1、 - 1 - 汽车 焊接 夹具的设计 1 摘要 依据车体焊装线夹具设 计理论，对 各 工位焊接夹具及其焊装总线进行规划、设计，之后进行 夹具建模、装配，插入焊钳确定其数量、型号及判断其可达性，最终设计出符合 要求的焊接夹具 。 关键词： 焊接部件 ； 基础 ； 夹紧 ； 位置 1. 介绍 装配和焊接夹具在汽车车身装配和焊接生产线与生产制造优质的汽车设备息息相关。 焊装夹具，是焊接工艺的重要组成部分。 装配和焊接夹具除了 是 完成这个过程中零部件装配 的途径和 定位 ,同时在生产线上 也作为一个测试和校准程序 ，完成检测 焊接配件和 焊接质量的任务 。因此 焊装夹具的设计和制造，直 接影响 焊接
2、过程中汽车的生产能力和产品质量。 汽车焊装夹具是保证其制造质量、缩短其制造周期的重要手段。因此，正确理解焊装夹具设计要点，改善和提高焊装夹具的设计手段和设计水平，并提高夹具的调整和验证水平等三方面都是必不可少的，也是汽车制造公司在激烈的竞争中得以生存所必须解决的问题。 汽车的风格不同 ,焊接夹具的形状 ,因而有着很大的不同 ,但在设计、制造和调整都是共同的 ,可以借鉴采用。 2. 焊接夹具的结构设计 焊接 夹具 的 结构设计 ,确保该夹具有良好的操作 方便性、装夹定位的可靠性。 焊装 夹具 的 制造商也很容易集成的调整 ,以保证结构 各部分的表面应该允许足够的空间用于调整 ， 以确保立体可调。
3、 当然，在确保焊接夹具质量 准确性的前提下 ,焊接夹具的结构应尽可能简单。夹具设计通常是 夹具上全部元件的位置都是直接根据设计基准确定的，最终保证制造出合格的焊接工装结 构。根据作业高度可初步决定夹具底板的高度，即夹具固定位置的高度 。 焊接夹具设计首先要考虑夹紧方式，一般有手动和气动两种，手动夹紧一般适合于小件、外协件、小批量工件焊装，对于大型车体部件、规划于生产线内、自 - 2 - 动化程度要求高的焊接夹具宜选用气动夹紧， 汽车生产的一般采用 气动夹紧 ,然后手工大批量夹紧可作为辅 助夹紧 。这样可以相应的降低成本。部分手动夹紧产品 已 拥有 标准的型号和数量 ， 需要时可以 到市场购买即
4、可 。对于某些装置 ,规定 采用 气动夹紧 ，但如果直接使用气动夹紧， 可能损坏的工件 ,所以 ,可以由人工先按地方 ,来提供一种气动夹紧力夹紧 工件 ,这是手动 -气动 。 该夹具夹紧系统是安装在一个大平台 ,所有固定在此保证焊接位置的焊接条件应符合设计尺寸的工件坐标系定位夹具 ,这牵涉到的基准。 3. 装配和焊接夹具的基准和他们所选择的 支撑面 3.1 设计基准的确定 每个夹具 必须 具有固定坐标系统 ,在这个坐标系统 , 它的支撑基础坐标尺寸应该支持工件以及坐标对 应于同样的大小 。 所以在整个的焊装 夹具系统 中 ,为了确保 自动焊件系统 的三维空间坐标一致 , 所有的 焊装 夹具 在
5、 该系统 中 必须有一个共同的基准 。 该基准是夹具安装平台 ,这是 X,Y坐标、每一个具体部件都 固定在平台 相应 位置 ,要具有 相应的高度 ,所以 ,应协调 Z 坐标 ， 由此 建立了三维 XYZ 坐标 系统。为了方便 夹具 的 安装及测量、安装平台必须有坐标的参考 ,通常有三种类型。 结构如下 ： 3.1.1 基准孔的 方法 安装平台设计 时有 四个 基准孔 ,其中 每 一个 孔 圆心坐标 的 两个 方向、四 个 孔 的 坐标 构成两 条 相互垂直的线。这 就是 ,XY 平面坐标系统上集合。这个基准的建立 相对 简单 ,易加工 ,但同时使用的测量与 基准精确 。 任何形状都是由空间点组
6、成的，所有的几何量测量都可以归结为空间点的测量，因此精确进行空间点坐标的采集，是评定任何几何形状的基础。 参考一侧靠近两个基准形成 的 一个协调的方向。 3.1.2 v型 检测法 这种方法是在这一过程中安装平台分为每两个 90 度范围的 ,这 两条轴线的线组成 一平面垂直安装的平台 ,这样 平面 垂直于平台 ,这两个 轴线 沟槽的表面形式 XY 平面坐标系统。 3.1.3 参考试块法 参考使用侧块垂直于三维 XYZ 坐标系统 ,通常是一个检具 的 底座与 3 到 4 块可直接安装在 平台 上 ， 也可以添加一个轴承固定夹具平台 ,但需要参考块的最后一 个平面 来控制高度 ， 必须 保证方向一致
7、 。制造 时， 调整块在前面的两种方法是较为困难的 ,但这种测量 - 3 - 极为 方便 ,尤其是使用 CMM 测量。 该 方法 要求 用的基准块 平 面加工 安装平台 相对较低 ,所以 大一点的尺寸的安装平台应该使用这种方法。 3.2 轴承表面的选择 轴承表面 选择 时 ， 使用焊接试件的固定表面 上的切平面 和安装平台 的 角度不大于 15度。 检测 表面 应 尽可能的和焊接管件的相同、 尽可能 为了方便 平面 处理和调整。 轴承表面 结构设计 上 应可以很容易地处理模块 ,而这一数字为产品的可用于轴承数控表面 加工上 。当然设计 车身坐标点不一定 就是适合轴承表面 ,特别是数控夹具 ,这
8、就需要 以 支持夹具堵住存取点 S 为基础 ,建立了数字表面 ,这个表面应该是 和被支承面 一致的 。 所以 此时 是制造基地点 S 数控加工、精密加工及装配调试 比较容易 容易。 4. 定位工件 一般位置的工件表面特征 是相对于 孔或明显的定位参考表面 确定的 。常用 是 定位销组件。 分为 夹紧 定位和固定定位 两部分 。考虑焊接位置和所有焊接设备，既不能影响最终焊接件的取出，也可以让焊钳或者焊枪到达焊接位置。对于确实有影响的定位销等要考虑采用可以活动的定位销。 为了方便工件进 出 ,可选用伸缩 定位销 ，具体的结构可查找手册。 焊装夹具 的设置应便于施工，有足够的装配、焊接空间，不能影响
9、焊接操作和焊工观察，不妨碍焊件的装卸。所有的定位元件和夹紧机构应与焊点保持适当距离，或布置在焊件的下方或面。夹紧机构的执行元件应能够伸缩或转位。 根据 形成原理 ,将工件 放进夹紧 、 定位。之后打开夹具将工件 取出 。确保夹具的打开和关闭没有干涉。 为减少装卸工件的辅助时间，夹紧装置应采用高效快速装置和多点联动机构。对于薄板冲压件，夹紧力作用点应作用在支承面上，只有对刚性很好的工件才允许作用在几个支承点所组成的平面内，以免夹紧力使工件弯曲或脱离定位基准。另外设计时要防止在夹 紧机构由夹紧到打开时夹住手。 5. 焊接件的工位 调动 大多数汽车焊接配件 的焊装过着在几个工艺完成。因此它需要 传动装置 ,通常 工件在传输之前应 避开 焊接夹具的 干扰 ,第一步将工件 升起 ,这需要使用电梯、起重机构 ， 齿轮齿条 ,等等 ,此时的 齿条和齿轮结构 ，它们的结构 加工、连接并不像 完成 通常连接结构 站间传输的机构那样简单 ,有几种形式 ,如齿轮、齿条传动机构、传动机构、摇臂 机构 ,由于是往复运动形式 ,摇臂机构的 转移制造到调试比另一种更好 ,所以 一般选用 普通摇臂转移机构。
