【正文】 保證其位置在焊接過程中不發(fā)生變動，這項工作也非常困難和疲勞。焊裝夾具的使用降低了對工人的技術要求，也減少了工人的勞動強度。(1) 焊裝夾具必須保證焊件焊后能獲得正確的幾何形狀和尺寸，尤其是保證車身上門窗等孔洞的尺寸和形狀。在裝配時，夾具必須使被裝配的元件獲得正確的位置和可靠和夾緊，并且在焊接時能阻止焊件產生變形。(2) 焊裝夾具應動作迅速，操作方便。操作位置要處于工人容易接近．最宜操作的部位。特別是手動夾具，其操作力不能過大，操作頻率不能過高，操作高度應設計在工人最易用力的部位。當夾具處于夾緊狀態(tài)時，應能自鎖。(3) 焊裝夾具的設置應便于施工，有足夠的裝配．焊接空間，不能影響間接操作和焊工觀察，不妨礙焊件的裝卸。所有的定位元件和夾緊機構應與焊點保持適當距離，或布置在焊件的下方或側面。夾緊機構的執(zhí)行元件應能夠或轉位。(4) 夾緊可靠，剛性適當。夾緊時不破壞焊件的定位位置和幾何形狀，以及焊件的表面質量。夾緊力適當，使夾緊后既不使焊件松動滑移，又不使焊件的拘束過大而產生較大的應力。(5) 為了保證使用安全，應設置必要的安全互鎖保護裝置。(6) 用于大型零件焊接的夾具，要有足夠的強度和剛度，特別是夾具的剛度，對結構的形狀精度．尺寸精度影響較大。(7) 在同一個夾具上，定位元件和夾緊機構的結構形式不宜過多，并且盡量只選用一種動力源。(8) 焊裝夾具本身應具有較好的制造工藝性和較高的機械效率，盡量使制作時投資少成本低。 (9) 盡量選用已通用化．標準化的夾緊機構及標準零部件來設計制造焊裝夾具。上述這些原則是設計車身焊裝夾具時所必須考慮的，但具體到焊裝夾具的結構上卻是差異甚大，有的焊裝夾具只有一個簡單的框架，有的則相當復雜。一般來說，應根據生產批量的大小和產品結構的特點并結合本廠的生產條件來選擇焊裝夾具的類型，設計夾具。第2章 HF8車型焊裝夾具設計 UG軟件簡介本夾具設計主要采用了UG軟件來完成，下面簡單介紹一下此軟件的特點及優(yōu)點： UG軟件的功能特點 UG具有三維實體建模、裝配建模,生成直觀可視的數字虛擬產品,并對其進行運動分析、干涉檢查、仿真運動及載荷分析，可視化程度很高其功能特點如下：1）用造型來設計零部件,實現了設計思想的直觀描述。2）充分的設計柔性,使概念設計成為可能。3）提供了輔助設計與輔助分析的完整解決方案。4)圖形和數據的絕對一致及工程數據的自動更新. 使用UG的優(yōu)點1）通過優(yōu)化設計，節(jié)省了材料和加工時間，降低了成本；2）通過直觀的模型裝配，可以更確切的判斷夾具結構和干涉部位；3）通過幾何連接器并及時更新，可以保證修后的裝配圖與零件圖的一致。而且相關尺寸會自動作相應的修改；4）選擇UG三維設計是未來的發(fā)展趨勢，只有捷足先登才具有市場優(yōu)勢。按照自上而下的設計方法，分別建立各相關文件。項目名/工位名/GA ——存放本工位夾具總圖及其氣路圖項目名/工位名/UNIT ——存放本工位夾具單元及其零件項目名/工位名/PNL ——存放本工位設計用PNL項目名/工位名/GUNCHECK ——存放本工位焊點、焊槍、焊槍打點示意圖項目名/工位名/STD ——存放本工位設計用標準件、外購件、國標件項目名/工位名/MOTION ——存放本工位各套夾具的運動分析項目名/工位名/FILE ——存放本工位各種清單表格及其設計試樣書，設計參考文件文件命名規(guī)則加工件工位代號－UNIT號－零件序號RF012－00－00 ——RF012工位的GARF012－02－00 ——RF012工位的U02RF012－02－01 ——RF012工位U02的零件01標準件名稱與標準件號一致。例：WT0804350。外購件名稱與樣本訂購編號一致。氣缸后面加“_ 實際應用行程”CK1A5075_70。國標件國標號型號例：GB93878 代表彈簧墊圈8。在此特別提出UG對于圖層的操作，要求較高，通過圖層操作，可以實現方便快捷的各項操作，利于實現圖形及其特征的快捷操作。本設計中UG的圖層設定如下：優(yōu)選層可用圖層內容優(yōu)選圖層可用圖層內容1110實體模型616170BASETAP車線111120夾具打開狀態(tài)717180GA車線212140草圖81A，82B8190車身斷面414150參考點線面9191100PNL實體515160夾具及附屬裝置車線101101120DRAFTING 表21 分析設計任務書確定定位加緊方案夾具的定位加緊一般采用六點定位原則，本設計同樣采用該定位方式。所謂六點定位是指要使工件在夾具中的位置完全確定，其充分必要條件是將工件靠置在按一定要求布置的6個支撐面上，使工件的六個自由度全部被限制，其中每一個支撐點相應的限定一個自由度。這就是六點定位準則，又稱“六點定律”。在進行裝配焊接作業(yè)時，首選應使焊件在夾具中得到確定的位置，并在裝配、焊接過程中一直保持將其保持在原來的位置上。我們把焊件按圖紙要求得到確定的位置的過程稱為定位；把焊件在裝配焊接作業(yè)中一直保持在確定位置上的過程稱為夾緊。設計夾具過程中通常采用過定位方式即六點定位，進行定位，將工件的六個自由度全部限定。 為了使焊件在夾具中得到要求的確定位置，首先應研究物體在空間的位置是怎樣確定的。假設一個物體在空間不與任何其它物體發(fā)生聯系，將其放在空間坐標系內，以此坐標作為參考系來觀察其位置和方位的變動。由剛體力學可知，在空間處于自由狀態(tài)的剛體，具有六種活動的可能性，即六個自由度（DOFS），分別為沿X，Y，Z三個坐標軸的移動和分別繞X，Y，Z三個坐標軸的轉動。物體在空間的任何狀態(tài)都可由這六種變化的合成來得到，家具定位的目的就是約束6個自由度的部分或全部，這樣物體的位置和方位就能夠唯一確定了。所以自由度是決定物體空間位置的獨立參數。定位基準的優(yōu)先原則(1) 車身零件的制造工藝，定位基準確定的先后順序為總成→分總成→組件→零件。因為如果裝配件的定位基準不確定，則不可能正確評價和確定零部件的精度，也無法決定零部件的準確修正方向。同時為了使車揣零件在制造過程中的變化要素最小，需要把含有更多變化要素的裝配件上的定位基準首先確定。(2) 為了確定車身零部件的位置，需要基準孔、基準面和基準端的組合，但是在同一方向上約束時，采用基準面、孔、端的順序不同，考慮車身零件的形狀，定位基準選擇的先后順序為基準面→基準孔→基準端。這是因為沖壓零件的成形順序是先拉延后沖孔，先選基準面再選基孔定位與零件的成形順序保持一致；優(yōu)先選用基準面可以使相鄰零件的貼合面累積誤差最小，也容易補償剛性不足的零件形狀，而且如果基準孔的位置和孔間距不準確會造成被焊零件的位置不穩(wěn)定。定位基準位置的選定方法夾具定位基準的選定必須以沖壓件零件圖、裝配焊接后的零件圖、車身焊裝工藝流程和工藝方案、車身裝配公差要求以及基本車型 的有關資， 料為依據。其選用方法為：(1) 夾具定位基準面的厚度一般為16或19mm，只有地板框架處夾具定位基準面的厚度選 用19mm。為了便于夾具設計與檢測，定位基準面盡量選 在與車線平行的位置，且與車線之間的距離為整數；若定位基準的位置與車線傾斜，則從車線處標注尺寸和角度。(2) 定位基準面要盡量可能選在斷面形狀一致的位置，盡量避免斷面發(fā)生變化的位置。(3) 定位基準孔要盡可能與定為基準不重合。這是因為近準孔與基準面的定位方向不同，當零件定為基準面發(fā)生變化時，定位基準孔的位置也發(fā)生變化。(4) 分析整條生產線上各工位零件的構成以及各構成零件的位置，使定位基準的位置盡量選在能夠貫穿整條生產線的位置上，即生產線上各工位的定位基準盡量保持一致，以減小工位間的定位偏差。(5) 定為基準盡量選在被焊零件有貼合要求或功能要求的位置，如有裝配關系要求的面或孔，有位置要求的端部或孔等。(6) 定為基準盡量選在容易上件取料的位置，容易實現焊裝自動化的位置，以及設裝配累計誤差最小化的位置。(7) 對于相同的零件的定位，其定位基準位置盡量要統(tǒng)一。(8) 定位基準要選在可以減小焊接變形的位置上。當焊面的長度足夠時，可以將定位基準面直接選在焊接面上。(9) 各被焊零件要盡可能單獨定位，不能只依靠相鄰零件型面的貼合來定位。式樣書中本工位各套夾具分布如圖所示 ，可知，夾具單元U0U02U02U03U03五個夾具單元起對AG51013064起支撐定位作用，也就是形成一個平面將車板支撐，通過U0U02各一個銷子實現對AG51013067于AG51013064精確定位，U02的兩個銷子實現AG51013066于AG51013064的精確定位，即一面兩銷的定位方式。所謂一面就是U0U02U02U03UO3五個夾具單元所形成的平面，該平面限定了車板的三個自由度，車板上的兩個銷子，限定了車板的另外三個自由度，這樣就實現了六點定位，將車班的六個自由度全部限定，實現對車板的過定位控制。按照上述基準確定原則選擇U02左側面為夾具單元的定位基準，分析車體的PNL，按照事項書中給定的位置確定夾具所處的位置，U02所在位置在X2900，Y0，Z400附近。可確定車身斷面A所處位置為Y=2平面，根據設計要求，夾具板厚度為16mm，故可確定車身斷面B位于Y=18平面。本設計中無論是PNL，還是夾具中的定位塊的定位都是采用六點定位原理，進行完全定位。例如定位塊與支撐板之間采用的是直角定位，有直角限定定位塊的5個自由度，再由檔片限定其第6個自由度。 夾具的夾緊方案的確定氣動夾具具有加緊動作迅速、夾緊力穩(wěn)定、操作方便、安全無污染、清潔干凈等鮮明特點，因此本設計中采用的是氣動加緊。此類夾具用壓縮空氣作為動力源，通過管道、氣閥、氣缸等元件，產生加緊工件的夾緊力。氣動夾緊機構是以壓縮空氣為傳力介質，推動氣缸動作以實現夾緊作用的機構。由于氣動夾緊機構的夾緊速度快，夾緊力比較穩(wěn)定，操作簡單，不污染環(huán)境，并可實現程序控制，容易實現機械化和自動化，在批量和大批量汽車焊裝生產線上廣為應用。通過氣動回路控制，操作者可在一個工作位置操作按鈕開關，實現各個方位的氣缸動作控制，而且夾緊、松動速度極快，從而能大大縮短生產輔助時間，提高勞動生產效率。在進行焊裝夾具設計計算時，首先要確定裝配焊接時所需夾緊力，然后根據夾緊力的大小和方向、被焊接零件的結構、夾緊點的布置，安裝空間的大小等來選擇夾緊機構的類型和數量。夾緊力的作用方向應垂直于主要定位基準面，以保證零件定位穩(wěn)定，變形較小。當夾緊力的方向與重力方向一致時，可使夾緊力最小。選擇夾緊力的作用點時，主要應當考慮工件夾緊時要穩(wěn)定、變形最小。所以夾緊力的作用點應落在定位件上，應盡量選在零件剛性最好的部位上，以減少夾緊變形。夾緊氣缸的選取在車身焊裝夾具中常選用帶Y型雙肘接頭的夾緊氣缸作為動力源。其接頭銷軸C與壓板相連，通過氣缸活塞桿帶動壓板運動，安裝銷軸D固定，使氣缸繞D點轉動。夾緊氣缸的缸徑主要有ff50、f63三種系列可根據夾緊力大小不同來選用，缸徑越大，氣缸輸出作用力越大，則夾緊力也越大。氣缸形成有7100、12150等系列，氣缸行程影響壓板的打開角度q，當行程越大，q也越大。選擇氣缸行程時，盡量選用標準行程，且大于使用行程5～10mm，這樣可保證夾具的可靠夾緊，補償壓板夾緊面的磨損量。也就是說如果選擇的氣缸行程為75mm，則其實際行程為70mm，應為要留出5mm的補償量