【正文】 動(dòng)焊進(jìn)行焊接的情況，在手工操作小件焊接時(shí)，除有特殊質(zhì)量要求外，一般不采用這 類夾具。同時(shí)焊裝夾具在焊接過程中使零件的變形受到一定的限制，可以大大減少焊接變形，使焊接后零件的結(jié)構(gòu)尺寸容易達(dá)到圖紙要求。另外焊裝正副代表夾具上備有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)牢固夾緊，可減 輕工人的體力勞動(dòng)，提高裝配效率， 夾具可強(qiáng)行夾固焊件或預(yù)先給予反變形，能控制和消除焊接變形，提高焊接質(zhì)量，減少或取消焊后矯正變形或修補(bǔ)工藝缺陷的工序，使整個(gè)主品的生產(chǎn)周期縮短。 （三）增加了產(chǎn)品的均勻性，能得到具有互換性的產(chǎn)品 采用焊裝夾具后，由于保證了裝配精度，控制了焊接變形，使焊接質(zhì)量穩(wěn)定，所以可提高焊件的互換性能。在焊接時(shí)，裝配鉗工要始終扶持住工件，保證其位置在焊接過程中不發(fā)生變動(dòng)，這項(xiàng)工作也非常困難和疲勞。 三、焊裝夾具設(shè)計(jì)要求 （一） 焊裝夾具必須保證焊件焊接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。 （二） 焊裝夾具應(yīng)動(dòng) 作迅速，操作方便。特別是手動(dòng)夾具，其操作力不能過大，操作頻率不能過高，操作高度應(yīng)設(shè)計(jì)在工人最易用力的部位。 （三） 焊裝夾具的設(shè)置應(yīng)便于施工，有足夠的裝配．焊接空間，不能影響間接操作和焊工觀察，不妨礙焊件的裝卸。夾緊機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件應(yīng)能夠或轉(zhuǎn)位。夾緊時(shí)不破壞焊件的定位位置和幾何形狀，以及焊件的表面質(zhì)量。 （五） 為了保證使用安全，應(yīng)設(shè)置必要的安全互鎖保護(hù)裝置。 （七） 在同一個(gè)夾具上，定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式不宜過多，并且盡量只選用一種動(dòng)力源。 （九） 盡量選用已通用化．標(biāo)準(zhǔn)化的夾緊機(jī)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零部件來設(shè)計(jì)制造焊裝夾具。目前，汽車焊裝夾具還沒有統(tǒng)一的規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)化，均屬于非標(biāo)設(shè)計(jì)與制造的工藝裝備，是根據(jù)具體車型的結(jié)構(gòu)特、生產(chǎn)條件和實(shí)際需要來進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造的，但其功用要求以及基本結(jié)構(gòu)的組成上還是具有共性。尤其是當(dāng)零件尺寸較大時(shí)，剛性更差，這些零件在其自身重量 作用下都難以保證其準(zhǔn)確的形狀，單純采用六點(diǎn)定位原則定位，無法保證其位置和形狀，因而需要采用工件表面或型面進(jìn)行定煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 位的方式定位，即在焊點(diǎn)附近均需設(shè)置定位面，增加其剛性，其定位點(diǎn)的數(shù)量和位置會(huì)影響夾具的功能和焊件的質(zhì)量。 二、焊裝夾具定位面的形狀復(fù)雜，精度要求高，設(shè)計(jì)制造難度大 因?yàn)檐嚿頉_壓件大多為空間曲面，這就要求夾具定位元件的工作表面必須與車身上相應(yīng)的定位表面保持一致，這樣才能在焊裝進(jìn)程中保證車身的外形。在夾具中定位的表面往往是取車身各重要部位的斷面，因而焊裝夾具定位件的工作表面只有用仿形或數(shù)控設(shè)備加工，才能使其獲得準(zhǔn)確的形狀。因此焊裝夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)使工件裝卸方便，使工人操作方便，焊槍容易接近工作處，同時(shí)又要防止各相鄰?qiáng)A具之間發(fā)生干涉。車身焊裝夾具的定位尺寸是否正確，要以焊件脫離夾具后，即在無拘束條件下的檢驗(yàn)尺寸是否合格為依據(jù)。這就必須經(jīng)過檢驗(yàn)時(shí)接樣件，多次反復(fù)精調(diào)夾具，使定位尺寸達(dá)到穩(wěn)定。原則上優(yōu)先選擇平面，盡量避免選擇曲面，降低其制造難度和成本。 定位基面的加工精度為了使零件可靠定位，夾具中的主要定位件裝配基面必須經(jīng)過較精確的加工，并在一定時(shí)期內(nèi)保持其尺寸精度，嚴(yán)重磨損后應(yīng)及時(shí)更換或調(diào)修。件的設(shè)置僅僅提供了可靠定位的必須條件，而被定位的零件能否真正可靠的實(shí)現(xiàn)空間定位，往往要有夾緊元件的有力配合。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 第三節(jié) 焊裝夾具工藝方案設(shè)計(jì) 轎車車身是由上千個(gè)沖壓件、近 5000 個(gè)焊點(diǎn)焊裝成一個(gè)整體，每個(gè)零件之間的連接必須在三維空間中依靠焊裝夾具定位，零件與零 件連接形成一個(gè)整體車身。重要的外形部件，如保險(xiǎn)杠、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、后箱蓋、前后燈等的安裝平順性，都與車身沓裝形位精度有直接的關(guān)系。 定位基準(zhǔn)： 基準(zhǔn)是指某些點(diǎn)、線、面的組合，借以確定零部件中相關(guān)點(diǎn)、線、面的位置。合理選擇夾具的定位基準(zhǔn)，可以簡化焊裝工藝和夾具結(jié)構(gòu)，并且容易保證車身零 件的裝配焊接精度和質(zhì)量。 一、定位基準(zhǔn)的種類和功能 (一 )定位基準(zhǔn)面 定位基準(zhǔn)面有主基準(zhǔn)面和副基準(zhǔn)面兩種。主基準(zhǔn)面應(yīng)該盡量設(shè)定在保證零件形狀精度和剛怕的位置上，而且數(shù)量盡可能少，一般主基準(zhǔn)面為不 可調(diào)整的形式，用▲表示。 （二）定位基準(zhǔn)孔 定位基準(zhǔn)孔也有主基準(zhǔn)和副基準(zhǔn)兩種。副基準(zhǔn)孔的作用是防止被焊零件的回轉(zhuǎn)，它可以用圓柱銷或菱形銷定位，一般選擇零件上的長孔作為副基準(zhǔn)孔，用菱形銷約束零件的一個(gè)方向。主基準(zhǔn)端使被焊零件準(zhǔn)確定位，它確定一個(gè)方向的位置，不可調(diào)整，用 ▲ 表示。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 二、定位基準(zhǔn)的優(yōu)先順序 （一） 車身零件的制造工藝，定位基準(zhǔn)確定的先后順序?yàn)榭偝??分總成 ? 組件 ? 零件。同時(shí)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(zhǔn)首先確定。這是因?yàn)闆_壓零件的成形順序是先拉延后沖孔，先選基準(zhǔn)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(zhǔn)面可以使相鄰零件的貼合面累積誤差最小，也容易補(bǔ)償剛性不足的零件形狀，而且如果基準(zhǔn)孔的位置和孔間距不準(zhǔn)確會(huì)造成被焊零件的位置不穩(wěn)定。其選用方法為：夾具定位基準(zhǔn)面的厚度一般為 16mm，只有地板框架處夾具定位基準(zhǔn)面的厚度選用 19mm。 第四節(jié) 定位元件 在裝配焊接作業(yè)中，零按圖紙要求，在夾具中得到確定位置的過程稱為定位。車身焊裝夾具的定位元件主要由定位 銷、定位塊和導(dǎo)向塊三種結(jié)構(gòu)組成。 在汽車車身裝配焊接中，一般采用兩個(gè)定位銷限制零件的五個(gè)自由度，若零件是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由采用對(duì)稱的兩個(gè)孔定位。為定位方便，其中一個(gè)采用圓柱銷，另一個(gè)采用菱形銷。它的形狀和尺寸精度直接影響了車身的焊接質(zhì)量和裝配精度。 第五節(jié) 夾緊機(jī)構(gòu) 在焊接作業(yè)中，使零件一直保持確定位置的過程叫夾緊。夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)焊件起夾緊作用則夾具組成中最重要最核心的部分。 夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面，以保證零件定位穩(wěn)定，變形 較小。選擇夾緊力的作用點(diǎn)時(shí)，主要應(yīng)當(dāng)考慮工件夾緊時(shí)要穩(wěn)定、變形最小。 二、夾緊機(jī)構(gòu) （一）手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 手動(dòng)機(jī)構(gòu)是以人力為動(dòng)力源，通過手柄或腳踏板，靠人工操作用于焊裝作業(yè)的機(jī)構(gòu)。 由于車身焊裝夾具的夾緊點(diǎn)較多，為減少裝卸工件的輔助時(shí)間，應(yīng)采用高效快速或多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)的夾緊機(jī)構(gòu)，而且要求動(dòng)作靈活 ，操作方便，體積小，行程大，夾緊時(shí)不損傷車身零件的外表面。下面就著重介紹一下杠桿－鉸鏈?zhǔn)綂A緊器。 －鉸鏈夾緊器的結(jié)構(gòu)分析 搖桿機(jī)構(gòu)，雙曲柄機(jī)構(gòu)，雙搖桿機(jī)構(gòu)，或者基本型的演化型：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，桿 OBC 在一條直線上，也 就是鉸支點(diǎn) O,A,B 共線時(shí)，夾緊杠桿 OAD 將工件夾緊，此時(shí)機(jī)構(gòu)處于自鎖狀態(tài)，只有對(duì)手柄杠桿 OBC 施加外力產(chǎn)生力矩，才能破壞機(jī)構(gòu)自鎖，使夾緊機(jī)構(gòu) OAD 松開。直動(dòng)滑桿機(jī)構(gòu)。 （二）氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是以壓縮空氣為傳力介質(zhì)，推動(dòng)氣缸動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)夾緊作用的機(jī)構(gòu)。通過氣動(dòng)回路控制，操作者可在一個(gè)工作位置操作按鈕開關(guān)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)方位的氣缸動(dòng)作控制，而且夾緊、松動(dòng)速度極快，從而能大大縮短生產(chǎn)輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。這種結(jié)構(gòu)簡單，使用 方便，廣泛應(yīng)用于車身氣動(dòng)焊裝夾具中，其壓板結(jié)構(gòu)可根據(jù)工作形式具體設(shè)計(jì)。 氣動(dòng)系統(tǒng)的基本組成 氣動(dòng)夾具一般是由氣缸以空氣為動(dòng)力帶動(dòng)機(jī)構(gòu)夾緊或移動(dòng)。汽車焊裝線氣動(dòng)系統(tǒng)的組成如圖所示。 動(dòng)力元件是氣壓發(fā)生裝置，如各類氣壓縮機(jī)，作為氣壓傳動(dòng)與控制的動(dòng)力源，獲得壓縮空氣。 控制元件有壓力控制閥― 控制氣缸輸出力的大??；方向控制閥－控制氣缸的運(yùn)動(dòng)方向；流量控制閥－控制氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。 第五章 汽車車身焊裝夾具工位工裝設(shè)計(jì)步驟 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 第一節(jié) Project文檔 Directory的 預(yù)備 一、 創(chuàng)建 Project Directory 其目錄結(jié)構(gòu) 如圖 51 二、文件名命名規(guī)則 工件：工位代號(hào)＋ UNIT 號(hào)＋零件序號(hào) （與相應(yīng)圖紙圖號(hào)相比，少項(xiàng)目代號(hào)） 例： APL100000 —— APL10 工位的 GA APL100100 —— APL10 工位的 U01 APL100101 —— APL10 工位 U01 的零件 01 標(biāo)準(zhǔn)件：名稱與標(biāo)準(zhǔn)件號(hào)一致。 外購件：名稱與樣本訂購編號(hào)一致。（圖 57） 圖 57 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 三、按 MCP－ LAYOUT 作斷面 如圖 58 圖 58 四、建立該夾具單元 Sketch(草圖 ) 將 WCS 移動(dòng)到夾緊面附近， 以 Section 為基準(zhǔn)建立 SKETCH 草圖，并用EditTransform 進(jìn)行簡單打開分析。 在夾具單元附近生成車線。 Trim Locator ( Clamper ) 如圖 514 圖 514 MNT 進(jìn)行對(duì) Locator 和 Clamper 修改，例如進(jìn)行特征操作，進(jìn)行進(jìn)一步對(duì)細(xì)節(jié)建模； Wave linker，抽取斷面線到 Locator 和 Clamper； 主控 斷面 附近 的斷 面線 生成 直線 ，再 由直線 利用 Free Form FeatureRuled。 Wave linker，抽取支架安裝孔邊緣線到 Locator ，利用 Form FeatureExtruded Body，生成 Locator 上的安裝孔； 如圖 515 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 33 圖 515 第五節(jié) 定位銷單元設(shè)計(jì) 定位銷單元設(shè)計(jì)可分為三種情況： 固定定位銷 移動(dòng)定位銷 旋轉(zhuǎn)定位銷 除了固定定位銷，移動(dòng)定位銷和旋轉(zhuǎn)定位銷都可在夾具單元基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。 根據(jù)定位銷的空間位置，以夾具單元為工作部件產(chǎn)生相對(duì)基準(zhǔn)平面用來裝配定位銷。 如果是固定定位銷，根據(jù)銷支架設(shè)計(jì)或裝配安裝支架。 如圖 517 圖 517 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 如果該工位有對(duì)稱的夾具單元，產(chǎn)生對(duì)稱單元的，利用 Wave linker 中連接鏡像體功 能。該夾具的作用是將 AH64010005/06定位在 PNLAH64010013/14上進(jìn)行焊接。 在夾緊時(shí)要求用 16mm 的鋼板，夾具夾緊后不能影響焊槍焊接， CLAMP 與焊點(diǎn)之間應(yīng)該留出一定的距離，使焊接過程中不發(fā)生干涉，便于打點(diǎn)，該處兩個(gè)焊點(diǎn)所用的焊槍為 FF— 110— 2（ C25— 2520A），焊槍形狀尺寸如下圖 62所示： 圖 62 如圖，焊槍用于打點(diǎn)的焊槍頭為半徑為 8的半圓球，在設(shè)計(jì)圖紙中夾具邊緣到焊點(diǎn)邊緣的距離為 235219=16mm，為打焊點(diǎn)留出 8mm的余量，不會(huì)發(fā)生干涉。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 49 二、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 如圖 64 圖 64 （一）從總體上看： CLAMP 而沒有 LOCATOR，因而其夾緊力不能過大，如果夾緊力過大就會(huì)造成焊接件單方向受較大的力而變形，影響焊接質(zhì)量。 TLWL平面上定位夾緊，在 BL方向上夾具壓緊方向 CLAMP 應(yīng)該可調(diào)，CLAMP 應(yīng)該做成分離式的，以便于進(jìn)行調(diào)整。 （二）細(xì)節(jié)分析 ： ，在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量保持氣缸在豎直方向，因此 CLAMP大體形狀應(yīng)該為 T 形。 的型面形狀確定以后，根據(jù) PNL 位置確定 CLAMP 的打開量，在自動(dòng)取件時(shí)打開量要大于 20，人工取件時(shí)打開量要大于 30，該生產(chǎn)線為自動(dòng)取件，取打開量為 25。 在設(shè)計(jì)過程中可以預(yù)選氣缸缸徑，然后驗(yàn)算夾緊力，通過調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)或改變氣缸缸徑來滿足定位夾緊要求。 選用 ? 50的氣缸，取氣壓 p＝ 5 kgf/cm2， ?＝ 50％，取上邊的壓頭計(jì)算 A/B＝ 90/162 則 k g fF 90% 2 ?? ????? ? 40kgf 取下邊的壓頭計(jì)算 A/B=90/100 用同樣的道理可以算得夾緊力為 30kgf 如果 F40kgf 可以調(diào)整 A/B 的值或選用大缸徑 d的氣缸。氣缸在使用時(shí)一般不用滿行程，即選擇的行程應(yīng)大于實(shí)際所需的行程，在設(shè)計(jì)時(shí)將氣缸行程保留至少 5mm 的余量，以免活塞撞擊氣缸蓋，這樣也可以保證夾具的可靠夾緊，即使夾頭磨損嚴(yán)重，也不會(huì)出現(xiàn)夾緊器夾不緊的現(xiàn)象，使焊接件的生產(chǎn)質(zhì)量得到了保證。標(biāo)準(zhǔn)行程的范圍與氣缸的形式和缸徑大小有關(guān)，它不需要向廠家特殊訂貨。比標(biāo)準(zhǔn)行程長，限制橫向載荷后尚不需要在運(yùn)動(dòng)方向加導(dǎo)向裝置的行程稱為長行程。受桿端煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 51 橫向載荷或者活塞桿受軸向壓力載荷時(shí)，限制活塞桿的變形量在一定范圍內(nèi)，氣缸最大允許