白車身焊接夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計示例

1、汽車白車身焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、焊接夾具的設(shè)計方法與步驟1在設(shè)計焊接夾具之前，應(yīng)首先了解生產(chǎn)綱領(lǐng)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征、工藝方法及生產(chǎn)線布置方式，作好充分的準備。參照國內(nèi)外先進的夾具結(jié)構(gòu)，并結(jié)合實際情況確定夾具總體方案。諸如是固定夾具還是隨行夾具，機械化、自動化水平是高是低，幾種車型主要夾具是否混型共用等。要準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，焊點文件。確定使用那種標準件，那種氣動元件以及甲方的特殊要求。2根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)特點及所需焊接設(shè)備（焊槍或CO2）型號、規(guī)格，確定定位及夾緊方式（如果有式樣書直接按照式樣書上的夾緊定位方式即可）；同時根據(jù)沖壓件的工藝特點及后續(xù)裝配工藝的需要選

2、擇合適的定位點及關(guān)鍵定位點。大部分廠家已經(jīng)規(guī)定好了零件定位的RPS孔和RPS面，不需要我們在制定定位基準了。但是大家也一定要了解如何確定定位的基準孔和基準面。3主體機構(gòu)確定后，便可確定輔助裝置。如水、電、氣回路，氣、液動元件以及覆蓋件外部焊點所需保護銅板等。4按照確定好的定位點開始3D設(shè)計。定位塊要求在定位面的法向有3mm的調(diào)整量。定位銷要求在與定位孔中心線垂直的平面上有兩個方向的調(diào)整量。 5在進行夾具的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡可能多的采用標準化元件，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)及要求汽車焊接夾具通常由夾具地板、定位裝置、夾緊機構(gòu)、測量系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)等五大部分組成。命名

3、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構(gòu)的準確性，因此對工作平面的平面度和表面粗糙度均有嚴格的要求。夾具自身測量裝置的基準是建立在夾具底板上，因此在設(shè)計夾具底板時，應(yīng)留有足夠的位置來設(shè)立測量裝置的基準槽和基準孔，以滿足實際測量的需要。另外，在不影響定位機構(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長度在1m以內(nèi)的，使用厚度16-18mm的板。型鋼使用14槽鋼。2、BASE長度在1m 2m之間的。使用厚度為2022mm的鋼板。型鋼使用16槽鋼。3、超過2m的使用大于

4、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、插銷、擋鐵、V型塊，以及根據(jù)焊件實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。 定位銷又分為固定、擺動、伸縮這幾種。 當工件上的定位孔的中心線與BASE面垂直（垂直于取件方向），且定位銷在工件的下面的時候，采用

5、固定銷。當定位銷的軸線于BASE面（或取件方向）有角度的時候采用伸縮銷。這時如果定位銷在工件的上面則采用擺動銷。在使用擺動銷的時候注意旋轉(zhuǎn)點的選擇。原則是以旋轉(zhuǎn)點為中心所畫的圓于擺銷的中心線相切。如下圖：此圓與銷中心線相切  2為便于調(diào)整和更換主要定位元件及使夾具具備柔性的混型功能，定位機構(gòu)應(yīng)盡可能設(shè)計成組合可調(diào)式的。3標準化設(shè)計。按照現(xiàn)有的廠標件的標準統(tǒng)一一些能夠通用互換的零件。例如 L座、導(dǎo)向板、調(diào)整墊片等。我們也要不斷從各個廠家中的標準件中取優(yōu)去劣,總結(jié)出自己的標準件.在這個行業(yè)中遲早會有我們自己的行業(yè)標準件,因為只有標準統(tǒng)一了才能夠使我們這個行業(yè)有更大的競爭力.才能向更快更好

6、更高的目標發(fā)展.（三）夾緊機構(gòu)汽車焊接夾具的夾緊機構(gòu)以快速夾緊機構(gòu)（手夾）和氣動夾緊機構(gòu)為主?？焖賷A緊機構(gòu)具有以下優(yōu)點：1 快速夾緊器，其結(jié)構(gòu)簡單，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。在車型前期的試制（樣車）時經(jīng)常使用。2 快速夾緊器根據(jù)需要可幾個串聯(lián)或并聯(lián)在一起使用，達到二次夾緊或多點夾緊的目的。另外對定位精度較低的焊件能實現(xiàn)夾緊和定位同時進行，消除了專用定位元件。它還能通過轉(zhuǎn)換其機構(gòu)組成發(fā)揮更多作用，應(yīng)用范圍較廣。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。氣動夾緊機構(gòu)具有夾緊和打開速度快，壓

7、緊力量大，定位準確的優(yōu)點。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)。使用不同種類的氣動元件相互配合就能實現(xiàn)復(fù)雜的定位夾緊機構(gòu)和不同的功能。（四）輔助機構(gòu)輔助機構(gòu)在焊接過程中發(fā)揮著重要作用。下面介紹三種常用輔助機構(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)動靈活輕巧還配備有滾動軸承）。這樣的系統(tǒng)可解決或克服焊機少的缺陷，因為當焊機不動，電纜長度有限時，轉(zhuǎn)動夾具可使焊點移動到焊鉗的工作區(qū)域進行焊接，使焊接工作方便輕松地進行，保證焊接質(zhì)量。另外，為保證夾具在裝夾、拆卸時能處于穩(wěn)定工況，還應(yīng)設(shè)計止動裝置。2.翻磚機構(gòu)當焊點處于中間

8、位置時，如果用X型焊鉗進行點焊，則焊鉗無法伸進，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，但工人的勞動強度大。所以設(shè)計夾具時，可將其設(shè)計成可翻轉(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，大大降低了勞動強度。在設(shè)計翻轉(zhuǎn)夾具時需要設(shè)計止動機構(gòu)，以防止夾具自動回復(fù)原位造成事故。增加配重塊移使工人操作時方便省力。3、滑臺 使用滑臺的目的有以下幾種： （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，用滑臺從側(cè)面滑入。 （2）多種車型混流時，如下圖：滑臺滑到此位置時另一車型一種車型（3）總拼夾具中使用滑臺把側(cè)圍總

9、成與地板總成拼裝。（五）測量機構(gòu)利用夾具本體自身設(shè)計測量機構(gòu)是提高夾具設(shè)計和制造精度的重要措施。在傳統(tǒng)的夾具設(shè)計中，夾具合格的標準是利用實際沖壓件進行裝配組合來檢驗的，但由于沖壓件不可能十分準確，部件總成更有累計誤差，所以車身焊接總成的精度必然不高，很難達到設(shè)計要求。即使我們使用三坐標測量儀進行檢驗，可它對一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的定位元件仍然無法測量。通過實踐證明，利用夾具自身測量機構(gòu)與三坐標測量儀配合使用，可大大提高焊接夾具的精度。1.測量機構(gòu)組成（1）基準面和基準槽。測量機構(gòu)的基準面為夾具地板的工作表面；基準槽是在夾具地板上設(shè)計兩條相互垂直的十字交叉槽，其結(jié)構(gòu)如圖。槽子的位置可由實際需要確定，但是一

10、定在坐標的整百位上。其形式如下圖：直角邊為坐標的整數(shù)位基準槽兩條基準孔3個 三、典型夾具機構(gòu)特點分析（一）點焊夾具點焊夾具結(jié)構(gòu)簡單，可以移動，應(yīng)以輕巧、靈活為主，定位基準一定要準確。（二）CO2氣體保護焊夾具這種夾具一般以固定式為主，其結(jié)構(gòu)簡單。但如果一副夾具僅焊一個組件，則效率太低，這時可將其依次或?qū)ΨQ設(shè)計成幾組定位夾緊機構(gòu)，做到一具多用，以提高焊接效率。（三）綜合夾具這類夾具所裝夾組件，既有CO2焊，又有點焊。這對一些全點焊組件中有些位置不適宜在夾具上點焊，而一些焊點對外觀和質(zhì)量無特殊要求的焊件，如果用CO2焊先在夾具上預(yù)焊，則很方便，且夾具設(shè)計簡單。所以應(yīng)適當?shù)剡M行工藝調(diào)整達到

11、簡化夾具和提高效率的目的。四、典型機構(gòu) 1、Pin Clamp主要使用在主線、往復(fù)線以及底板線等的主定位。壓緊機構(gòu)定位銷氣缸2、標準夾緊單元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3、四連桿式標準夾緊單元21 此種結(jié)構(gòu)由于增加另外鉸鏈（四連桿機構(gòu)），使壓緊機構(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)計中要注意1處鉸鏈兩個孔的孔距，控制好打開角度，2處一定要有限位。 3、雙壓塊式 4、定位銷式1在壓緊塊上開一個躲開孔，躲開定位銷。注意旋轉(zhuǎn)點1的選擇，壓緊塊不要與定位銷干涉。 5、活動鉸鏈式21此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是能夠加大壓桿的大開角度。而且壓桿的運動軌跡是先向上垂直抬起一定的距離后在延弧線擺動。設(shè)計時應(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此結(jié)構(gòu)用于夾緊處型面角度較大（超過10度）或者壓桿上帶有定位銷時（擺銷）。還有一種情況是只有壓緊塊，下面沒有定位塊與其對應(yīng)，就是空壓的情況下必須安裝止塊。圖示