汽車白車身焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(2)

1、.汽車白車身焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計汽車工業(yè)裝備是最近興起并迅猛發(fā)展的一個新興行業(yè)。其實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，且車型更換時變化最大的就是白車身。這就要求其對應(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，使得人們越來越重視它。在汽車焊接流水線上，真正用于焊接操作的工作量僅占30%40%，而60%70%為工件的輔助和裝夾工作。因為工件的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)用時節(jié)降低生產(chǎn)成本。

2、對于具有多種車型的企業(yè)，比如說一汽、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)計水平，對汽車焊接夾具原理、結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法、原則有一個更深入的了解，在此把我自己的一些見解和經(jīng)驗與大家一起探討。一、汽車焊接工藝特點（一）白車身的材料與結(jié)構(gòu)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。在結(jié)構(gòu)上，焊接散件大多數(shù)是具有空間曲面的沖壓成形件，形狀、結(jié)構(gòu)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)計構(gòu)成中應(yīng)該考慮的問題。（二）

3、焊接方法汽車焊接方法主要有CO2氣體保護(hù)焊和電阻焊。CO2氣體保護(hù)焊應(yīng)用范圍較廣，且對夾具結(jié)構(gòu)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表面鍍銅、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。對夾具要求嚴(yán)格，尤其是多點焊和機(jī)器人點焊。要求焊接夾具對工件定位準(zhǔn)確，操作方便且焊接牢固可靠。（三）焊接工藝流程汽車焊接的基本特征就是單個零件到部件再到總成的一個組合再組合的過程。從零件到白車身焊接總成的每一個過程，既相互獨立，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

4、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，所以夾具設(shè)計應(yīng)有利于流水線的布置和設(shè)計，同時也考慮給生產(chǎn)管理提供方便。（四）可操作性 我們這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。一臺焊接夾具不僅要保證工件的定位準(zhǔn)確，夾緊牢固可靠。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)行焊接，方便的取出工件。我總結(jié)為“三個方便”。要實現(xiàn)這三個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

5、合理。對于形狀相似不好區(qū)分左右的工件是否有防反措施。對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)計過程中需要考慮的問題。二、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(zhǔn)備。參照國內(nèi)外先進(jìn)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(jī)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(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，焊點文件。確定使用那種標(biāo)準(zhǔn)件，那種氣動元件以及甲方的特殊要求。2根據(jù)焊

6、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(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、液動元件以及覆蓋件外部焊點所需保護(hù)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方向的調(diào)整量。 5在進(jìn)行夾具的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡可能

7、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、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(jī)構(gòu)、測量系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)等五大部分組成。6、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。夾具自身測量裝置的基準(zhǔn)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(zhǔn)槽和基準(zhǔn)孔，以滿足實際測量的需要。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、BAS

8、E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、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

9、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(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(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能設(shè)計成組合可調(diào)式的。3標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。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、導(dǎo)向板、調(diào)整墊片等。我

10、們也要不斷從各個廠家中的標(biāo)準(zhǔn)件中取優(yōu)去劣,總結(jié)出自己的標(biāo)準(zhǔn)件.在這個行業(yè)中遲早會有我們自己的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件,因為只有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了才能夠使我們這個行業(yè)有更大的競爭力.才能向更快更好更高的目標(biāo)發(fā)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）和氣動夾緊機(jī)構(gòu)為主?？焖賷A緊機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點：4.1 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。4.2 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(dá)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(jìn)行，消除了專用定位元

11、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(jī)構(gòu)具有夾緊和打開速度快，壓緊力量大，定位準(zhǔn)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(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(jī)少的缺陷，因為當(dāng)焊機(jī)不動

12、，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(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、拆卸時能處于穩(wěn)定工況，還應(yīng)設(shè)計止動裝置。2.翻磚機(jī)構(gòu)當(dāng)焊點處于中間位置時，如果用X型焊鉗進(jìn)行點焊，則焊鉗無法伸進(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(jī)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)圍總成與地板總成拼裝。（五）測量機(jī)構(gòu)利用夾具本體自身設(shè)計測量機(jī)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(biāo)準(zhǔn)是利用實際沖壓件進(jìn)行裝配組合來檢驗的，但由于沖壓件不可能十分準(zhǔn)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(dá)到設(shè)計要求。即使我們使用三坐標(biāo)