焊裝夾具的設(shè)計、結(jié)構(gòu)、制造培訓

1、焊裝夾具的設(shè)計、結(jié)構(gòu)、制造培訓 在汽車焊接流水線上，真正用于焊接操作的工作量僅占30%40%，而60%70%為輔助和裝夾工作。因裝夾是在焊接夾具上完成的，所以夾具在整個焊接流程中起著重要作用。在焊接過程中，合理的夾具結(jié)構(gòu)，有利于合理安排流水線生產(chǎn)，便于平衡工位時間，降低非生產(chǎn)用時。對具有多種車型的企業(yè)，如能科學地考慮共用或混型夾具，還有利于建造混型流水線，提高生產(chǎn)效率。 汽車車身焊接夾具的設(shè)計是一門經(jīng)驗性很強的綜合性技術(shù)，在設(shè)計時首先要確定生產(chǎn)綱領(lǐng)，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(shè)計。n一、焊接夾具的定位與設(shè)計原理n焊接夾

2、具n二、焊接夾具的制造焊接夾具定位及設(shè)計原理n一、夾具定位原理n焊接夾具定位及設(shè)計原理n二、焊接夾具分類及組成n三、焊接夾具設(shè)計原理一、夾具定位原理n夾具定位原理n1、焊接夾具的定義n2、車體坐標系n4、常見定位方式n3、定位法則焊接夾具定位及設(shè)計原理焊接夾具定位及設(shè)計原理一、夾具定位原理n1.1、焊接夾具的定義 焊接工裝夾具就是將焊件準確定位和可靠夾緊，便于焊件進行裝配和焊接、保證焊件結(jié)構(gòu)精度方面要求的工藝裝備。手工焊接夾具與自動焊接夾具不一樣。焊接夾具定位及設(shè)計原理一、夾具定位原理n1.1、焊接夾具的定義n自動焊接夾具：n手工焊接夾具：焊接夾具定位及設(shè)計原理一、夾具定位原理n1.2、車體坐

3、標系 X= 前和后 Y= 內(nèi)和外 Z= 上和下 X= TL Y= BL Z= WL國內(nèi)的車身坐標體系與日韓的對比焊接夾具定位及設(shè)計原理一、夾具定位原理n1.3、定位法則 3-2-1定位法則定位法則： 一個剛體的平行移動和轉(zhuǎn)動共有6 個自由度。限制其6 個自由度，剛體才能保持平衡。 按照3-2-1 規(guī)則，保持剛體平衡狀態(tài)需要6 個定位點，其中 3 個定位點在 Z 方向2 個定位點在 Y 方向1 個定位點在 X 方向3-2-1 規(guī)則由此得來。這些點就是RPS 系統(tǒng)的定位點，稱為RPS 點。焊接夾具定位及設(shè)計原理一、夾具定位原理n1.3、定位法則 3-2-1定位法則定位法則： 定位圖實例：在實際的夾

4、具定位圖中，我們普遍使用過定位的方式。為什么？焊接夾具定位及設(shè)計原理一、夾具定位原理n1.4、常見定位方式面定位孔銷定位焊接夾具定位及設(shè)計原理二、焊接夾具分類及組成n焊接夾具分類及組成n1、焊接夾具的分類n2、焊接夾具的組成部分焊接夾具定位及設(shè)計原理二、焊接夾具分類及組成n2.1、焊接夾具的分類n 按功能主要分為焊接工裝夾具、裝配工裝夾具兩大類。n 按工作原理主要分為手動工裝夾具、氣動工裝夾具和電動工裝夾具三大類。焊接夾具定位及設(shè)計原理二、焊接夾具分類及組成n2.2、焊接夾具的組成部分夾具地板、定位裝置、夾緊機構(gòu)、測量系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)夾具地板、定位裝置、夾緊機構(gòu)、測量系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)焊接夾具定位及

5、設(shè)計原理（一）夾具地板 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地板上，因此在設(shè)計夾具地板時，應(yīng)留有足夠的位置來設(shè)立測量裝置的基準座，以滿足實際測量的需要。另外，在不影響定位定位機構(gòu)裝配和定位基準建立的情況下，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，這一點對流水線上的隨行夾具尤為重要。二、焊接夾具分類及組成焊接夾具定位及設(shè)計原理（二）定位裝置 定位裝置中的零部件通常有固定銷、插銷、檔鐵、V型塊，以及根據(jù)焊件實際形狀確定的定位塊等 定位方式及元器件選擇（1）定位件的作用是要

6、使工件在夾具中具有準確和確定不便的位置，在保證加工中要求的情況下，限制足夠的自由度。 （2）因焊接夾具使用頻率極高，所以定位部件應(yīng)具有足夠的剛性和硬度，以保證在更換修整期的精度 （3）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。可達到修整夾具和適應(yīng)不同車型的需要。 （4）標準化設(shè)計。因汽車結(jié)構(gòu)區(qū)別較大，尤其是幾種車型混合一起的，所以應(yīng)根據(jù)車型分別指定汽車焊接夾具標準，以適應(yīng)不同車型的需要。 （5）定位元件可選用厚度為18mm、20mm、二種尺寸的鋼板，統(tǒng)一備料。另外，定位部件的熱處理應(yīng)在夾具調(diào)試合格后進行，但應(yīng)準確記錄更改數(shù)據(jù)，并相應(yīng)修整夾具資料

7、，使之符合調(diào)試合格狀況，為今后制造提供準確資料。二、焊接夾具分類及組成U型限位塊活動銷定位銷（三）夾緊機構(gòu)焊接夾具定位及設(shè)計原理二、焊接夾具分類及組成汽車焊接夾具的夾緊機構(gòu)以氣動夾緊機構(gòu)為主，快速夾緊器為輔?？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，動作迅速，從自由狀態(tài)到夾緊僅需幾秒鐘，符合大批量生產(chǎn)需要。2）在部件總成中以氣動夾緊為主，根據(jù)需要適當配置快速夾緊器。3）車身總成的夾緊可利用氣動和手動夾緊兩種方式配合使用,這樣即保證適當?shù)男?又可保證點焊的良好讓位性.4）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

8、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。5)同氣缸配套使用，可實現(xiàn)手動、氣動混用，保證了流水線正常運行焊接夾具定位及設(shè)計原理（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。下面介紹二種常用輔助機構(gòu)。二、焊接夾具分類及組成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)翻磚機構(gòu)焊接夾具定位及設(shè)計原理二、焊接夾具分類及組成（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。有不少廠家使用三坐標

9、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。測量機構(gòu)1.測量機構(gòu)組成2.實際測量時應(yīng)注意的問題基準面和基準座。測量機構(gòu)的基準面為夾具地板的工作表面；基準座是在夾具地板上設(shè)計獨立的立柱，立柱的位置可由實際需要確定。（1）定位元件的倒角應(yīng)在測量、調(diào)試合格后進行加 工，即保留測量點；（2）測量器使用要得當，防止人為誤差造成的假象。焊接夾具定位及設(shè)計原理三、焊接夾具設(shè)計原理n焊接夾具設(shè)計原理n1、焊接夾具設(shè)計基本要求n5、焊接通道/人機工程n2、定位圖n3、分站清單n4、焊點的分布n6、常見設(shè)計問題焊接夾

10、具定位及設(shè)計原理三、焊接夾具設(shè)計原理n3.1、焊接夾具設(shè)計基本要求n 也稱設(shè)計任務(wù)書或仕樣書，是由汽車制造廠家提供給設(shè)備制造廠家的設(shè)計、制造和驗收的依據(jù)及指導性文件。也可將它看成是設(shè)備的總體方案。n 其作用界定設(shè)備制造商所承擔任務(wù)的范圍、水平等內(nèi)容。設(shè)備制造商依此進行設(shè)計、制造、并進行價格評估 。汽車廠依此驗收。焊接夾具定位及設(shè)計原理n3.2、定位圖所有工裝夾具檢具以及零部件設(shè)計的基準，但中國國內(nèi)的情況則大部分由設(shè)備供應(yīng)商來制定。 n3.3、分站清單n3.4、焊點的分布n3.5、人機工程每個工位夾具的零件清單焊接夾具定位及設(shè)計原理n3.6、常見設(shè)計問題（最優(yōu)，可接受和不可接受方案）n1、定位銷

11、座與坐標系不平行n2、旋轉(zhuǎn)銷的使用n3、限位塊的使用n常見設(shè)計問題焊接夾具定位及設(shè)計原理三、焊接夾具設(shè)計原理n3.6、常見設(shè)計問題n3.6.1、定位銷座與坐標系平行n最優(yōu)設(shè)計方案：為便于定位銷調(diào)整，定位銷座必須與坐標系平行。n可接受方案：與坐標系成45度角。n不可接受方案：隨意設(shè)置定位銷座與坐標系角度。焊接夾具定位及設(shè)計原理三、焊接夾具設(shè)計原理n3.6、常見設(shè)計問題n3.6.2、旋轉(zhuǎn)銷的使用焊接夾具定位及設(shè)計原理三、焊接夾具設(shè)計原理n3.6、常見設(shè)計問題n3.6.3、限位塊的使用夾具的制造n安徽瑞祥工業(yè)現(xiàn)在的機加工的設(shè)備有火焰自動切割機、數(shù)控龍門銑床、立式銑床、萬能銑床、鏜床、搖臂式鉆床、打磨

12、機等安徽瑞祥工業(yè)公司機加工設(shè)備介紹夾具機加工設(shè)備介紹n機加工的設(shè)備有火焰自動切割機、數(shù)控龍門銑床、立式銑床、萬能銑床、鏜床、搖臂式鉆床、打磨機等一般機加工的加工精度加工內(nèi)容（料厚）單位mm 公差大小單位mm 30以下 0.2 30100 0.3 100300 0.4 3001000 0.6 1000以上 1.0 角度公差 30 火焰自動切割焊機紅外掃描設(shè)備所要加工的零件圖紙圖2氧乙炔切割槍頭控制箱部分自動切割焊機的一些加工資料n自動切割機的切割料厚范圍為890mm之間n原材料的支撐臺一般23個月更換一次n其加工誤差：n 50mm以上，誤差在5mm以上n 20mm以下，誤差在36mm之間n 對于

13、切割速度、火焰溫度等的選擇根據(jù)板厚來定（經(jīng)驗很重要），一般是薄板加工速度快、厚板加工速度慢其它設(shè)備的加工范圍和精度n立式銑床：鉆孔n 加工范圍為直徑4.550mm之間的孔n 其加工精度誤差為0.1mmn 立式銑床：加工表面n 表面光潔度可以達到1.6、3.2，無法達到0.8的光潔度n 鏜床：鏜孔n 可以加工直徑在1860mm的孔n 其加工誤差為0.02mmn 萬能銑床：11個刀頭，加工表面 n 數(shù)控龍門銑床n 銑床銑孔：包括螺母孔、安裝孔、定位孔n BASE板表面通過銑床來銑 數(shù)控龍門銑床工作平臺控制箱搖臂式鉆床鉆頭工作臺鏜床工作臺刀頭立式銑床（鉆孔）工作臺刀頭位置檢測議立式銑床（加工表面）刀

14、頭控制面板工作臺萬能銑床刀頭（在刀頭安裝板上有11個刀頭，）工作臺舉例介紹：型板加工n下面就以型板的加工過程來對夾具的機加工做一個介紹n型板的加工流程下料初加工精加工三座標檢測（合格）噴涂下料n火焰自動切割機的工作原理n是利用氧乙炔燃燒火焰對不同厚度的鋼板加熱到熔點以上并熔化，熔化的熔滴迅速被氧乙炔氣流吹走，切割焊機再通過自身的行走切割完成所要的切割的形狀；而對于切割形狀是通過對要切割圖紙進行1：1來紅外掃描完成的。n對與方孔的加工是先在加工區(qū)域先熔出一個空洞，然后再在這個空洞處調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)好火焰溫度，并緩慢移動至設(shè)定的行走路線，切割機便開始自動行走直至將規(guī)定形狀的材料切割出來。 n自動切割機的切

15、割料厚范圍為890mm之間n原材料的支撐臺一般23個月更換一次n其加工誤差：n 50mm以上，誤差在5mm以上n 20mm以下，誤差在36mm之間 n 對于切割速度、火焰溫度等的選擇根據(jù)板厚來定（經(jīng)驗很重要），一般是薄板加工速度快、厚板加工速度慢火焰自動切割過程鋼板原料方孔的加工是采用先在方孔的加工區(qū)域熔出一個孔，然后再在此位置調(diào)整火焰強度，直到加工位置，開始進行切割初加工工序n初加工是利用簡單的加工工具將下料后的毛胚進行打磨，將表面的毛刺打磨光，修整表面，使表面平整；為后道序加工做準備，也就是為精加工做準備。初加工打磨進行噴沙打磨處理，將胚胎件的鐵銹去除，為后道序做準備噴沙打磨機初加工（現(xiàn)場

16、的打磨的簡易工具）初加工是將下料后的胚料進行打磨，如圖所示，利用氣動砂輪將表面的毛刺和不平整的地方進行修整，為下道序精加工做好加工前準備打磨后的毛胚如圖所示是打磨后的的工件胚件，這是將其與圖紙進行對應(yīng)，為后面對其進行編號做準備對初加工的工件進行編號，然后再進行精加工如圖所示是將初加工好的胚件進行編號，為了精加工做準備，方便在精加工過程中確定胚件的加工形式加工現(xiàn)場如圖所示，是利用銑床對胚件進行表面加工鉆孔n鉆孔主要是對L板、型板等經(jīng)過表面加工之后，要進行定位孔、安裝孔之類的加工；象定位孔、安裝孔的加工由于孔徑不大，一般采用鉆床鉆或者銑床銑孔，但位置精度要求高的孔一般采用銑床銑，因為搖臂鉆的位置精

17、度較銑床加工差；加工現(xiàn)場在對表面進行加工完成之后，對工件進行定位孔、安裝孔的加工進行組立安裝對加工完成的工件進行焊接、安裝等工序組立倒base上表面機加工n表面機加工就是利用銑床或者鏜床對初加工型板的在進行精加工，主要是對表面的銑加工，將型板尺寸加工到規(guī)定的尺寸，一般型板的厚度為1516mm厚；其表面光潔度一般都能達到3.2，在安福的表面光潔度一般也能達到3.2，甚至1.6夾具其它的加工過程nBASE板nL座n壓塊Base板的加工流程n下料焊接退應(yīng)力處理龍門銑床進行機加工三座標檢測（合格）組立三座標檢測（合格）噴涂氣缸及其配件裝配Base板加工的一些精度nbase板一般下料板厚有兩種，分別是2

18、5mm、30mm；其加工余量一般為5mm，當BASE板較大時其加工余量能達到8mm；其加工后的板厚一般為20mm或者22mm厚。n基準槽的加工誤差為12絲，深大約為5mm，寬是10mm；n百度線的加工誤差小于1絲，深5絲n孔間的相對位置精度誤差小于1絲nbase板的平面度加工誤差小于10絲 下料根據(jù)圖紙，利用自動切割機進行加工焊接Base板下料后，進行焊接操作，將槽鋼和base板胚件焊接后，如圖所示，是焊接完后進行的冷卻處理，消除應(yīng)力機加工精加工，這是對base板的各部分進行精加工，對與base板的表面的加工一般都要分三次精加工組立在base板經(jīng)三座標檢測合格之后，便開始進行組立安裝，如圖所示就是現(xiàn)場的安裝情況一些部件的組立安裝n定位銷的安裝 定位銷有兩種安裝方式，有螺栓和鎖扣式的，螺栓式安裝的定位銷的安裝孔直徑一般為10mm，而鎖扣安裝方式的鎖扣孔徑一般為5mm和6mm兩種磁鐵的安裝 一般磁鐵的規(guī)格有：M8,M10,M13（M10最為常用） 噴涂對組立完成的夾具檢測合格之后，進行噴涂，如圖是安?，F(xiàn)場的噴涂現(xiàn)場