白車(chē)身焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示例(同名33008)

.14/14汽車(chē)白車(chē)身焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、焊接夾具的設(shè)計(jì)方法與步驟1．在設(shè)計(jì)焊接夾具之前,應(yīng)首先了解生產(chǎn)綱領(lǐng)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征、工藝方法與生產(chǎn)線布置方式,作好充分的準(zhǔn)備.參照國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的夾具結(jié)構(gòu),并結(jié)合實(shí)際情況確定夾具總體方案.諸如是固定夾具還是隨行夾具,機(jī)械化、自動(dòng)化水平是高是低,幾種車(chē)型主要夾具是否混型共用等.要準(zhǔn)備好的工藝文件包括工序卡,技術(shù)協(xié)議,產(chǎn)品數(shù)模,夾具式樣書(shū),焊點(diǎn)文件.確定使用那種標(biāo)準(zhǔn)件,那種氣動(dòng)元件以與甲方的特殊要求.2．根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與所需焊接設(shè)備〔焊槍或CO2〕型號(hào)、規(guī)格,確定定位與夾緊方式〔如果有式樣書(shū)直接按照式樣書(shū)上的夾緊定位方式即可〕；同時(shí)根據(jù)沖壓件的工藝特點(diǎn)與后續(xù)裝配工藝的需要選擇合適的定位點(diǎn)與關(guān)鍵定位點(diǎn).大部分廠家已經(jīng)規(guī)定好了零件定位的RPS孔和RPS面,不需要我們?cè)谥贫ǘㄎ换鶞?zhǔn)了.但是大家也一定要了解如何確定定位的基準(zhǔn)孔和基準(zhǔn)面.3．主體機(jī)構(gòu)確定后,便可確定輔助裝置.如水、電、氣回路,氣、液動(dòng)元件以與覆蓋件外部焊點(diǎn)所需保護(hù)銅板等.4．按照確定好的定位點(diǎn)開(kāi)始3D設(shè)計(jì).定位塊要求在定位面的法向有3mm的調(diào)整量.定位銷(xiāo)要求在與定位孔中心線垂直的平面上有兩個(gè)方向的調(diào)整量.5．在進(jìn)行夾具的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能多的采用標(biāo)準(zhǔn)化元件,或提高自身的通用化、系列化程度.二、焊接夾具的組成、結(jié)構(gòu)與要求汽車(chē)焊接夾具通常由夾具地板、定位裝置、夾緊機(jī)構(gòu)、測(cè)量系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)等五大部分組成.命名規(guī)則〔一〕夾具底板夾具地板是焊接夾具的基礎(chǔ)元件,它的精度直接影響定位機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確性,因此對(duì)工作平面的平面度和表面粗糙度均有嚴(yán)格的要求.夾具自身測(cè)量裝置的基準(zhǔn)是建立在夾具底板上,因此在設(shè)計(jì)夾具底板時(shí),應(yīng)留有足夠的位置來(lái)設(shè)立測(cè)量裝置的基準(zhǔn)槽和基準(zhǔn)孔,以滿(mǎn)足實(shí)際測(cè)量的需要.另外,在不影響定位機(jī)構(gòu)裝配和定位槽建立的情況下,應(yīng)盡可能采用框架結(jié)構(gòu),這樣可以節(jié)約材料、減輕夾具自重.在甲方?jīng)]有指定的情況下,夾具的底板采用如下的規(guī)格：1、BASE長(zhǎng)度在1m以?xún)?nèi)的,使用厚度16-18mm的板.型鋼使用14＃槽鋼.2、BASE長(zhǎng)度在1m–2m之間的.使用厚度為20－22mm的鋼板.型鋼使用16＃槽鋼.3、超過(guò)2m的使用大于等于25mm厚的鋼板.型鋼使用20＃以上的槽鋼.4、BASE為焊接結(jié)構(gòu)件.焊接后要進(jìn)行退火去應(yīng)力處理.表面要做防銹處理.并且在BASE面內(nèi)刻線.〔二〕定位裝置定位裝置中的零部件通常有固定銷(xiāo)、插銷(xiāo)、擋鐵、V型塊,以與根據(jù)焊件實(shí)際形狀確定的定位塊等.1．因焊接夾具使用頻率極高,所以定位元件應(yīng)具有足夠的剛性和硬度,以保證在更換修整期的精度.一般采用45＃鋼.型面要求表面淬火.定位銷(xiāo)要耐磨并且有一定的剛度.一般采用40Cr調(diào)質(zhì),表面鍍鉻處理.壓緊部分的要求與定位部件的要求一致.定位銷(xiāo)又分為固定、擺動(dòng)、伸縮這幾種.當(dāng)工件上的定位孔的中心線與BASE面垂直〔垂直于取件方向〕,且定位銷(xiāo)在工件的下面的時(shí)候,采用固定銷(xiāo).當(dāng)定位銷(xiāo)的軸線于BASE面〔或取件方向〕有角度的時(shí)候采用伸縮銷(xiāo).這時(shí)如果定位銷(xiāo)在工件的上面則采用擺動(dòng)銷(xiāo).在使用擺動(dòng)銷(xiāo)的時(shí)候注意旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的選擇.原則是以旋轉(zhuǎn)點(diǎn)為中心所畫(huà)的圓于擺銷(xiāo)的中心線相切.如下圖：此圓與銷(xiāo)中心線相切此圓與銷(xiāo)中心線相切

2．為便于調(diào)整和更換主要定位元件與使夾具具備柔性的混型功能,定位機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成組合可調(diào)式的.3．標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì).按照現(xiàn)有的廠標(biāo)件的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一一些能夠通用互換的零件.例如L座、ＳＴＯＰ、導(dǎo)向板、調(diào)整墊片等.我們也要不斷從各個(gè)廠家中的標(biāo)準(zhǔn)件中取優(yōu)去劣,總結(jié)出自己的標(biāo)準(zhǔn)件.在這個(gè)行業(yè)中遲早會(huì)有我們自己的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件,因?yàn)橹挥袠?biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了才能夠使我們這個(gè)行業(yè)有更大的競(jìng)爭(zhēng)力.才能向更快更好更高的目標(biāo)發(fā)展.〔三〕夾緊機(jī)構(gòu)汽車(chē)焊接夾具的夾緊機(jī)構(gòu)以快速夾緊機(jī)構(gòu)〔手夾〕和氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)為主.快速夾緊機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1快速夾緊器,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,從自由狀態(tài)到夾緊狀態(tài)的角度可以自由的調(diào)整,主要用于批量較小生產(chǎn)綱領(lǐng)較低的生產(chǎn)線.在車(chē)型前期的試制〔樣車(chē)〕時(shí)經(jīng)常使用.2快速夾緊器根據(jù)需要可幾個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)在一起使用,達(dá)到二次夾緊或多點(diǎn)夾緊的目的.另外對(duì)定位精度較低的焊件能實(shí)現(xiàn)夾緊和定位同時(shí)進(jìn)行,消除了專(zhuān)用定位元件.它還能通過(guò)轉(zhuǎn)換其機(jī)構(gòu)組成發(fā)揮更多作用,應(yīng)用X圍較廣.3配以螺紋調(diào)節(jié)壓塊,可糾正焊件變形,保證焊點(diǎn)搭邊能緊密配合,不產(chǎn)生脫焊、虛焊現(xiàn)象,提高焊接質(zhì)量.氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)具有夾緊和打開(kāi)速度快,壓緊力量大,定位準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn).是現(xiàn)在焊裝線普遍采用的一種夾緊方式.用于生產(chǎn)綱領(lǐng)高的大批量生產(chǎn).使用不同種類(lèi)的氣動(dòng)元件相互配合就能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的定位夾緊機(jī)構(gòu)和不同的功能.〔四〕輔助機(jī)構(gòu)輔助機(jī)構(gòu)在焊接過(guò)程中發(fā)揮著重要作用.下面介紹三種常用輔助機(jī)構(gòu).1.旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)在夾具底板和夾具支撐中布置的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),可使夾具體在平面上做360度旋轉(zhuǎn)〔為使轉(zhuǎn)動(dòng)靈活輕巧還配備有滾動(dòng)軸承〕.這樣的系統(tǒng)可解決或克服焊機(jī)少的缺陷,因?yàn)楫?dāng)焊機(jī)不動(dòng),電纜長(zhǎng)度有限時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)夾具可使焊點(diǎn)移動(dòng)到焊鉗的工作區(qū)域進(jìn)行焊接,使焊接工作方便輕松地進(jìn)行,保證焊接質(zhì)量.另外,為保證夾具在裝夾、拆卸時(shí)能處于穩(wěn)定工況,還應(yīng)設(shè)計(jì)止動(dòng)裝置.2.翻磚機(jī)構(gòu)當(dāng)焊點(diǎn)處于中間位置時(shí),如果用X型焊鉗進(jìn)行點(diǎn)焊,則焊鉗無(wú)法伸進(jìn),喉深也不夠,難以焊接；若用C型焊鉗,如果夾具平放,雖能焊接,但工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大.所以設(shè)計(jì)夾具時(shí),可將其設(shè)計(jì)成可翻轉(zhuǎn)夾具,使焊件能向兩邊翻轉(zhuǎn)90度,焊件平面處于豎直位置,這樣工人只要將焊槍處于水平位置便可焊接,大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度.在設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)夾具時(shí)需要設(shè)計(jì)止動(dòng)機(jī)構(gòu),以防止夾具自動(dòng)回復(fù)原位造成事故.增加配重塊移使工人操作時(shí)方便省力.3、滑臺(tái)使用滑臺(tái)的目的有以下幾種：〔1〕在不能夠直接夾緊或定位的地方.如下圖此處不能直接支撐,用滑臺(tái)從側(cè)面滑入.此處不能直接支撐,用滑臺(tái)從側(cè)面滑入.〔2〕多種車(chē)型混流時(shí),如下圖：滑臺(tái)滑到此位置時(shí)另一車(chē)型一種車(chē)型滑臺(tái)滑到此位置時(shí)另一車(chē)型一種車(chē)型〔3〕總拼夾具中使用滑臺(tái)把側(cè)圍總成與地板總成拼裝.〔五〕測(cè)量機(jī)構(gòu)利用夾具本體自身設(shè)計(jì)測(cè)量機(jī)構(gòu)是提高夾具設(shè)計(jì)和制造精度的重要措施.在傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)中,夾具合格的標(biāo)準(zhǔn)是利用實(shí)際沖壓件進(jìn)行裝配組合來(lái)檢驗(yàn)的,但由于沖壓件不可能十分準(zhǔn)確,部件總成更有累計(jì)誤差,所以車(chē)身焊接總成的精度必然不高,很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求.即使我們使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行檢驗(yàn),可它對(duì)一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的定位元件仍然無(wú)法測(cè)量.通過(guò)實(shí)踐證明,利用夾具自身測(cè)量機(jī)構(gòu)與三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x配合使用,可大大提高焊接夾具的精度.1.測(cè)量機(jī)構(gòu)組成〔1〕基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)槽.測(cè)量機(jī)構(gòu)的基準(zhǔn)面為夾具地板的工作表面；基準(zhǔn)槽是在夾具地板上設(shè)計(jì)兩條相互垂直的十字交叉槽,其結(jié)構(gòu)如圖.槽子的位置可由實(shí)際需要確定,但是一定在坐標(biāo)的整百位上.其形式如下圖：直角邊為坐標(biāo)的整數(shù)位直角邊為坐標(biāo)的整數(shù)位基準(zhǔn)槽兩條基準(zhǔn)孔3個(gè)基準(zhǔn)槽兩條基準(zhǔn)孔3個(gè)三、典型夾具機(jī)構(gòu)特點(diǎn)分析〔一〕點(diǎn)焊夾具點(diǎn)焊夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可以移動(dòng),應(yīng)以輕巧、靈活為主,定位基準(zhǔn)一定要準(zhǔn)確.〔二〕CO2氣體保護(hù)焊夾具這種夾具一般以固定式為主,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.但如果一副夾具僅焊一個(gè)組件,則效率太低,這時(shí)可將其依次或?qū)ΨQ(chēng)設(shè)計(jì)成幾組定位夾緊機(jī)構(gòu),做到一具多用,以提高焊接效率.〔三〕綜合夾具這類(lèi)夾具所裝夾組件,既有CO2焊,又有點(diǎn)焊.這對(duì)一些全點(diǎn)焊組件中有些位置不適宜在夾具上點(diǎn)焊,而一些焊點(diǎn)對(duì)外觀和質(zhì)量無(wú)特殊要求的焊件,如果用CO2焊先在夾具上預(yù)焊,則很方便,且?jiàn)A具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單.所以應(yīng)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行工藝調(diào)整達(dá)到簡(jiǎn)化夾具和提高效率的目的.四、典型機(jī)構(gòu)1、PinClamp主要使用在主線、往復(fù)線以與底板線等的主定位.壓緊機(jī)構(gòu)定位銷(xiāo)氣缸壓緊機(jī)構(gòu)定位銷(xiāo)氣缸2、標(biāo)準(zhǔn)夾緊單元L座〔支座〕定位板夾緊氣缸耳板〔鉸鏈板〕壓桿〔氣缸搖臂〕調(diào)整墊片定位塊壓緊塊L座〔支座〕定位板夾緊氣缸耳板〔鉸鏈板〕壓桿〔氣缸搖臂〕調(diào)整墊片定位塊壓緊塊3、四連桿式標(biāo)準(zhǔn)夾緊單元2121此種結(jié)構(gòu)由于增加另外鉸鏈〔四連桿機(jī)構(gòu)〕,使壓緊機(jī)構(gòu)有了自鎖功能,常用在容易產(chǎn)生焊接變形較大的工件的定位壓緊.設(shè)計(jì)中要注意1處鉸鏈兩個(gè)孔的孔距,控制好打開(kāi)角度,2處一定要有限位.3、雙壓塊式4、定位銷(xiāo)式11在壓緊塊上開(kāi)一個(gè)躲開(kāi)孔,躲開(kāi)定位銷(xiāo).注意旋轉(zhuǎn)點(diǎn)1的選擇,壓緊塊不要與定位銷(xiāo)干涉.5、活動(dòng)鉸鏈?zhǔn)?121此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是能夠加大壓桿的大開(kāi)角度.而且壓桿的運(yùn)動(dòng)軌跡是先向上垂直抬起一定的距離后在延弧線擺動(dòng).設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意在1處一定要有限位塊,在2處安裝氣缸固定支架.6、止塊式型面角度較大型面角度較大此結(jié)構(gòu)用于夾緊處型面角度較大〔超過(guò)10度〕或者壓桿上帶有定位銷(xiāo)時(shí)〔擺銷(xiāo)〕.還有一種情況是只有壓緊塊,下面沒(méi)有定位塊與其對(duì)應(yīng),就是空壓的情況下必須安裝止塊.圖示的止塊為V形的,還