現(xiàn)代汽車白車身焊接夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

...wd......wd......wd...現(xiàn)代汽車白車身焊接夾具構(gòu)造設(shè)計(jì)概述汽車工業(yè)裝備是最近興起并迅猛開展的一個(gè)新興行業(yè)。其實(shí)在這之前它也存在著，但由于汽車制造廠的車型更換沒有現(xiàn)在這么的頻繁，種類這么的多樣化，且車型更換時(shí)變化最大的就是白車身。這就要求其對(duì)應(yīng)的焊裝線能跟上汽車車型和種類的變換。在這種情況下突出了焊裝線在汽車生產(chǎn)和制造中的作用，使得人們?cè)絹?lái)越重視它。在汽車焊接流水線上，真正用于焊接操作的工作量?jī)H占30%～40%，而60%～70%為工件的輔助和裝夾工作。因?yàn)楣ぜ难b夾是在焊接夾具上完成的，所以?shī)A具在整個(gè)焊接流程中起著重要作用。在焊接過程中，合理的夾具構(gòu)造，有利于合理安排流水線生產(chǎn)，便于平衡工位時(shí)間，降低非生產(chǎn)用時(shí)節(jié)降低生產(chǎn)本錢。對(duì)于具有多種車型的企業(yè)，比方說一汽、沈汽、上汽等。如能科學(xué)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。為提高我們汽車焊接夾具的設(shè)計(jì)水平，對(duì)汽車焊接夾具原理、構(gòu)造及設(shè)計(jì)方法、原則有一個(gè)更深入的了解，在此把我自己的一些見解和經(jīng)歷與大家一起探討。一、汽車焊接工藝特點(diǎn)〔一〕白車身的材料與構(gòu)造汽車焊接材料主要是低碳鋼的冷軋鋼板，鍍鋅鋼板等。它們可焊性好，適宜大多數(shù)的焊接方法，但由于是薄板件，因而剛性差、易變形。在構(gòu)造上，焊接散件大多數(shù)是具有空間曲面的沖壓成形件，形狀、構(gòu)造復(fù)雜。有些型腔很深的沖壓件，除存在因剛性差而引起的變形外，還存在回彈變形。這都是在夾具設(shè)計(jì)構(gòu)成中應(yīng)該考慮的問題?！捕澈附臃椒ㄆ嚭附臃椒ㄖ饕蠧O2氣體保護(hù)焊和電阻焊。CO2氣體保護(hù)焊應(yīng)用范圍較廣，且對(duì)夾具構(gòu)造要求不十分嚴(yán)格。主要注意防止焊接產(chǎn)生的飛濺。相應(yīng)采取的措施有主要有夾具外表鍍銅、主要夾緊定位部件包銅皮、加裝保護(hù)蓋板等措施。電阻焊是在汽車白車身焊接中主要采用的一種焊接方法。對(duì)夾具要求嚴(yán)格，尤其是多點(diǎn)焊和機(jī)器人點(diǎn)焊。要求焊接夾具對(duì)工件定位準(zhǔn)確，操作方便且焊接結(jié)實(shí)可靠?！踩澈附庸に嚵鞒唐嚭附拥母咎卣骶褪菃蝹€(gè)零件到部件再到總成的一個(gè)組合再組合的過程。從零件到白車身焊接總成的每一個(gè)過程，既相互獨(dú)立，又相互聯(lián)系，因此組件的焊接精度決定著部件總成的焊接精度，最后影響和決定著車身焊接總成的焊接精度與質(zhì)量，這就要求相互關(guān)聯(lián)的組件、部件及車身焊接總成夾具的定位基準(zhǔn)應(yīng)具有統(tǒng)一性和繼承性，只有這樣才能保證最終產(chǎn)品質(zhì)量，即使出現(xiàn)質(zhì)量問題也易于分析原因，便于糾正和控制。白車身的焊接過程以流水線生產(chǎn)為主，所以?shī)A具設(shè)計(jì)應(yīng)有利于流水線的布置和設(shè)計(jì)，同時(shí)也考慮給生產(chǎn)管理提供方便?！菜摹晨刹僮餍晕覀冞@里講的科操作性就是指焊接夾具的使用操作是否方便靈活。一臺(tái)焊接夾具不僅要保證工件的定位準(zhǔn)確，夾緊結(jié)實(shí)可靠。還要保證操作者能方便的把零件擺放到夾具上定位夾緊，方便的操作焊槍進(jìn)展焊接，方便的取出工件。我總結(jié)為“三個(gè)方便〞。要實(shí)現(xiàn)這三個(gè)方便就要從整體去考慮這些要素，不如說操作高度是否合理，焊槍選用的是否合理，上件夾緊的步驟是否合理。對(duì)于形狀相似不好區(qū)分左右的工件是否有防反措施。對(duì)于不好焊接的地方是否有焊槍的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。不好放置和取出的工件是否有舉升機(jī)構(gòu)。為了方便焊接是否要增加旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等。這都是在設(shè)計(jì)過程中需要考慮的問題。二、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)品構(gòu)造特征、工藝方法及生產(chǎn)線布置方式，作好充分的準(zhǔn)備。參照國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的夾具構(gòu)造，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，焊點(diǎn)文件。確定使用那種標(biāo)準(zhǔn)件，那種氣動(dòng)元件以及甲方的特殊要求。2．根據(jù)焊件構(gòu)造特點(diǎn)及所需焊接設(shè)備〔焊槍或CO2〕型號(hào)、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(shí)根據(jù)沖壓件的工藝特點(diǎn)及后續(xù)裝配工藝的需要選擇適宜的定位點(diǎn)及關(guān)鍵定位點(diǎn)。大局部廠家已經(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)元件以及覆蓋件外部焊點(diǎn)所需保護(hù)銅板等。4．按照確定好的定位點(diǎn)開場(chǎng)3D設(shè)計(jì)。定位塊要求在定位面的法向右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(gè)方向的調(diào)整量。5．在進(jìn)展夾具的具體構(gòu)造設(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。三、焊接夾具的組成、構(gòu)造及要求汽車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)及輔助系統(tǒng)等五大局部組成。6、命名規(guī)則〔一〕夾具底板夾具地板是焊接夾具的根基元件，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外表粗糙度均有嚴(yán)格的要求。夾具自身測(cè)量裝置的基準(zhǔn)是建設(shè)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)裝配和定位槽建設(shè)的情況下，應(yīng)盡可能采用框架構(gòu)造，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以內(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為焊接構(gòu)造件。焊接后要進(jìn)展退火去應(yīng)力處理。外表要做防銹處理。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(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。型面要求外表淬火。定位銷要耐磨并且有一定的剛度。一般采用40Cr調(diào)質(zhì)，外表鍍鉻處理。壓緊局部的要求與定位部件的要求一致。定位銷又分為固定、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〕，且定位銷在工件的下面的時(shí)候，采用固定銷。當(dāng)定位銷的軸線于BASE面〔或取件方向〕有角度的時(shí)候采用伸縮銷。這時(shí)如果定位銷在工件的上面則采用擺動(dòng)銷。在使用擺動(dòng)銷的時(shí)候注意旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的選擇。原則是以旋轉(zhuǎn)點(diǎn)為中心所畫的圓于擺銷的中心線相切。如以下列圖：此圓與銷中心線相切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(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)開展.4、夾緊機(jī)構(gòu)汽車焊接夾具的夾緊機(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?？焖賷A緊機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：4.1快速夾緊器，其構(gòu)造簡(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。在車型前期的試制〔樣車〕時(shí)經(jīng)常使用。4.2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，到達(dá)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)展，消除了專用定位元件。它還能通過轉(zhuǎn)換其機(jī)構(gòu)組成發(fā)揮更多作用，應(yīng)用范圍較廣。4.3配以螺紋調(diào)節(jié)壓塊，可糾正焊件變形，保證焊點(diǎn)搭邊能嚴(yán)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)具有夾緊和翻開速度快，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?！菜摹齿o助機(jī)構(gòu)輔助機(jī)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(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)可解決或抑制焊機(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)展焊接，使焊接工作方便輕松地進(jìn)展，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)展點(diǎn)焊，則焊鉗無(wú)法伸進(jìn)，喉深也不夠，難以焊接；假設(shè)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。如以下列圖此處不能直接支撐，用滑臺(tái)從側(cè)面滑入。〔2〕多種車型混流時(shí)，如以下列圖：此處不能直接支撐，用滑臺(tái)從側(cè)面滑入。滑臺(tái)滑到此位置時(shí)另一車型一種車型滑臺(tái)滑到此位置時(shí)另一車型一種車型〔3〕總拼夾具中使用滑臺(tái)把側(cè)圍總成與地板總成拼裝?！参濉硿y(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)展裝配組合來(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，所以車身焊接總成的精度必然不高，很難到達(dá)設(shè)計(jì)要求。即使我們使用三坐標(biāo)測(cè)量