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- 1 - of of of 1. in of to of In in to of as a on of so of of in in 2. of to a of to of of to of of of be as as is of is of 0 0 mm of 0 mm a of 5 of - 2 - of to of to be as in to of is of be in of be to a to is - is on a in of be of 3 of 3.1 t be a in of of be to is on of to a of so in of a is to is , Y in , so is In to of of - 3 - he of is in of a of XY on of is to in is a of of is in a to to a to be is in to of 0of a to of to of Y to YZ a be on a to he to be to in of is is MM a of a of he of be on of to is 5 - 4 - on As as of as as in be be of be to C in i C, as of a be be so it C 4. of to or as of in to of or of in to to be of of or is 5 of to be in so it to in as ie - 5 - is to so 6 is in of on of is is a I - 6 - 汽車焊接夾具的設(shè)計(jì) 1 摘要 依據(jù)車體焊裝線夾具設(shè)計(jì)理論，對(duì)各工位焊接夾具及其焊裝總線進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)，之后進(jìn)行夾具建模、裝配，插入焊鉗確定其數(shù)量、型號(hào)及判斷其可達(dá)性，最終設(shè)計(jì)出符合要求的焊接夾具。 關(guān)鍵詞：焊接部件；基礎(chǔ)；夾緊；位置 1. 介紹 裝配和焊接夾具在汽車車身裝配和焊接生產(chǎn)線與生產(chǎn)制造優(yōu)質(zhì)的汽車設(shè)備息息相關(guān)。焊裝夾具，是焊接工藝的重要組成部分。裝配和焊接夾具除了是完成這個(gè)過(guò)程中零部件裝配的途徑和定位 ,同時(shí)在生產(chǎn)線上也作為一個(gè)測(cè)試和校準(zhǔn)程序，完成檢測(cè)焊接配件和焊接質(zhì)量的任務(wù)。因此焊裝夾具的設(shè)計(jì)和制造，直接影響焊接過(guò)程中汽車的生產(chǎn)能 力和產(chǎn)品質(zhì)量。汽車焊裝夾具是保證其制造質(zhì)量、縮短其制造周期的重要手段。因此，正確理解焊裝夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)，改善和提高焊裝夾具的設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)水平，并提高夾具的調(diào)整和驗(yàn)證水平等三方面都是必不可少的，也是汽車制造公司在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中得以生存所必須解決的問(wèn)題。 汽車的風(fēng)格不同 ,焊接夾具的形狀 ,因而有著很大的不同 ,但在設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整都是共同的 ,可以借鑒采用。 2. 焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,確保該夾具有良好的操作方便性、裝夾定位的可靠性。焊裝夾具的制造商也很容易集成的調(diào)整 ,以保證結(jié)構(gòu)各部分的表面應(yīng)該允許足夠的空 間用于調(diào)整，以確保立體可調(diào)。當(dāng)然，在確保焊接夾具質(zhì)量準(zhǔn)確性的前提下 ,焊接夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單。夾具設(shè)計(jì)通常是夾具上全部元件的位置都是直接根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)確定的，最終保證制造出合格的焊接工裝結(jié)構(gòu)。根據(jù)作業(yè)高度可初步?jīng)Q定夾具底板的高度，即夾具固 - 7 - 定位置的高度。焊接夾具設(shè)計(jì)首先要考慮夾緊方式，一般有手動(dòng)和氣動(dòng)兩種，手動(dòng)夾緊一般適合于小件、外協(xié)件、小批量工件焊裝，對(duì)于大型車體部件、規(guī)劃于生產(chǎn)線內(nèi)、自動(dòng)化程度要求高的焊接夾具宜選用氣動(dòng)夾緊，汽車生產(chǎn)的一般采用氣動(dòng)夾緊 ,然后手工大批量夾緊可作為輔助夾緊。這樣可以相應(yīng)的降低成 本。部分手動(dòng)夾緊產(chǎn)品已擁有標(biāo)準(zhǔn)的型號(hào)和數(shù)量，需要時(shí)可以到市場(chǎng)購(gòu)買即可。對(duì)于某些裝置 ,規(guī)定采用氣動(dòng)夾緊，但如果直接使用氣動(dòng)夾緊，可能損壞的工件 ,所以 ,可以由人工先按地方 ,來(lái)提供一種氣動(dòng)夾緊力夾緊工件 ,這是手動(dòng) 夾具夾緊系統(tǒng)是安裝在一個(gè)大平臺(tái) ,所有固定在此保證焊接位置的焊接條件應(yīng)符合設(shè)計(jì)尺寸的工件坐標(biāo)系定位夾具 ,這牽涉到的基準(zhǔn)。 3. 裝配和焊接夾具的基準(zhǔn)和他們所選擇的支撐面 計(jì)基準(zhǔn)的確定 每個(gè)夾具必須具有固定坐標(biāo)系統(tǒng) ,在這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng) , 它的支撐基礎(chǔ)坐標(biāo)尺寸應(yīng)該支持工件以及坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于同樣的大小。所以在整個(gè)的 焊裝夾具系統(tǒng)中 ,為了確保自動(dòng)焊件系統(tǒng)的三維空間坐標(biāo)一致 , 所有的焊裝夾具在該系統(tǒng)中必須有一個(gè)共同的基準(zhǔn)。該基準(zhǔn)是夾具安裝平臺(tái) ,這是 X,一個(gè)具體部件都固定在平臺(tái)相應(yīng)位置 ,要具有相應(yīng)的高度 ,所以 ,應(yīng)協(xié)調(diào) Z 坐標(biāo)，由此建立了三維 標(biāo)系統(tǒng)。為了方便夾具的安裝及測(cè)量、安裝平臺(tái)必須有坐標(biāo)的參考 ,通常有三種類型。結(jié)構(gòu)如下： 準(zhǔn)孔的方法 安裝平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)有四個(gè)基準(zhǔn)孔 ,其中每一個(gè)孔圓心坐標(biāo)的兩個(gè)方向、四個(gè)孔的坐標(biāo)構(gòu)成兩條相互垂直的線。這就是 ,面坐標(biāo)系統(tǒng)上集合。這個(gè)基準(zhǔn)的建立相對(duì)簡(jiǎn)單 ,易加工 ,但同時(shí)使用的測(cè) 量與基準(zhǔn)精確。 任何形狀都是由空間點(diǎn)組成的，所有的幾何量測(cè)量都可以歸結(jié)為空間點(diǎn)的測(cè)量，因此精確進(jìn)行空間點(diǎn)坐標(biāo)的采集，是評(píng)定任何幾何形狀的基礎(chǔ)。 參考一側(cè)靠近兩個(gè)基準(zhǔn)形成的一個(gè)協(xié)調(diào)的方向。 這種方法是在這一過(guò)程中安裝平臺(tái)分為每?jī)蓚€(gè) 90 度范圍的 ,這兩條軸線的線組成一平面垂直安裝的平臺(tái) ,這樣平面垂直于平臺(tái) ,這兩個(gè)軸線溝槽的表面形式 面坐標(biāo)系統(tǒng)。 - 8 - 考試塊法 參考使用側(cè)塊垂直于三維 標(biāo)系統(tǒng) ,通常是一個(gè)檢具的底座與 3 到 4 塊可直接安裝在平臺(tái)上，也可以添加一個(gè)軸承固定夾具平臺(tái) ,但需要參考?jí)K的最后一個(gè)平面 來(lái)控制高度，必須保證方向一致。制造時(shí)，調(diào)整塊在前面的兩種方法是較為困難的 ,但這種測(cè)量極為方便 ,尤其是使用 量。該方法要求用的基準(zhǔn)塊平面加工安裝平臺(tái)相對(duì)較低 ,所以大一點(diǎn)的尺寸的安裝平臺(tái)應(yīng)該使用這種方法。 承表面的選擇 軸承表面選擇時(shí)，使用焊接試件的固定表面上的切平面和安裝平臺(tái)的角度不大于 15度。檢測(cè)表面應(yīng)盡可能的和焊接管件的相同、盡可能為了方便平面處理和調(diào)整。軸承表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)可以很容易地處理模塊 ,而這一數(shù)字為產(chǎn)品的可用于軸承數(shù)控表面加工上。當(dāng)然設(shè)計(jì)車身坐標(biāo)點(diǎn)不一定就是適合軸承表面 ,特別是數(shù)控 夾具 ,這就需要以支持夾具堵住存取點(diǎn) S 為基礎(chǔ) ,建立了數(shù)字表面 ,這個(gè)表面應(yīng)該是和被支承面一致的。所以此時(shí)是制造基地點(diǎn) S 數(shù)控加工、精密加工及裝配調(diào)試比較容易容易。 4. 定位工件 一般位置的工件表面特征是相對(duì)于孔或明顯的定位參考表面確定的。常用是定位銷組件。分為夾緊定位和固定定位兩部分?？紤]焊接位置和所有焊接設(shè)備，既不能影響最終焊接件的取出，也可以讓焊鉗或者焊槍到達(dá)焊接位置。對(duì)于確實(shí)有影響的定位銷等要考慮采用可以活動(dòng)的定位銷。為了方便工件進(jìn)出 ,可選用伸縮定位銷，具體的結(jié)構(gòu)可查找手冊(cè)。焊裝夾具的設(shè)置應(yīng)便于施工，有足夠的裝 配、焊接空間，不能影響焊接操作和焊工觀察，不妨礙焊件的裝卸。所有的定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)與焊點(diǎn)保持適當(dāng)距離，或布置在焊件的下方或面。夾緊機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件應(yīng)能夠伸縮或轉(zhuǎn)位。根據(jù)形成原理 ,將工件放進(jìn)夾緊、定位。之后打開(kāi)夾具將工件取出。確保夾具的打開(kāi)和關(guān)閉沒(méi)有干涉。為減少裝卸工件的輔助時(shí)間，夾緊裝置應(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)作用在支承面上，只有對(duì)剛性很好的工件才允許作用在幾個(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)。另外設(shè)計(jì)時(shí)要防止在夾緊機(jī)構(gòu)由夾緊到打開(kāi)時(shí)夾住手。 - 9 - 5. 焊接件的工位調(diào)動(dòng) 大多數(shù)汽車焊接配件的焊裝過(guò)著在幾個(gè)工藝完成。因此它需要傳動(dòng)裝置 ,通常工件在傳輸之前應(yīng)避開(kāi)焊接夾具的干擾 ,第一步將工件升起 ,這需要使用電梯、起重機(jī)構(gòu)，齒輪齒條 ,等等 ,此時(shí)的齒條和齒輪結(jié)構(gòu)，它們的結(jié)構(gòu)加工、連接并不像完成通常連接結(jié)構(gòu)站間傳輸?shù)臋C(jī)構(gòu)那樣簡(jiǎn)單 ,有幾種形式 ,如齒輪、齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、搖臂機(jī)構(gòu) ,由于是往復(fù)運(yùn)動(dòng)形式 ,搖臂機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)移制造到調(diào)試比另一種更好 ,所以一般選用普通搖臂轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)。 6. 結(jié)論 最近幾年，汽車焊接夾具如何正確、合理的設(shè)置輔助定位支承，是一項(xiàng)極為復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題，雖然我們 已在這方面積累了一定經(jīng)驗(yàn)，但在該領(lǐng)域還有大量的知識(shí)有待去進(jìn)一步地學(xué)習(xí)和研究，以便為焊裝夾具設(shè)計(jì)領(lǐng)域的不斷發(fā)展創(chuàng)新，提供新的理論支持。隨著中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，需要越來(lái)越多的焊接夾具。夾具雖然原理很簡(jiǎn)單 ,但是真正的設(shè)計(jì)和制造出高質(zhì)量焊接夾具系統(tǒng)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工程。