【某汽車(chē)電池焊接夾具的總體方案設(shè)計(jì)案例2800字】

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文STYLEREF"標(biāo)題1"錯(cuò)誤！文檔中沒(méi)有指定樣式的文字。某汽車(chē)電池焊接夾具的總體方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u591某汽車(chē)電池焊接夾具的總體方案設(shè)計(jì)案例 1224461.1夾具設(shè)計(jì)的基本理論及方法 148301.2設(shè)計(jì)工件參數(shù) 2324691.3總體方案的設(shè)計(jì) 2133181.3.1焊裝夾具的設(shè)計(jì)思路 2297291.3.2焊接工藝的形式 4296871.3.3設(shè)計(jì)方案的對(duì)比 4221321.4重要部分設(shè)計(jì)說(shuō)明 5250091.4.1大支架部分夾具的設(shè)計(jì) 6240121.4.2小支架部分夾具的設(shè)計(jì) 6118291.5設(shè)計(jì)的定位過(guò)程 71.1夾具設(shè)計(jì)的基本理論及方法經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，汽車(chē)焊裝夾具的分析和設(shè)計(jì)方面已經(jīng)形成了較為系統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)基本理論，如N-2-1定位原理、形閉合和力閉合、螺旋理論等。N-2-1定位原理車(chē)用焊裝夾具設(shè)計(jì)屬于專用夾具設(shè)計(jì)的范疇，其中包括定位元件，夾緊元件，連接元件，骨架及緊固元件等基本組成部分，設(shè)計(jì)中最重要的部分是定位元件的設(shè)計(jì)，往常設(shè)計(jì)時(shí)大多采用六點(diǎn)定位，即“3-2-1”定位原理。對(duì)于車(chē)身零件，定位夾具除了具備限制零件剛體運(yùn)動(dòng)的基本功能外，還必須能夠限制過(guò)多的工件變形。如果還是用普通的六點(diǎn)定位的話，工件將因?yàn)闆](méi)有進(jìn)行可靠的定位而發(fā)生定位不準(zhǔn)的問(wèn)題。要對(duì)薄板柔性件進(jìn)行可靠定位，必須有更為有效的夾具設(shè)計(jì)理論來(lái)支持?！癗-2-1”定位原理是一種新的定位原理，該定位原理與廣泛應(yīng)用于剛性件的“3-2-1”定位原理相比更適用于薄板件的定位。我們可以根據(jù)“N-2-1”定位原理，提出夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)算法，即利用有限元分析和非線性規(guī)劃方法去找到最優(yōu)的“N”定位點(diǎn)，以使得薄板件的總體變形最小[4]?！癗-2-1”定位原理認(rèn)為：（1）第一基準(zhǔn)面上所需的定位點(diǎn)數(shù)為N（N≥3）對(duì)絕大部分薄板件加工過(guò)程，最主要的尺寸問(wèn)題，是薄板件法向方向上的變形，甚至其自重所引起的變形就不容忽視。有關(guān)分析表明，對(duì)一塊長(zhǎng)寬各400mm，厚1mm的薄板，用“3-2-1”原理定位，在自重作用下就可能產(chǎn)生1~3mm的平均變形。因此，對(duì)于薄板件而言，最合理的夾具系統(tǒng)是：要求第一基準(zhǔn)面上存在多于三個(gè)定位點(diǎn)去限制這一方向向上的零件變形。（2）第二、第三基準(zhǔn)面所需的定位點(diǎn)為二個(gè)和一個(gè)在第二、第三基準(zhǔn)面上分別需要二個(gè)和一個(gè)定位點(diǎn)去限制薄板件的剛體運(yùn)動(dòng)。二個(gè)和一個(gè)定位點(diǎn)是完全足夠的，因?yàn)閷?shí)際加工所產(chǎn)生的力通常不會(huì)作用在這兩個(gè)基準(zhǔn)面上，以避免彎曲和翹曲。更進(jìn)一步的分析表明，第二基準(zhǔn)面上的兩個(gè)定位點(diǎn)應(yīng)布置在薄板件較長(zhǎng)的邊上，這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)定位點(diǎn)間距盡可能大時(shí)，零件將更穩(wěn)定，同時(shí)還可以更好的彌補(bǔ)零件表面或定位元件的安裝誤差。（3）禁止在正反兩側(cè)同時(shí)設(shè)置定位點(diǎn)必須強(qiáng)調(diào)：禁止在工件正反兩面同時(shí)設(shè)置定位點(diǎn)，因?yàn)闃O小的幾何缺陷都可能導(dǎo)致薄板件相對(duì)巨大的撓度和潛在的不穩(wěn)定或翹曲。1.2設(shè)計(jì)工件參數(shù)產(chǎn)品材料：08AL大工件成形后尺寸：長(zhǎng)218mm，寬57mm，高45，料厚3小工件成形后尺寸：長(zhǎng)40mm，寬24mm，高16，料厚3圖2-1本設(shè)計(jì)焊接總成1.3總體方案的設(shè)計(jì)1.3.1焊裝夾具的設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)焊裝夾具的夾具單元體結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵的是與被定位夾緊工件直接接觸的定位銷、壓緊塊，其中定位塊和壓緊塊可以同時(shí)使用，也可以單獨(dú)使用，通過(guò)型面來(lái)起定位作用。定位銷主要是通過(guò)孔來(lái)進(jìn)行定位。尾部支撐座是整個(gè)焊裝夾具的基礎(chǔ)，它通常有L型板和H型板兩種基本形式，在夾具體單元中起支撐和定位的作用，過(guò)渡板是支撐座和其他部件的過(guò)渡，一般所有夾緊元件和定位元件都安裝在過(guò)渡板上，過(guò)渡塊一般用于定位銷或者定位塊和過(guò)渡板的過(guò)渡，上下限位塊主要起到限位的作用，防止夾具在夾緊時(shí)由于人工操作的失誤或者氣缸行程精度誤差將工件擠壓變形，調(diào)整墊片主要用來(lái)調(diào)整夾緊單元和定位元件在該方向的距離的精密調(diào)節(jié)[5]。我們?cè)O(shè)計(jì)思路：首先設(shè)計(jì)的本田思域電池支架焊裝夾具工作臺(tái)要利于各個(gè)機(jī)構(gòu)和零部件的安裝，其次焊裝夾具工作臺(tái)的強(qiáng)度需要滿足實(shí)際工況，在正常運(yùn)行過(guò)程中要足夠可靠。本文設(shè)計(jì)的主要技術(shù)路線如下所示：本設(shè)計(jì)按工作區(qū)可分為：大支架部分焊裝夾具和小支架部分焊裝夾具，采用氣缸驅(qū)動(dòng)，其中大支架部分二個(gè)氣缸，小支架部分一個(gè)氣缸。均采用L型支撐座。如下圖2-2：1-大支架部分2-小支架部分圖2-2本田思域電池支架焊裝夾具總結(jié)構(gòu)圖1.3.2焊接工藝的形式焊裝夾具實(shí)現(xiàn)對(duì)焊裝對(duì)象的定位于夾緊工作，首先是定位，只有定位精準(zhǔn)，焊裝夾具對(duì)焊接件的焊接生產(chǎn)產(chǎn)生實(shí)際的作用，才能保證裝配焊接的工作質(zhì)量。一般焊接工藝可采用兩種形式：①分工序焊接。將每一種零件的焊接分解到不同工位完成，由于其對(duì)每一個(gè)工序完成的動(dòng)作較少，對(duì)焊接設(shè)備及人員的技能要求相對(duì)較低，但其所需占用的場(chǎng)地大，物料周轉(zhuǎn)較多，工序間的節(jié)拍匹配要求高，該生產(chǎn)方式已逐漸被淘汰。②一次總拼焊接。將支架總成的零部件在一個(gè)總成拼臺(tái)上焊接成成品。本設(shè)計(jì)焊接的支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單采用一次總拼焊接[6]。1.3.3設(shè)計(jì)方案的對(duì)比本設(shè)計(jì)對(duì)本田思域電池支架進(jìn)行焊裝夾具的設(shè)計(jì)（下面簡(jiǎn)稱“支架”），支架總成生產(chǎn)制造工藝主要分為支架主體、彎曲件共二件。如下圖2-3：21211-支架主體2彎曲件圖2-3本設(shè)計(jì)焊接總成因?yàn)閺澢吰饋?lái)那個(gè)地方是負(fù)角，所以在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了以下兩種方案：方案一，用支架主體的底平面定位，再加上一孔一銷，支架主體定位是非常穩(wěn)固可靠，但是彎曲件放置時(shí)呈負(fù)角，所以要考慮斜器裝夾定位，設(shè)計(jì)會(huì)復(fù)雜一些。方案二，利用彎曲件的一個(gè)平面定位，這樣彎曲件采用一平面一孔定位，相對(duì)方案一來(lái)說(shuō)，彎曲件定位是比較好的。但是，這樣定位也不是很理想。這兩個(gè)方案進(jìn)行比較我們還是采取方案一。如下圖2-4所示：1-隨形定位塊2-氣缸3-定位銷4-定位板圖2-4方案一電池支架主體定位示意圖本設(shè)計(jì)電池支架焊接時(shí)采用快速定位夾緊，受力方向向下。定位分析如下：①對(duì)大支架夾具工藝分析：底位定位，再用一孔一銷定位，用快速夾緊；②對(duì)小支架夾具工藝分析：用隨形塊1和定位銷3和定位板4定位，并且上面用快速夾夾緊。1.4重要部分設(shè)計(jì)說(shuō)明1.4.1大支架部分夾具的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)大支架部分的焊接夾具工裝包括動(dòng)力裝置（氣缸二個(gè)）、壓緊裝置（包括壓緊杠二個(gè)、輔助定位桿二個(gè)）、定位裝置（包括定位銷二個(gè)、定位銷安裝座二個(gè)）、L型支撐座二個(gè)等組成。本設(shè)計(jì)的電池主支架的定位是由大支架部分焊接夾具完成的，主要是采用一孔一銷和壓緊杠結(jié)合的方式。其結(jié)構(gòu)如下圖2-5：1-氣缸2-輔助定位桿(壓緊裝置)3-定位銷安裝座(定位裝置)4-電池支架主體(焊接件)5-電池彎曲件（焊接件）圖2-5本設(shè)計(jì)大支架部分夾具結(jié)構(gòu)圖1.4.2小支架部分夾具的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)小支架部分的焊接夾具工裝包括動(dòng)力裝置（氣缸）、壓緊裝置（包括輔助擋板、滑動(dòng)定位塊）、定位插銷（包括套筒和插銷桿、定位塊、支撐塊）、L型支撐座等組成。本設(shè)計(jì)的電池彎曲件的定位是由小支架部分焊接夾具完成的，主要是采用一孔一銷和滑塊壓緊的方式。其部分結(jié)構(gòu)如下圖2-6：1-輔助擋板2-滑動(dòng)型定位塊3-焊接物圖2-5本設(shè)計(jì)小支架部分夾具結(jié)構(gòu)圖1.5設(shè)計(jì)的定位過(guò)程電池支架總承分主體支架和彎曲件