【文章內(nèi)容簡介】 是設(shè)計項目主管根據(jù)用戶提 供的技術(shù)任務(wù)書制訂的，它是設(shè)計者進(jìn)行具體夾具設(shè)計的指導(dǎo)性文件，是整個設(shè)計的總體方案。 設(shè)計任務(wù)書主要包括三方面的內(nèi)容 （ 1） 生產(chǎn)過程 圖 生產(chǎn)過程圖 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 15 工位的基本概念 表 22 工位布局： 圖 工位布局圖 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 16 夾具概念圖 圖 夾具概念圖 焊點圖： 圖 夾具概念圖 圖 焊點圖 從圖中可以看出共有 17 個焊點 （ 2）主要控制點布置圖（ MCP） 主要控制點是需要設(shè)置夾具定位的位置，它一般選在保證焊接質(zhì)量， 防止零件在焊接過程中變形的部位。在 MCP 中，規(guī)定了夾具的數(shù)量和位置、厚度以及夾具的結(jié)構(gòu)（定位，夾緊，定位夾緊，定位銷）如圖： 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 17 圖 MCP （ 3）主要控制斷面形狀（ MCS） MCS 是組合件在 MCP 位置上的斷面形狀和夾具構(gòu)造簡圖。在 MCS 中，規(guī)定了定位面的大致形狀，方式，夾緊打開方向，定位銷方式（固定，移動，旋轉(zhuǎn)）等。如圖 圖 MCS 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 18 設(shè)計任務(wù)書的制作必須要在全面了解零件的形狀，焊裝過程和要求的前提下進(jìn)行，它既要保證設(shè)計的設(shè)備可靠、滿足使用 要求，又要力爭設(shè)備的設(shè)計和制造簡單、方便 夾具單元設(shè)計思路 根據(jù)試樣書， RF012 工位共需設(shè)計 5 套夾具即可滿足要求，其中 U01 和 U03 這兩套夾具可對稱使用。 1U01 夾具設(shè)計 RF012 工位中的 U01 夾具定位加緊內(nèi)板，且內(nèi)板上這套夾具附近有一個直徑為 的空，這個孔需要用銷定位。這個銷要求兩向可調(diào)。任務(wù)書中規(guī)定定位要可調(diào)，所以定位快要做成可調(diào)式的，壓板做成不可調(diào)式的。 這套家具初步設(shè)計成由定位板、壓板、定位塊、加緊汽缸、銷、銷支架等組成的夾具。 2U02 夾具設(shè)計 根據(jù)設(shè) 計任務(wù)書 U021 和 U022 可設(shè)計成一套夾具。定位夾緊內(nèi)板和兩個小件。為了防止小件的變形錯位，且需要磁鐵吸合消減，并壓緊定位這個小件通過 P P6 進(jìn)行定位，且內(nèi)板附近各有一個直徑為 的孔，這兩個孔需要用銷定位。這兩個銷要求兩向可調(diào)，且銷要為移動銷。在銷退出后，將 PNL 去處，所以要用薄型氣缸將銷退出。此處定位塊無需壓板，且需做成分離式的 3U03 夾具設(shè)計 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書 U031 和 U032 可設(shè)計成一套夾具，因為車身為深翻邊件。根據(jù)工藝要求可將其設(shè)計成兩次旋轉(zhuǎn)的，兩次旋轉(zhuǎn)夾具主要用于壓板一次旋轉(zhuǎn)后 無法打開讓出被焊零件的的運動空間，或者定位板固定時，使焊接完后的零件取出干涉，需要旋轉(zhuǎn)避開干涉的情況，兩次旋轉(zhuǎn)夾具的第二次旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計仿照前面，但要盡量使結(jié)構(gòu)尺寸小巧、輕便，因為它是第一次旋轉(zhuǎn)的運動部件、不需考慮打開余量將結(jié)構(gòu)尺寸縮小，在保證強度剛度的前提下可以采用挖空的形式來減輕重量。由于第一次旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)和重量相對要大，要考慮旋轉(zhuǎn)中心的位置合理設(shè)計旋轉(zhuǎn)點，使旋轉(zhuǎn)過程平穩(wěn)。而且旋轉(zhuǎn)銷的直徑要適當(dāng)增大，并選用無油軸套和止推墊圈結(jié)構(gòu)，以增加剛度，減少摩擦。 二次旋轉(zhuǎn)夾具的運動順序是第一次旋轉(zhuǎn)到位后第二次旋轉(zhuǎn)夾緊 ，第二次旋轉(zhuǎn)打開后在第一次打開，即氣缸 1 活塞桿伸出后汽缸 2 活塞桿再伸出，汽缸 2 活塞桿縮回后，汽缸 1 活塞桿再縮回，它必須通過行程開關(guān)在氣路中實現(xiàn)互鎖，否則會發(fā)生干涉，破壞被焊零件。 為了保證第一次旋轉(zhuǎn)到位的精度，必須設(shè)置嵌入式限位塊結(jié)構(gòu)。 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 19 RF012 工位 U02 夾具單元設(shè)計過程 按設(shè)計任務(wù)書要求作出設(shè)置夾具部位的斷面形狀及相應(yīng)車線，將確定的夾具基座面的位置畫出，作為夾具的設(shè)計基準(zhǔn)。根據(jù)定位夾緊面的斷面形狀以及周邊零件、裝備的干涉情況，確定該夾具的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行具體設(shè)計。 現(xiàn)在主要介紹 U02 工位的設(shè)計方 法和過程 設(shè)計者在進(jìn)行焊裝夾具之前，首先要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求做出相應(yīng)的車身斷面圖作為夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)依據(jù)。 切取斷面線 根據(jù)斷面位置與車線關(guān)系，采用一維斷面。 在 UG 中截取斷面，我們用 ，首先設(shè)置工作部件，將斷面線 A 面為車線絕對值小的一面，用橙色雙點劃線表示； B面為車線絕對值大的一面，用綠色點線表示；把 A 面放在 81 層，然后再截 B面，改好顏色，放在 82層。打開輸入車身數(shù)據(jù)，已確定斷面位置，開始截取斷面可以將所有的斷面都截出來 連接板的設(shè)計 由于車身焊裝夾具設(shè)計采用過定位原則，應(yīng)盡量減小 接觸面積，以免因定位太多而造成定位不可靠。一般接觸面積寬度選為 1520mm 即可。因為連接板上要安裝夾緊氣缸所以在設(shè)計連接板時應(yīng)該根據(jù)氣缸選型的型號，來定氣缸安裝孔及鉸支孔的大體位置 . 首先將圖層設(shè)為 81 層 點擊曲線工具條中的 按鈕，出現(xiàn)截面曲線對話框，在 PNL中選擇 U02 工位區(qū)域單擊確定，在出現(xiàn)的界棉區(qū)線對話框中選擇平面按鈕進(jìn)入平面對話框，以 Y 軸為基準(zhǔn)軸根據(jù)工位位置第一根斷面線在 Y方向上移 2 如圖 所示： 由于夾具壓板的厚度為 16 故第二根斷面線應(yīng)在 Y 軸方向上移 18，依次可 作出 Y 方向上 3 2 4 61單擊完成。 一般規(guī)定： 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 20 A面為車線絕對值小的一面，用橙色雙點劃線表示； B面為車線絕對值大的一面，用綠色點線表示； 所切斷面線如圖 所示： 圖 斷面線 畫裝配草圖 在設(shè)計壓板時，首先應(yīng)根據(jù)壓板的打開狀態(tài)，氣缸的行程來確定旋轉(zhuǎn)點及氣缸安裝絞支點的位置，同時要考慮氣缸打開或關(guān)閉時連接部分是否干涉。 由于車身焊裝夾具設(shè)計采用過定位原則，應(yīng)盡量減小接觸面積，以免因定位太多而 造成定位不可靠。一般接觸面積寬度選為 1520mm 即可。因為連接板上要安裝夾緊氣缸所以在設(shè)計連接板時應(yīng)該根據(jù)氣缸選型的型號，來定氣缸安裝孔及鉸支孔的大體位置 . 首先將層設(shè)置成 21 層。工作部件為 RF0120100,點擊 進(jìn)入草圖界面，根據(jù)斷面線的形狀設(shè)計壓板的形狀。 在設(shè)計壓板時應(yīng)先確定 3 個圓的位置，因為要考慮當(dāng)氣缸打開將所焊接部件拿出時是否與所設(shè)計的夾具壓板干涉，一般將它們之間的打開余量設(shè)為 25毫米，并做打開分析，看是否干涉。操作步驟為：選擇編輯中的變換，選擇打開的壓板，選擇旋轉(zhuǎn)點并選擇旋轉(zhuǎn)的角度為 120 度，點擊復(fù)制即可，如圖 所示： 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 21 圖 草圖 打開狀態(tài) 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 22 為了避免給設(shè)計造成浪費，在作運動分析之前須先對草圖進(jìn)行打開狀態(tài)干涉分析。通過旋轉(zhuǎn)角度，來確定氣缸行程是否能夠保證氣缸處于打開狀態(tài)時，不會與 PNL 發(fā)生干涉。通過學(xué)習(xí)可知，行程 75mm 的氣缸在滿足各項要求的情況下所打開的最大角度為 度，行程為 100 的氣缸最大打開角度為 度，因此可以通過打開角度，使壓板臂草圖旋轉(zhuǎn)來檢驗其剛打開時是否會與 PNL發(fā)生干涉。 其 操作工程如下： EditTransform，點擊后彈出 類型對話框，選擇曲線類型（ typecurve）然后選中所要旋轉(zhuǎn)的曲線，彈出對話框，并依次進(jìn)行操作點擊 Rotate About a Point，再選擇旋轉(zhuǎn)點，即為中點 O，再鍵入旋轉(zhuǎn)角度 度，確認(rèn)后彈出對話框，點擊 COPY，確認(rèn)后完成旋轉(zhuǎn)。 拉深出壓板、連接板、定位塊、壓塊 回到 modeling 狀態(tài)下，分別進(jìn)行拉伸操作 壓板的設(shè)計 首先將 RF01201 設(shè)成工作部件 ,鏈接 整個草圖，將壓板的草圖拉伸出來回到第一層，點擊拉伸 按鈕因壓板的結(jié)構(gòu)不能同時作為一個整體拉伸，故先將選 擇意圖工具條設(shè)置為 拉伸壓板的上半部分，厚度為 48 圖 壓板的拉伸 剩余部分要分兩次拉伸，在 Y軸的反方向上拉伸厚度為 8 毫米的實體完 成 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 23 圖 壓板耳朵的拉伸 選擇特征操作工具條中的倒角 按鈕，在出現(xiàn)的對話框中選擇雙倒置，選中所要倒的角的底線，根據(jù)壓板的結(jié)構(gòu)輸入所倒角的第一偏置與第二偏置，即可完成壓板的總 體設(shè) 計 圖 圖 壓板的總體設(shè)計 連接板實體的設(shè)計 1 首先將工作部件設(shè)為 RF01202 設(shè)計連接板時應(yīng)根據(jù)壓板的設(shè)計及氣缸的行程，根據(jù)設(shè)計要求選擇行程為 100 的氣缸，其尺寸按照 97+行程來計算。在設(shè)計時把首先打開的氣缸即上面的氣缸設(shè)計成與地面 成煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 24 30度放置。同時應(yīng)遵循所設(shè)計夾具的工位特點、受力情況及材料的節(jié)省等方面來考慮設(shè)計。 步驟如前因連接板為獨立的整體可直接進(jìn)行拉伸，拉伸厚度為 16 毫米，為節(jié)省材料在滿足受力要求的前提下進(jìn)行倒角及切除多余部分 圖 連接板 2確定連接板上安裝支架的孔的位置 LOCATOR 中與支架連接的六個孔的確定如圖所示。 設(shè)計前已經(jīng)確定了 BASE 的高度。將 BASE 的高度用一條基準(zhǔn)面表示，確定支架高度，六個孔與基準(zhǔn)面的關(guān)系以及六孔之間的關(guān)系如上圖右圖所示。 LOCATOR 中氣缸下懸掛點與旋轉(zhuǎn)點之間的水平距離為 35，與氣缸上止點的豎直距離為 [97+（行程 5） ST]。 根據(jù)確定的 BASE 高度，作一基準(zhǔn)面 Z=700 如圖所示 圖 連接板上支架的孔位置的確定 從而確定支架的孔的位置。 3安裝薄型氣缸的孔的位置 根據(jù)銷的位置確定，先建一個基準(zhǔn)面，然后再偏置如圖所示 Z=700 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 25 圖 薄型氣缸孔的位置的確定 設(shè)計完后的連接板為 圖 連接板完成圖 3）定位塊的設(shè)計 步驟如前如圖所示 圖 定位塊的切削 倒 角 一 般 為10cm，避免產(chǎn)生應(yīng)力 切去形面便于加工 偏置后的基準(zhǔn)面 銷的基準(zhǔn)面 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 26 定位塊采用兩銷一孔定位 圖 定位塊的完成圖 4）壓塊的設(shè)計 首先鏈接 兩個小件， 根據(jù)兩個小件的位置設(shè)計，如圖所示 圖 壓塊 銷支架的設(shè)計 設(shè)計銷支架時，首先需要把銷裝配在合適的位置，根據(jù)銷的位置設(shè)計銷支架 如圖所示 小件 煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 27 圖 銷支架 連接銷支架的設(shè)計 在裝配中進(jìn)行連接支架的設(shè)計。這樣可以隨時調(diào)整其形狀，使銷支架通過其他零件能更好的連接在 LOCATOR 上。在裝配中調(diào)整各孔的位置，使各連接孔為整數(shù)。連接支架也要做的比較結(jié)實。 根據(jù)銷的安