汽車(chē)車(chē)身焊裝夾具設(shè)計(jì)

汽車(chē)車(chē)身焊裝夾具設(shè)計(jì)摘要：通過(guò)對(duì)汽車(chē)車(chē)身焊接夾具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律進(jìn)行探討，提出了在焊接夾具設(shè)計(jì)中所應(yīng)該遵循的根底條件。在現(xiàn)生產(chǎn)中，焊接夾具的設(shè)計(jì)充滿了豐富的特殊性，因此，具體問(wèn)題須具體對(duì)待。關(guān)鍵詞：焊接夾具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)性綜合技術(shù)汽車(chē)車(chē)身焊接夾具的設(shè)計(jì)是一門(mén)經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的綜合性技術(shù)，在設(shè)計(jì)時(shí)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(diǎn)，把握制件及裝配精度，通曉工藝要求。只有做到這些，才能對(duì)焊接夾具進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)。生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)決定焊接夾具的自動(dòng)化水平及焊接工位的配置，是通過(guò)生產(chǎn)節(jié)拍表達(dá)的。生產(chǎn)節(jié)拍由夾具動(dòng)作時(shí)間、裝配時(shí)間、焊接時(shí)間、搬運(yùn)時(shí)間等組成。夾具動(dòng)作時(shí)間主要取決于夾具的自動(dòng)化程度；裝配時(shí)間主要取決于沖壓件精度、工序件精度、操作者的熟練程序；焊接時(shí)間主要取決于焊接工藝水平、焊接設(shè)備的自動(dòng)化程度、焊鉗選型的合理化程度等；搬運(yùn)時(shí)間主要取決于搬運(yùn)的自動(dòng)化程度、物流的合理化程度等。只要把握住以上幾點(diǎn)，就能合理地解決焊接夾具的自動(dòng)化水平及制造本錢(qián)這對(duì)矛盾。汽車(chē)車(chē)身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)汽車(chē)車(chē)身一般由外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件和骨架件組成，覆蓋件的鋼板厚度一般為0.8-1.2mm，骨架件的鋼板厚度多為1.2-2.5mm，也就是說(shuō)它們大都為薄板件。對(duì)焊接夾具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，有以下特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，構(gòu)圖困難汽車(chē)車(chē)身都是由薄板沖壓件裝焊而成的空間殼體，為了造型美觀和殼體具有一定的剛性，組本錢(qián)身的零件通常是經(jīng)過(guò)拉延成型的空間曲面體，結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜。2、剛性差、易變形經(jīng)過(guò)成型的薄板沖壓件有一定的剛性，但和機(jī)械加工件相比，剛性要差得多，而且單個(gè)的大型沖壓件容易變形，只有焊接成車(chē)身殼體后，才具有較強(qiáng)的剛性。3、以空間三維坐標(biāo)標(biāo)注尺寸汽車(chē)車(chē)身產(chǎn)品圖以空間三維坐標(biāo)來(lái)標(biāo)注尺寸。為了表示覆蓋件在汽車(chē)上的位置和便于標(biāo)注尺寸，汽車(chē)車(chē)身一般每隔200mm或400mm劃一坐標(biāo)網(wǎng)線。三個(gè)坐標(biāo)的基準(zhǔn)是：前前方向(Y向)———以汽車(chē)前輪中心為0，往前為負(fù)值，往后為正值；上下方向(Z向)———以縱梁上平面為0，往上為正值，往下為負(fù)值；左右方向(X向)———以汽車(chē)對(duì)稱(chēng)中心為0，左右為正負(fù)。三、裝配精度裝配精度包括兩方面內(nèi)容：外觀精度與骨架精度，外觀精度指車(chē)門(mén)裝配后的間隙面差，骨架精度指三維坐標(biāo)值。貨車(chē)車(chē)向的裝配精度一般控制在2mm內(nèi)，轎車(chē)控制在1mm內(nèi)。焊接夾具的設(shè)計(jì)既要保證工序件之間的焊裝要求，又要保證總體的焊接精度，通過(guò)調(diào)整工序件之間的匹配狀態(tài)來(lái)滿足整體的裝配要求。四、6點(diǎn)定那么在車(chē)身焊裝夾具上的應(yīng)用6點(diǎn)定那么指限制'個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的自由度，在設(shè)計(jì)車(chē)身焊裝夾具時(shí)，常有兩種誤解，一是認(rèn)為6點(diǎn)定位那么對(duì)薄板焊裝夾具不適用；二是看到薄板焊裝夾具上有超定位現(xiàn)象，產(chǎn)生這種誤解的原因是把限制6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的自由度理解為限制6個(gè)方向的自由度，焊接夾具設(shè)計(jì)的宗旨是限制6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的自由度，這種限制不僅依靠夾具的定位夾緊裝置，而且依靠制件之間的相互制約關(guān)系。只有正確認(rèn)識(shí)了薄板沖壓件焊裝生產(chǎn)的特點(diǎn)，同時(shí)又正確理解了6點(diǎn)定那么，才能正確應(yīng)用這個(gè)原那么。從定位原那么看，支承對(duì)薄板來(lái)說(shuō)是必不可少的，可消除由于工件受夾緊力作用而引起的變形。超定位使接觸點(diǎn)不穩(wěn)定，產(chǎn)生裝配位置上的干預(yù)，但在調(diào)整夾具時(shí)只要認(rèn)真修磨支承面，其超定位引起的不良后果是可以控制在允許范圍內(nèi)的。80年代，車(chē)身焊接使用的大量夾具其型式是從沖壓模具的定位面截切而來(lái)，即在車(chē)身沖壓零件的型腔上定位，它被稱(chēng)為“定位塊”，其特點(diǎn)是定位面積大，據(jù)統(tǒng)計(jì)投影面積在50×100以上。定位塊是加工件，其余支撐局部為鑄鐵件，定位塊在裝配調(diào)整后再配作定位銷(xiāo)。在外觀上它有兩種式樣：大面積的定位塊，小面積的氣動(dòng)或手動(dòng)壓頭；大面積的定位塊，大面積的氣動(dòng)或手動(dòng)壓頭。前者造成定位塊加工復(fù)雜，產(chǎn)生車(chē)身零件壓緊力不夠，后者干預(yù)焊鉗的點(diǎn)焊操作及裝件困難。在生產(chǎn)中使用的夾具，其精度必須保證產(chǎn)品總成的要求；其選擇定位面的數(shù)量也是比擬保守的，寧多勿少。另外，每個(gè)定位塊的裝配全部是用四個(gè)螺釘在沉孔中固定在焊接支承底板上，因焊渣飛濺的填充，造成返修更換的困難。因此這種整體為鑄件的“定位塊”式夾具是耗能耗材的，其設(shè)計(jì)、制造周期和本錢(qián)都比擬高。隨著工裝制造水平與檢測(cè)手段的提高，車(chē)身焊接夾具的定位轉(zhuǎn)化為定位板定位，板的厚度在16、19、25幾檔中選用。整個(gè)夾具本體改為焊接合件，在制造、裝配上都縮短了周期，相對(duì)降低了本錢(qián)。定位板與角支座、角支座與底板各定位銷(xiāo)孔均采用鏜孔，孔間距偏差為,L±0.02。這種在加工上采用此方式，在調(diào)試中假設(shè)車(chē)身產(chǎn)品尺寸略有變化(如沖壓件常有的尺寸誤差)，機(jī)加中保證的尺寸精度就浪費(fèi)掉了。要想使車(chē)身幾何精度在夾具上一次裝調(diào)成功，沖壓件就不能有較大的尺寸偏差，而且定位點(diǎn)的數(shù)量也比擬多。用直角塊可調(diào)定位方式與上相同，只是定位板、壓頭用直角塊加墊片過(guò)渡。它的優(yōu)點(diǎn)是定位板、壓頭用損后修復(fù)、裝調(diào)比擬方便；也比擬容易形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、制造(除定位塊、壓頭上壓塊外，其余零件均可制成標(biāo)準(zhǔn)件)。但設(shè)計(jì)人員要解決鏜出的定位銷(xiāo)孔與墊片的關(guān)系，不能讓定位板無(wú)公差加工。也延長(zhǎng)了裝配周期，從定位型面到檢測(cè)銷(xiāo)孔等尺寸鏈增多，累計(jì)誤差上升。如平頭車(chē)身左/右側(cè)圍夾具，僅直角塊就有900個(gè)左右。可想裝配調(diào)整工作量之大，它同樣是以提高加工精度為代價(jià)換來(lái)的。夾具從整體外形看0有章法、但不美觀。采用三個(gè)圓柱銷(xiāo)定位各零、部件，它把以上兩種定位法加工精度從,L±0.02降到,L±0.05，就使夾具在生產(chǎn)使用中加工、裝配上使車(chē)身裝焊精度得到了保證。但在設(shè)計(jì)、裝配中，要考慮定位部件的使用狀況，否那么精度就會(huì)隨磕碰等不良因素走失掉。五、車(chē)身分塊和定位基準(zhǔn)的選擇車(chē)身焊接總成一般由底板、前圍、后圍、側(cè)圍和頂蓋幾大局部組成，不同的車(chē)型分塊方式不同，在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，一般應(yīng)做到：1、保證門(mén)洞的裝配尺寸當(dāng)總成焊接無(wú)側(cè)圍分塊時(shí)，門(mén)洞必須作為主要的定位基準(zhǔn)，在分裝夾具中，凡與前后立柱有關(guān)的分總成裝焊都必須直接用前后立柱定位，而且從分裝到總裝定位基準(zhǔn)應(yīng)統(tǒng)一；當(dāng)總成焊接有側(cè)圍分塊時(shí)，那么門(mén)洞應(yīng)在側(cè)圍焊接夾具上形成，總裝焊時(shí)以門(mén)洞及工藝孔定位，且從分裝到總裝定位基準(zhǔn)也應(yīng)統(tǒng)一。2、保證前后懸置孔的位置準(zhǔn)確度車(chē)身底板上的懸置孔一般沖壓在底板加強(qiáng)梁上，裝焊時(shí)要保證懸置孔的相對(duì)位置，以便使車(chē)身順利地下落到車(chē)架上。3、保證前后風(fēng)窗口的裝配尺寸前后風(fēng)窗口一般由外覆蓋件和內(nèi)覆蓋件組成，有的是在前后圍總成上形成，在分裝夾具上要注意解決其定位，有的在總裝夾具上形成，一般在專(zhuān)門(mén)的窗口定位裝置對(duì)窗口精確定位，以保證風(fēng)窗玻璃的裝配。六、車(chē)身焊接夾具的結(jié)構(gòu)及定位夾緊特點(diǎn)1、車(chē)身焊裝夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)車(chē)身焊裝夾具體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了便于制造、裝配、檢測(cè)和維修，必須對(duì)夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，否那么，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。車(chē)身總裝夾具有3個(gè)裝配基準(zhǔn)：底板、左側(cè)圍和右側(cè)圍，在它們的平面上都加工有基準(zhǔn)槽和坐標(biāo)線，定位夾緊組合單元按各自的基準(zhǔn)槽進(jìn)行裝配、檢測(cè)，最后將3大局部組合起來(lái)，成為一套完整的夾具。2、車(chē)身焊裝夾具的定位特點(diǎn)車(chē)身焊裝夾具大都以沖壓件的曲面外型、在曲面上經(jīng)過(guò)整形的平臺(tái)、拉延和壓彎成型的臺(tái)階，經(jīng)過(guò)修邊的窗口和外部邊緣、裝配用孔和工藝孔定位，這就在很大程度上決定了它的定位元件形狀比擬特殊，很少能用標(biāo)準(zhǔn)元件。焊接夾具上要分別對(duì)各被焊工件進(jìn)行定位，并使其不互相干預(yù)，在設(shè)計(jì)定位元件時(shí)要充分利用工件裝配的相互依賴(lài)關(guān)系作為自然的定位支承。有的工件焊接成封閉體，無(wú)法設(shè)置定位支承，可要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)沖平臺(tái)、翻邊作為定位控制點(diǎn)，總之，對(duì)于要求不嚴(yán)格的裝配，盡量不使用焊接夾具。車(chē)身焊裝夾具上，板狀定位較多，定位板一般用A3、A5號(hào)鋼板，厚度為12-20mm。定位塊間距既要保證定位精度，又要保證焊鉗伸入的方便性。定位件按坐標(biāo)標(biāo)注尺寸，不注公差。3、車(chē)身焊裝夾具的夾緊特點(diǎn)車(chē)身沖壓件裝配后，多使用電阻焊接，工件不受扭轉(zhuǎn)力矩，當(dāng)工件的重力與點(diǎn)焊時(shí)加壓方向一致，焊接壓力足以克服工件的彈性變形，并仍能保持準(zhǔn)確的裝配位置與定位基準(zhǔn)貼合，此時(shí)可以省去夾緊機(jī)構(gòu)。焊接通常在兩個(gè)工件間進(jìn)行，夾緊點(diǎn)一般都比擬多，電阻焊是一種高效焊接工藝，為減少裝卸工人的輔助時(shí)間，夾緊應(yīng)采用高效快速裝置和多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。對(duì)于薄板沖壓件，夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)作用在支承點(diǎn)上，只有對(duì)剛性很好的工作才允許作用在幾個(gè)支承點(diǎn)所組成的平面內(nèi)，以免夾緊力使工件彎曲或脫離定位基準(zhǔn)。夾緊力主要用于保持工件裝配的相對(duì)位置，克服工件的彈性變形，使其與定位支承或?qū)щ婋姌O貼合，對(duì)于1.2mm厚度以下的鋼板，貼合間隙不大于0.8mm，每個(gè)夾緊點(diǎn)的夾緊力一般在300-750N.范圍內(nèi)；對(duì)于1.5-2.5mm之間的沖壓件，貼合間隙不大于1.5mm每個(gè)夾緊點(diǎn)的夾緊力在500-3000N.范圍內(nèi)。夾緊器按照夾緊方向有平面、垂直、45度夾緊器；按照操作方式有螺栓夾緊、快速夾緊、手柄螺旋夾緊；還有手工、氣動(dòng)或液壓。其中帶補(bǔ)償?shù)穆菪龏A緊器最為常用。這種夾緊器在懸臂中增加了彈性伸縮，抵消夾緊時(shí)的側(cè)向分力，以補(bǔ)償夾具本身的變形和插入過(guò)程中的間隙，保證夾緊力與受力面垂直。夾緊頭部一般由碳鋼、不銹鋼、尼龍材料制成，以適合不同的工件要求。如果配備兩點(diǎn)、三點(diǎn)夾緊橋，可以同時(shí)夾緊不同高度的兩個(gè)位置的工件。另外也可以按照夾緊的型面加工特殊的夾緊頭。七、焊接夾具的精度控制焊接夾具精度標(biāo)準(zhǔn)由設(shè)計(jì)單位制定，其中規(guī)定了底板基準(zhǔn)槽和坐線的形態(tài)和精度要求；定位銷(xiāo)和其他定位支承件的尺寸和形位公差要求，承制單位按要求進(jìn)行檢測(cè)、判斷并進(jìn)行調(diào)整，合格后就固定定位銷(xiāo)。隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)0.01mm/±5um，夾具支承面的垂直度到達(dá)0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè)),公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5um以?xún)?nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5um；瑞士EROEA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2-5um。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。八、模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的根底。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，表達(dá)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下根底，應(yīng)用CAD;技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改良和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)立夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢(xún)與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與效勞的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。九、通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比擬大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能表達(dá)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè)),公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。專(zhuān)家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)立夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和開(kāi)展夾具技術(shù)。主動(dòng)與國(guó)外夾具廠商聯(lián)系，爭(zhēng)取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和開(kāi)展我國(guó)組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。結(jié)束語(yǔ)汽車(chē)車(chē)身焊接夾具的設(shè)計(jì)與沖壓件、工序件結(jié)構(gòu)及精度關(guān)系極為密切，充滿了豐富的特殊性，在設(shè)計(jì)時(shí)，除了考慮遵循一般的規(guī)律外，還必須具體問(wèn)題具體對(duì)待。1前言近年來(lái)，客車(chē)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨劇烈，各客車(chē)生產(chǎn)廠家在大力開(kāi)發(fā)新車(chē)型的同時(shí)，對(duì)整車(chē)的質(zhì)量也越來(lái)越重視。在車(chē)身外形質(zhì)量的控制過(guò)程中，車(chē)身骨架的合攏夾具起著重要的作用。目前，車(chē)身骨架總成大多利用通用合攏夾具進(jìn)行定位及拼焊。通用合攏夾具剛性強(qiáng)，定位點(diǎn)的精度由機(jī)械加工及安裝調(diào)整保證，精度高，定位點(diǎn)三維可調(diào)，夾具體及夾具的動(dòng)作大多由液壓驅(qū)動(dòng)完成，適應(yīng)夾具長(zhǎng)度及高度涵蓋范圍內(nèi)所有車(chē)型的車(chē)身骨架總成的組焊。此夾具投資較大、夾緊及松脫快捷，但更換車(chē)型時(shí)夾具的調(diào)整時(shí)間較長(zhǎng)，較適應(yīng)于多品種、中大批量的客車(chē)生產(chǎn)。2通用合攏夾具結(jié)構(gòu)、工藝過(guò)程及調(diào)整2.1通用合攏夾具結(jié)構(gòu)〔圖1〕合攏夾具由左右?jiàn)A具體、夾具、體上的Z方向及X方向?qū)к墶⒌匕宥ㄎ涣貉b置、各種定位夾緊總成、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。左右?jiàn)A具體上各布置有三條可上下調(diào)整的T型槽導(dǎo)軌，其上分別固定7-10個(gè)上、中、下定位夾緊總成、3個(gè)水平定位總成、1個(gè)縱向定位總成、2個(gè)頂蓋導(dǎo)向總成、3~4個(gè)前圍及后圍夾緊總成及其固定導(dǎo)軌。上定位夾緊總成可夾緊側(cè)圍窗立柱上部或側(cè)圍骨架上邊梁和頂蓋邊梁，中定位夾緊總成可夾緊側(cè)圍窗下梁或倉(cāng)上梁，下定位夾緊總成可夾緊側(cè)圍裙立柱。上、中、下定位夾緊總成控制側(cè)圍骨架的弧度，水平定位總成可定位側(cè)圍骨架窗下梁或倉(cāng)上梁、控制側(cè)圍骨架的Z方向尺寸，縱向定位總成一般定位前乘客門(mén)后立柱及駕駛員窗后立柱、控制側(cè)圍骨架X方向尺寸，前圍夾緊總成可定位前圍骨架并夾緊前圍側(cè)立柱和側(cè)圍前立柱，后圍夾緊總成可定位后圍骨架并夾緊后圍側(cè)立柱和側(cè)圍后立柱，左右?jiàn)A具體合攏后控制車(chē)身骨架的寬度〔Y方向尺寸〕?？缮档牡匕宥ㄎ涣貉b置上布置有通長(zhǎng)的T型槽導(dǎo)軌，其上固定相應(yīng)的定位夾緊總成、控制地板骨架總成的X及Z方向尺寸。2.2車(chē)身骨架合攏工藝工作前，左右?jiàn)A具體處于翻開(kāi)位置，水平定位總成處于降下?tīng)顟B(tài)，其余各定位夾緊總成處于翻開(kāi)狀態(tài)。首先將水平定位總成升起處于定位狀態(tài)，將左右側(cè)圍骨架吊掛到水平定位總成上，用于縱向定位的側(cè)圍立柱應(yīng)位于縱向定位總成開(kāi)口范圍內(nèi)，在縱向定位總成動(dòng)作完成側(cè)圍骨架的X方向定位后，中定位夾緊總成動(dòng)作，之后上定位夾緊總成及下定位夾緊總成動(dòng)作，完成側(cè)圍骨架的定位夾緊。將地板定位梁升起，地板梁骨架吊運(yùn)到地板定位梁裝置上，各定位件位于定位夾緊總成作用范圍內(nèi)，地板梁縱向定位總成動(dòng)作并完成地板梁骨架的X方向定位。使左右?jiàn)A具體合攏，完成地板梁骨架Y方向定位后分開(kāi)少許，地板定位梁上的各總成動(dòng)作并完成地板梁骨架的夾緊，之后將左右?jiàn)A具體合攏到位。分別將前后圍骨架吊運(yùn)到位，完成骨架的定位及夾緊。吊運(yùn)頂蓋總成到相應(yīng)位置，如上定位夾緊總成是夾緊側(cè)圍窗立柱的，可以使用弓形夾將頂蓋邊梁與側(cè)圍骨架上邊梁夾緊；如上定位夾緊總成是夾緊側(cè)圍骨架上邊梁和頂蓋骨架邊梁的，需先將上定位夾緊總成翻開(kāi)，頂蓋總成到位后再夾緊。此時(shí)車(chē)身骨架合攏完成，可實(shí)施點(diǎn)固及焊接作業(yè)。車(chē)身骨架焊接完成后，左右?jiàn)A具體上的各定位夾緊總成松開(kāi)，水平定位總成下降，左右?jiàn)A具體后撤到分開(kāi)狀態(tài)。將地板定位梁上的各定位夾緊總成翻開(kāi)，用吊具將車(chē)身骨架總成吊出或地板定位梁下降將車(chē)身骨架總成放到輸送設(shè)備〔如輥床〕上運(yùn)至下一工位。2.3通用合攏夾具的調(diào)整更換車(chē)型時(shí)，要對(duì)合攏夾具進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。調(diào)整前應(yīng)仔細(xì)分析圖紙，確定各定位夾緊總成應(yīng)處于的位置，計(jì)算出各定位夾緊總成需調(diào)整的方向及距離，并準(zhǔn)備一套合格的車(chē)身骨架各分總成作為樣件。調(diào)整時(shí)，首先將左右?jiàn)A具體上的T型槽導(dǎo)軌的高度位置調(diào)整到位并緊固，再將各總成緊固螺栓松開(kāi)、移動(dòng)到相應(yīng)位置后預(yù)緊固，分別對(duì)夾具各部進(jìn)行調(diào)整。a高度的調(diào)整。合攏夾具是以地板梁下平面為Z方向定位基準(zhǔn)的，上下移動(dòng)水平定位總成到相應(yīng)位置緊固，測(cè)量的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)剎撐端部的螺栓將水平定位調(diào)整好。b.側(cè)圍弧度的調(diào)整。上、中、下定位夾緊總成決定側(cè)圍骨架的弧度，中定位夾緊總成的Y方向尺寸是固定的，轉(zhuǎn)動(dòng)上、下定位夾緊總成的絲杠將其Y方向尺寸調(diào)整到位。將左右側(cè)圍骨架樣件掛上，夾緊中定位夾緊總成。c.車(chē)身骨架寬度的調(diào)整。夾具體移動(dòng)導(dǎo)軌的前端有可調(diào)的限位頂絲，合攏左右?jiàn)A具體，測(cè)量的同時(shí)調(diào)整限位頂絲保證車(chē)身骨架的寬度尺寸，左右?jiàn)A具體的調(diào)整量應(yīng)根本相同。d.縱向定位總成的調(diào)整。左右?jiàn)A具體合攏到位，測(cè)量?jī)蓚?cè)圍上邊梁的對(duì)角線，根據(jù)對(duì)角線尺寸差值情況調(diào)整縱向定位總成的位置，反復(fù)進(jìn)行測(cè)量及調(diào)整，保證兩對(duì)角線差值滿足工藝要求，將縱向定位總成緊固。測(cè)量時(shí)側(cè)圍骨架應(yīng)處于夾緊狀態(tài)，調(diào)整時(shí)那么處于松開(kāi)狀態(tài)。校正側(cè)圍骨架各定位夾緊總成的位置并緊固。與上述調(diào)整相似，分別將地板梁骨架、前圍骨架、后圍骨架吊掛到相應(yīng)位置，測(cè)量的同時(shí)調(diào)整各定位夾緊總成的位置，調(diào)整完成后緊固。3通用合攏夾具改良a.夾具體定位尺寸的快速調(diào)整及定位精度的提高。按車(chē)身骨架最小寬度尺寸將夾具體定位尺寸調(diào)整好并緊固，根據(jù)各車(chē)型寬度尺寸的差值制作調(diào)整墊板，更換車(chē)型時(shí)插放相應(yīng)的調(diào)整墊板來(lái)實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整。目前車(chē)身骨架寬度定位是平面定位方式，夾具體下部導(dǎo)軌的側(cè)向間隙影響夾具體X方向的重復(fù)定位精度，可改為豎直V型槽與球頭的定位方式消除此誤差，提高定位精度。b.夾具體上縱向?qū)к壍目焖僬{(diào)整?？v向?qū)к壻|(zhì)量大且為上下移動(dòng)調(diào)整，更換車(chē)型調(diào)整時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，可在縱向?qū)к壟c其下部的限位凸臺(tái)間增加相應(yīng)尺寸的限位墊板，實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整。c.定位夾緊總成的快速調(diào)整。某種車(chē)型調(diào)整完成后，在各定位夾緊總成與其固定導(dǎo)軌間配鉆定位孔，插上手動(dòng)插銷(xiāo)并做好車(chē)型標(biāo)記，當(dāng)重新制作此種車(chē)型的車(chē)身骨架時(shí)，只要將各定位夾緊總成移動(dòng)到相應(yīng)的位置，插上插銷(xiāo)即可保證定位精度，可節(jié)省大量的反復(fù)測(cè)量調(diào)整時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整。d.中定位夾緊總成結(jié)構(gòu)的改良。原定位夾緊總成〔圖2〕結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上下支座〔件1,4〕為鑄件，用連接板〔件3〕、16個(gè)螺栓及8個(gè)定位銷(xiāo)連接，定位尺寸靠裝配來(lái)保證。驅(qū)動(dòng)缸固定，帶有活動(dòng)連板〔件6〕?？偝少|(zhì)量較大，制造周期較長(zhǎng)，本錢(qián)較高。改良后的定位夾緊總成〔圖3〕結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由立板〔厚度為12mm或16mm〕及筋板組成的焊接支座〔件12〕代替原來(lái)的組裝件，定位尺寸由機(jī)械加工保證。驅(qū)動(dòng)缸鉸接浮動(dòng)，取消原活動(dòng)連板?？偝少|(zhì)量較輕，制造周期短，本錢(qián)較低。其它各定位夾具總成也可采用類(lèi)似的方法進(jìn)行改良。e.驅(qū)動(dòng)方式的改良建議。目前合攏夾具采用液壓驅(qū)動(dòng)，夾緊總成的夾緊力為2000N左右，由于驅(qū)動(dòng)缸數(shù)量到達(dá)80-100個(gè)，各液壓管路的連接點(diǎn)總數(shù)量較多〔500~600個(gè)以上〕，易造成液壓油的滲漏、污染操作環(huán)境，設(shè)備維護(hù)工作量較大?？刹捎脷鈩?dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)缸直徑為63mm、壓縮空氣壓力為0.4~0.6MPa時(shí)，采用附圖三結(jié)構(gòu)，夾緊力到達(dá)1300~1900N，滿足使用要求，有利于保證良好的操作環(huán)境，降低設(shè)備維護(hù)難度及工作量，同時(shí)將降低合攏夾具的制造本錢(qián)。4結(jié)束語(yǔ)隨著對(duì)通用合攏夾具的不斷改良和完善，將使合攏夾具的結(jié)構(gòu)更加合理、精度提高，夾具的操作和調(diào)整更快捷，較適用于客車(chē)多品種、單件或小批量的生產(chǎn)方式。使合攏夾具在保證及提高客車(chē)車(chē)身制作質(zhì)量中起到更重要的作用。焊接夾具氣缸動(dòng)作的程序化設(shè)計(jì)氣路設(shè)計(jì)在焊接結(jié)構(gòu)中是經(jīng)常遇到的問(wèn)題。為了操作的平安或出于工藝要求，對(duì)一些較復(fù)雜的夾具結(jié)構(gòu)，常要求氣動(dòng)動(dòng)作有一定的先后順序。要到達(dá)這個(gè)目的有三種方法：1)不同的動(dòng)作用不同的氣閥控制。這種設(shè)計(jì)要求工人操作時(shí)要記牢操作順序，否那么就易出現(xiàn)平安問(wèn)題或損壞工件。2)利用接近開(kāi)關(guān)(如在氣缸上固定磁性環(huán))提供氣缸到位情況的信號(hào)。這種設(shè)計(jì)，因?yàn)閰⒓恿穗姶旁?，使得氣路?fù)雜化。3)僅利用氣閥本身通過(guò)氣路設(shè)計(jì)來(lái)識(shí)別氣缸到位狀態(tài)。這種設(shè)計(jì)對(duì)一些復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)程序化。本文以我公司皮卡車(chē)后廂門(mén)焊接夾具為例，闡述氣缸動(dòng)作的程序化設(shè)計(jì)在焊接夾具中的應(yīng)用。工藝過(guò)程分析皮卡車(chē)后廂門(mén)總成主要有以下零部件組焊而成：后廂門(mén)本體、側(cè)板總成、后廂門(mén)內(nèi)部加強(qiáng)板、鉸鏈板等。以側(cè)板與后廂門(mén)本體的組焊為例：我公司采用了圖1所示的焊接夾具結(jié)構(gòu)。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，側(cè)板必須采用定位銷(xiāo)側(cè)向定位。為簡(jiǎn)化操作，定位銷(xiāo)固定在側(cè)板定位板上，這樣為使焊后總成件順利取出，限位板必須是活動(dòng)的。操作時(shí)，首先將后門(mén)本體放置在夾具上并可靠定位，在氣缸作用下將限位板推到位，再將側(cè)板以定位銷(xiāo)定位安裝在夾具上，保證與限位板貼合良好，然后用壓頭將工件夾緊后施焊。焊接完成后，先將壓頭翻開(kāi)，然后再將限位板翻開(kāi)，退出定位銷(xiāo)并使壓頭最大限度地后退，以便工件順利向上取出。圖1焊接夾具主要設(shè)計(jì)內(nèi)容由上述工藝過(guò)程，可以確定后廂門(mén)焊接夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：1.根據(jù)后廂門(mén)的工藝過(guò)程確定焊接夾具的工藝方案，進(jìn)而確定夾具結(jié)構(gòu)。2.設(shè)計(jì)滿足夾具結(jié)構(gòu)和工藝方案的氣動(dòng)原理圖。3.根據(jù)國(guó)產(chǎn)化沖壓件調(diào)試出能生產(chǎn)合格產(chǎn)品的焊接夾具。首先，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在氣缸1推出時(shí)，氣缸2必須處于縮入狀態(tài)，否那么側(cè)板無(wú)法裝入。施焊完成后，在氣缸1縮入時(shí)，氣缸2也必須首先處于縮入狀態(tài)，否那么，就會(huì)將焊好的總成件拉壞。由此可知，在設(shè)計(jì)氣路圖時(shí)必須保證：1)夾緊工件時(shí)，氣缸1先動(dòng)，氣缸2后動(dòng)。2)松開(kāi)工件時(shí)，氣缸2先動(dòng)，氣缸1后動(dòng)。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)的氣路圖必須具有對(duì)氣缸狀態(tài)的識(shí)別功能。在氣缸狀態(tài)不符合要求時(shí)，即在誤操作的情況下，氣動(dòng)元件可以不理采外界輸入的操作命令，而在執(zhí)行操作命令時(shí)，氣缸的動(dòng)作必須按設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行，即氣缸操作時(shí)實(shí)行程序化。根據(jù)以上要求，設(shè)計(jì)了如圖2所示的氣動(dòng)原理圖，顯然這個(gè)氣路圖到達(dá)了后廂門(mén)夾具的結(jié)構(gòu)要求。此氣路圖實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣缸狀態(tài)的識(shí)別，也實(shí)現(xiàn)了氣缸動(dòng)作的程序化。圖2氣動(dòng)原理圖前言

國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)近幾年的快速增長(zhǎng)，帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)汽車(chē)焊接夾具制造業(yè)的快速成長(zhǎng)。根本每個(gè)新車(chē)型投產(chǎn)，均需要投入相應(yīng)的焊接夾具。按目前市場(chǎng)情況看，從新車(chē)型開(kāi)發(fā)到推進(jìn)市場(chǎng)，要求周期短，進(jìn)而對(duì)焊接夾具設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試提出更高的要求。

汽車(chē)焊接夾具的功能是為了實(shí)現(xiàn)車(chē)身零件的正確裝配，保證零件正確搭配和完成焊接。工程上通常從裝配精度、縮短制造周期和可調(diào)整性等方面來(lái)評(píng)價(jià)汽車(chē)焊接夾具設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。定位是焊接夾具最根本的元素，也是設(shè)計(jì)過(guò)程主要考慮元素，定位設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化在很大程度上提高焊接夾具的性能，縮短周期，提高效益。

2“N－2－1”定位原理

一般的物體定位按照六點(diǎn)定位原那么，即可確定正確位置。對(duì)于車(chē)身柔性零件的定位，如果僅靠六點(diǎn)定位規(guī)那么定位，將無(wú)法保證零件的正確位置和形狀，因此，在汽車(chē)焊接夾具的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常有過(guò)定位的方式定位，即N大于3。“N－2－1”定位原理更加適合汽車(chē)焊接夾具設(shè)計(jì)，防止薄板變形，在汽車(chē)焊接夾具上已廣泛應(yīng)用。根據(jù)汽車(chē)零件的形狀和考慮焊接夾具制造本錢(qián)、焊接可操作性等考慮，夾具定位元件的數(shù)量N一般選取4－6。

3定位基準(zhǔn)統(tǒng)一

基準(zhǔn)統(tǒng)一是機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)的根本思想之一，焊接夾具設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)統(tǒng)一要求保證兩點(diǎn)，第一、保證焊接夾具設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與車(chē)身設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、沖壓基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)的統(tǒng)一；第二、保證焊接夾具設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在分總成、總成、車(chē)身焊接總成的各總成之間保持前后統(tǒng)一?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一保證了車(chē)身焊接精度，便于查找質(zhì)量問(wèn)題原因，提高管理水平。

4定位結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化

汽車(chē)焊接夾具根本結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1，包括：固定平臺(tái)式底座；定位部件；緊固件連接；氣動(dòng)－杠桿復(fù)合夾緊；操作高度可調(diào)。

圖1

4.1固定平臺(tái)式底座

固定平臺(tái)式底座有2種，一種是Q235平板式，見(jiàn)上圖1的固定平臺(tái)。選用平板式的原那么：夾具固定平臺(tái)面積在1200×500以下的，一般選用平板式。另一種是焊接件式，見(jiàn)圖2。選用該結(jié)構(gòu)的原那么：夾具固定平臺(tái)面積在1200×500以上的，一般選用焊接件式。焊接件由基板、槽鋼、墊板焊接而成，結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化。

圖2

4.2定位部件：

定位部件是焊接夾具最根本單元，定位部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是焊接夾具定位設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化重要方面。定位部件的結(jié)構(gòu)一般由角支座、連接板、定位塊、壓塊、壓板、調(diào)整墊片、銷(xiāo)、銷(xiāo)支架、限位、氣缸等零部件組成〔見(jiàn)圖3〕。每個(gè)零部件可標(biāo)準(zhǔn)化，在設(shè)計(jì)時(shí)形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

圖3

角支座：也稱(chēng)定位部件底座，焊接件，見(jiàn)圖4。材料Q235鋼，厚16mm，結(jié)構(gòu)和裝配