于縱向定位總成開口范圍內(nèi)，在縱向定位總成動作完成側(cè)圍骨架的X方向定位后，中定位夾緊總成動作，之后上定位夾緊總成及下定位夾緊總成動作，完成側(cè)圍骨架的定位夾緊。將地板定位梁升起，地板梁骨架吊運到地板定位梁裝置上，各定位件位于定位夾緊總成作用范圍內(nèi)，地板梁縱向定位總成動作并完成地板梁骨架的X方向定位。使左右

21、夾具體合攏，完成地板梁骨架Y方向定位后分開少許，地板定位梁上的各總成動作并完成地板梁骨架的夾緊，之后將左右夾具體合攏到位。分別將前后圍骨架吊運到位，完成骨架的定位及夾緊。吊運頂蓋總成到相應位置，如上定位夾緊總成是夾緊側(cè)圍窗立柱的，可以使用弓形夾將頂蓋邊梁與側(cè)圍骨架上邊梁夾緊；如上定位夾緊總成是夾緊側(cè)圍骨架上邊梁和頂蓋骨架邊梁的，需先將上定位夾緊總成打開，頂蓋總成到位后再夾緊。此時車身骨架合攏完成，可實施點固及焊接作業(yè)。 車身骨架焊接完成后，左右夾具體上的各定位夾緊總成松開，水平定位總成下降，左右夾具體后撤到分開狀態(tài)。將地板定位梁上的各定位夾緊總成打開，用吊具將車身骨架總成吊出或地板定位梁下降將

22、車身骨架總成放到輸送設備（如輥床）上運至下一工位。 2.3通用合攏夾具的調(diào)整 更換車型時，要對合攏夾具進行相應的調(diào)整。調(diào)整前應仔細分析圖紙，確定各定位夾緊總成應處于的位置，計算出各定位夾緊總成需調(diào)整的方向及距離，并準備一套合格的車身骨架各分總成作為樣件。 調(diào)整時，首先將左右夾具體上的T型槽導軌的高度位置調(diào)整到位并緊固，再將各總成緊固螺栓松開、移動到相應位置后預緊固，分別對夾具各部進行調(diào)整。 a高度的調(diào)整。合攏夾具是以地板梁下平面為Z方向定位基準的，上下移動水平定位總成到相應位置緊固，測量的同時轉(zhuǎn)動剎撐端部的螺栓將水平定位調(diào)整好。 b.側(cè)圍弧度的調(diào)整。上、中、下定位夾緊總成決定側(cè)圍骨架的弧度，中

23、定位夾緊總成的Y方向尺寸是固定的，轉(zhuǎn)動上、下定位夾緊總成的絲杠將其Y方向尺寸調(diào)整到位。將左右側(cè)圍骨架樣件掛上，夾緊中定位夾緊總成。 c.車身骨架寬度的調(diào)整。夾具體移動導軌的前端有可調(diào)的限位頂絲，合攏左右夾具體，測量的同時調(diào)整限位頂絲保證車身骨架的寬度尺寸，左右夾具體的調(diào)整量應基本相同。 d.縱向定位總成的調(diào)整。左右夾具體合攏到位，測量兩側(cè)圍上邊梁的對角線，根據(jù)對角線尺寸差值情況調(diào)整縱向定位總成的位置，反復進行測量及調(diào)整，保證兩對角線差值滿足工藝要求，將縱向定位總成緊固。測量時側(cè)圍骨架應處于夾緊狀態(tài)，調(diào)整時則處于松開狀態(tài)。校正側(cè)圍骨架各定位夾緊總成的位置并緊固。 與上述調(diào)整相似，分別將地板梁骨架

24、、前圍骨架、后圍骨架吊掛到相應位置，測量的同時調(diào)整各定位夾緊總成的位置，調(diào)整完成后緊固。 3 通用合攏夾具改進 a.夾具體定位尺寸的快速調(diào)整及定位精度的提高。按車身骨架最小寬度尺寸將夾具體定位尺寸調(diào)整好并緊固，根據(jù)各車型寬度尺寸的差值制作調(diào)整墊板，更換車型時插放相應的調(diào)整墊板來實現(xiàn)快速調(diào)整。目前車身骨架寬度定位是平面定位方式，夾具體下部導軌的側(cè)向間隙影響夾具體X方向的重復定位精度，可改為豎直V型槽與球頭的定位方式消除此誤差，提高定位精度。 b.夾具體上縱向?qū)к壍目焖僬{(diào)整。縱向?qū)к壻|(zhì)量大且為上下移動調(diào)整，更換車型調(diào)整時費時費力，可在縱向?qū)к壟c其下部的限位凸臺間增加相應尺寸的限位墊板，實現(xiàn)快速調(diào)整

25、。 c.定位夾緊總成的快速調(diào)整。某種車型調(diào)整完成后，在各定位夾緊總成與其固定導軌間配鉆定位孔，插上手動插銷并做好車型標記，當重新制作此種車型的車身骨架時，只要將各定位夾緊總成移動到相應的位置，插上插銷即可保證定位精度，可節(jié)省大量的反復測量調(diào)整時間，實現(xiàn)快速調(diào)整。 d.中定位夾緊總成結(jié)構(gòu)的改進。原定位夾緊總成（圖2）結(jié)構(gòu)復雜，上下支座（件1,4）為鑄件，用連接板（件3）、16個螺栓及8個定位銷連接，定位尺寸靠裝配來保證。驅(qū)動缸固定，帶有活動連板（件6）?？偝少|(zhì)量較大，制造周期較長，成本較高。 改進后的定位夾緊總成（圖3）結(jié)構(gòu)簡單，由立板（厚度為12 mm或16 mm）及筋板組成的焊接支座（件12

26、）代替原來的組裝件，定位尺寸由機械加工保證。驅(qū)動缸鉸接浮動，取消原活動連板。總成質(zhì)量較輕，制造周期短，成本較低。 其它各定位夾具總成也可采用類似的方法進行改進。 e.驅(qū)動方式的改進建議。目前合攏夾具采用液壓驅(qū)動，夾緊總成的夾緊力為2000 N左右，由于驅(qū)動缸數(shù)量達到80-100個，各液壓管路的連接點總數(shù)量較多（500600個以上），易造成液壓油的滲漏、污染操作環(huán)境，設備維護工作量較大?？刹捎脷鈩域?qū)動系統(tǒng)，當驅(qū)動缸直徑為63 mm、壓縮空氣壓力為0.40.6 MPa時，采用附圖三結(jié)構(gòu)，夾緊力達到13001900 N，滿足使用要求，有利于保證良好的操作環(huán)境，降低設備維護難度及工作量，同時將降低合攏

27、夾具的制造成本。 4 結(jié)束語 隨著對通用合攏夾具的不斷改進和完善，將使合攏夾具的結(jié)構(gòu)更加合理、精度提高，夾具的操作和調(diào)整更快捷，較適用于客車多品種、單件或小批量的生產(chǎn)方式。使合攏夾具在保證及提高客車車身制作質(zhì)量中起到更重要的作用。焊接夾具氣缸動作的程序化設計氣路設計在焊接結(jié)構(gòu)中是經(jīng)常遇到的問題。為了操作的安全或出于工藝要求，對一些較復雜的夾具結(jié)構(gòu)，常要求氣動動作有一定的先后順序。要達到這個目的有三種方法：1)不同的動作用不同的氣閥控制。這種設計要求工人操作時要記牢操作順序，否則就易出現(xiàn)安全問題或損壞工件。2)利用接近開關(如在氣缸上固定磁性環(huán))提供氣缸到位情況的信號。這種設計，因為加入了電磁元

28、件，使得氣路復雜化。3)僅利用氣閥本身通過氣路設計來識別氣缸到位狀態(tài)。這種設計對一些復雜的焊接結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)程序化。本文以我公司皮卡車后廂門焊接夾具為例，闡述氣缸動作的程序化設計在焊接夾具中的應用。 一、 工藝過程分析 皮卡車后廂門總成主要有以下零部件組焊而成：后廂門本體、側(cè)板總成、后廂門內(nèi)部加強板、鉸鏈板等。以側(cè)板與后廂門本體的組焊為例：我公司采用了圖1所示的焊接夾具結(jié)構(gòu)。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，側(cè)板必須采用定位銷側(cè)向定位。為簡化操作，定位銷固定在側(cè)板定位板上，這樣為使焊后總成件順利取出，限位板必須是活動的。操作時，首先將后門本體放置在夾具上并可靠定位，在氣缸作用下將限位板推到位，再將側(cè)板以定位銷定位安

29、裝在夾具上，保證與限位板貼合良好，然后用壓頭將工件夾緊后施焊。焊接完成后，先將壓頭打開，然后再將限位板打開，退出定位銷并使壓頭最大限度地后退，以便工件順利向上取出。 圖 1焊接夾具三、 主要設計內(nèi)容 由上述工藝過程，可以確定后廂門焊接夾具設計的主要內(nèi)容有： 1.根據(jù)后廂門的工藝過程確定焊接夾具的工藝方案，進而確定夾具結(jié)構(gòu)。 2.設計滿足夾具結(jié)構(gòu)和工藝方案的氣動原理圖。 3.根據(jù)國產(chǎn)化沖壓件調(diào)試出能生產(chǎn)合格產(chǎn)品的焊接夾具。 首先，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在氣缸1推出時，氣缸2必須處于縮入狀態(tài)，否則側(cè)板無法裝入。施焊完成后，在氣缸1縮入時，氣缸2也必須首先處于縮入狀態(tài)，否則，就會將焊好的總成件拉壞。由此可知

30、，在設計氣路圖時必須保證： 1)夾緊工件時，氣缸1先動，氣缸2后動。 2)松開工件時，氣缸2先動，氣缸1后動。 也就是說，設計的氣路圖必須具有對氣缸狀態(tài)的識別功能。在氣缸狀態(tài)不符合要求時，即在誤操作的情況下，氣動元件可以不理采外界輸入的操作命令，而在執(zhí)行操作命令時，氣缸的動作必須按設計的程序進行，即氣缸操作時實行程序化。 四、 根據(jù)以上要求，設計了如圖2所示的氣動原理圖，顯然這個氣路圖達到了后廂門夾具的結(jié)構(gòu)要求。此氣路圖實現(xiàn)了對氣缸狀態(tài)的識別，也實現(xiàn)了氣缸動作的程序化。 圖 2氣動原理圖前言國內(nèi)汽車行業(yè)近幾年的快速增長，帶動了國內(nèi)汽車焊接夾具制造業(yè)的快速成長?；久總€新車型投產(chǎn)，均需要投入相應

31、的焊接夾具。按目前市場情況看，從新車型開發(fā)到推進市場，要求周期短，進而對焊接夾具設計、制造、調(diào)試提出更高的要求。汽車焊接夾具的功能是為了實現(xiàn)車身零件的正確裝配，保證零件正確搭配和完成焊接。工程上通常從裝配精度、縮短制造周期和可調(diào)整性等方面來評價汽車焊接夾具設計的優(yōu)劣。定位是焊接夾具最基本的元素，也是設計過程主要考慮元素，定位設計規(guī)范化在很大程度上提高焊接夾具的性能，縮短周期，提高效益。2 “N21”定位原理一般的物體定位按照六點定位原則，即可確定正確位置。對于車身柔性零件的定位，如果僅靠六點定位規(guī)則定位，將無法保證零件的正確位置和形狀，因此，在汽車焊接夾具的設計中，經(jīng)常有過定位的方式定位，即N

32、大于3?！癗21”定位原理更加適合汽車焊接夾具設計，防止薄板變形，在汽車焊接夾具上已廣泛應用。根據(jù)汽車零件的形狀和考慮焊接夾具制造成本、焊接可操作性等考慮，夾具定位元件的數(shù)量N一般選取46。3 定位基準統(tǒng)一基準統(tǒng)一是機械加工工藝設計的基本思想之一，焊接夾具設計定位基準統(tǒng)一要求保證兩點，第一、保證焊接夾具設計基準與車身設計基準、沖壓基準、檢測基準的統(tǒng)一；第二、保證焊接夾具設計基準在分總成、總成、車身焊接總成的各總成之間保持前后統(tǒng)一?；鶞式y(tǒng)一保證了車身焊接精度，便于查找質(zhì)量問題原因，提高管理水平。4 定位結(jié)構(gòu)規(guī)范化汽車焊接夾具基本結(jié)構(gòu)，見圖1，包括：固定平臺式底座；定位部件；緊固件連接；氣動杠桿復

33、合夾緊；操作高度可調(diào)。圖14.1 固定平臺式底座固定平臺式底座有2種，一種是Q235平板式，見上圖1的固定平臺。選用平板式的原則：夾具固定平臺面積在1200×500以下的，一般選用平板式。另一種是焊接件式，見圖2。選用該結(jié)構(gòu)的原則：夾具固定平臺面積在1200×500以上的，一般選用焊接件式。焊接件由基板、槽鋼、墊板焊接而成，結(jié)構(gòu)規(guī)范化。圖24.2定位部件：定位部件是焊接夾具最基本單元，定位部件規(guī)范化設計是焊接夾具定位設計規(guī)范化重要方面。定位部件的結(jié)構(gòu)一般由角支座、連接板、定位塊、壓塊、壓板、調(diào)整墊片、銷、銷支架、限位、氣缸等零部件組成（見圖3）。每個零部件可規(guī)范化，在設計時形成規(guī)范化設計。圖3角支座：也稱定位部