【正文】 通過其產(chǎn)生的反作用力而使沖壓件表面與支撐塊緊密貼合。 （ 3） 夾緊力的大小 確定 夾緊力的大小應(yīng)以克服沖壓件的彈性變形保證定位可靠為宜。具體的 合適的夾緊力可以通過實(shí)驗(yàn)法獲得。夾緊力過大或過小都將影響組件焊后的尺寸精度。 （ 4） 夾緊部件結(jié)構(gòu)功能滿足使用要求 1） 夾緊部件 夾緊力的大小 應(yīng)能適當(dāng)調(diào)整 。 以便在 實(shí)際使用中獲得最佳的夾緊狀態(tài) 。 2） 手動(dòng)夾緊部件夾固焊件時(shí)應(yīng)能自鎖，以保證手離開時(shí)，工件與定位面貼合。松開時(shí) 活動(dòng)自如、力量均勻。 3） 夾緊部件應(yīng)動(dòng)作靈活可靠、操作安 全、方便、占用空間 小、 且有足夠的夾緊行程；最好采用標(biāo)準(zhǔn)件，以方便其采購(gòu)與維修。 4） 氣動(dòng)夾緊 一定 要預(yù)留有適當(dāng)?shù)膴A緊行程 量 。以便調(diào)節(jié)夾緊力的大小。 夾具體設(shè)計(jì)原則 1） 夾具體是夾具 的基礎(chǔ)部件也是 重要 的 測(cè)量基準(zhǔn)， 所以在夾具體工作臺(tái)面上應(yīng)加工有若干根縱橫相交的基準(zhǔn)線，且基準(zhǔn)線與基準(zhǔn)線之間要有形位公差的要求。 2）組成夾具體的各個(gè)零部件要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且加工工藝性好。 3） 夾具體要保證有很好的剛度和強(qiáng)度以及 穩(wěn)定性。因?yàn)樵趭A具體上除了要承受整個(gè)夾具自重、焊接組件的重量之外，還要支撐焊槍的焊接壓 力。所以?shī)A具體必 須要能在承受外力的情況下，不發(fā)生移動(dòng) 、轉(zhuǎn)動(dòng) 和變形。 4） 當(dāng)為固定夾具體時(shí)應(yīng)設(shè)置有吊運(yùn)或搬運(yùn)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)為移動(dòng)夾具體時(shí)，行走輪應(yīng)設(shè)置鎖止機(jī)構(gòu)。 5） 夾具體應(yīng)設(shè)置有調(diào)整機(jī)構(gòu)，以便于夾具安裝，使其工作在最佳狀態(tài)，從而滿足產(chǎn)品焊接的要求。 6）如果夾具體采用鑄造方式，其不得 有 砂眼、氣孔、裂紋以及削弱夾具體強(qiáng)度的其他缺陷 ，且 鑄件 上 表面應(yīng)光滑平整。 焊接夾具的設(shè)計(jì)方法 為了滿足 新產(chǎn)品快速投入市場(chǎng)的迫切需求， 縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期已成為重中之重，而 以往的只針對(duì)特定產(chǎn)品的夾具設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不再適用，需采用功能柔性化、產(chǎn)品系 列化、結(jié)構(gòu)模塊化的設(shè)計(jì)方法，以加快焊接夾具的制造周期、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。 焊接夾具的組合式設(shè)計(jì)方法 就是將一些以往焊接夾具中經(jīng)常用到的定位銷、定位塊 、 工作臺(tái)、補(bǔ)高臺(tái) 、支架、墊片等 零件，預(yù)先設(shè)計(jì)成 系列化、 標(biāo)準(zhǔn) 化 、通用化程度很高的功能部件。 這些功能部件具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、機(jī)械加工工藝性好、適應(yīng)性強(qiáng)、系列化程度高等特點(diǎn)。 當(dāng)需要 組成特上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 11 定的 功能部件時(shí)， 只需要選用若干通用部件 任意搭配組合即可。 這種組合式設(shè)計(jì)方法具有以下優(yōu)點(diǎn) ： 1） 由于采用 的 大部分 是 通用件， 大大地 提高了設(shè)計(jì)效率 和 整套夾具的制造 質(zhì)量 ， 縮短了 整個(gè)夾具 的 制造周期 ， 降低了項(xiàng)目 總 成本 。 2） 調(diào)整 方便 夾具體工作臺(tái) 上刻有 若干 縱橫相交的基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)孔 ， 通過此基準(zhǔn)可以方便測(cè)量定位塊的空間，以此來調(diào)整焊接組件 的空間位置。 焊接夾具的設(shè)計(jì)步驟 根據(jù) 焊接夾具 任務(wù)書的要求，經(jīng) 討論 、 審批后即可進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于未提供任務(wù)書的，以焊接總裝圖 為依據(jù)設(shè)計(jì)。由于裝焊夾具設(shè)計(jì)本質(zhì) 上也屬于 機(jī)械設(shè)計(jì) 的范疇，故 可以 采用 機(jī)械設(shè)計(jì)的 基本程序和方法進(jìn)行，即從準(zhǔn)備階段 方案設(shè)計(jì) 技術(shù)設(shè)計(jì) 試制實(shí)驗(yàn)階段 。 對(duì)于焊接夾具的整個(gè) 設(shè)計(jì)過程來講，方案設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的。因?yàn)?擬訂焊接夾具的結(jié)構(gòu)方案時(shí)， 除 了需要 滿足基本的定位、夾緊功能外，還需考慮裝配和焊接的工藝特點(diǎn)以及 焊工操作的舒適性等 。 當(dāng) 設(shè)計(jì)方案確定 后 ， 夾具的整個(gè)結(jié)構(gòu)就可以確定下來，接下來就可以對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行 詳細(xì)的 設(shè)計(jì)和選型了 。 以下是基本的程序和方法 ： 準(zhǔn)備階段 1） 焊接夾具 設(shè)計(jì)任務(wù)書； 2） 產(chǎn)品的總裝圖 和零件圖 ； 3） 焊接產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)，主要是 生產(chǎn)類型 和年產(chǎn)量 ； 4） 車間生產(chǎn)條件，如 現(xiàn)有焊接設(shè)備狀況、夾具的安裝空間、作業(yè)面積 、 車間水、電、氣的供應(yīng)情況 以及物流方式等。 5） 了解相應(yīng)安全法規(guī)，使夾具的功能滿足安全法規(guī)要求。 如果是氣動(dòng)夾具，則 需 在夾具中設(shè)置保護(hù) 功能 裝置 ， 防止 安全事故 的發(fā)生 。 6） 了解人體工程學(xué)，使 設(shè)計(jì)的夾具在操作時(shí)能符合人體工程的規(guī)律，以達(dá)到減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高其舒適性。 當(dāng) 收集了上述資料，經(jīng)過 詳細(xì)分析 研究后 ，可 獲得 對(duì)夾具 的基本要求，從而 更加 明確設(shè)計(jì)任務(wù)。在此基礎(chǔ)上可到 個(gè)人、 市場(chǎng)、 同類工廠、 網(wǎng)絡(luò)論壇 搜集 相應(yīng)的 技術(shù)資料。 這些 技術(shù)資料包括米思米工廠自動(dòng)化零件手冊(cè)、焊接 夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)、 現(xiàn)代 夾具設(shè)計(jì) 手冊(cè) 等。 方案設(shè)計(jì) 在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)是需要確定以下幾個(gè)方面： 1） 根據(jù)現(xiàn)有條件，是采用自動(dòng)化、半自動(dòng)化還是純手動(dòng)夾具 。 2） 是否將其設(shè)計(jì)為通用性?shī)A具 還是專用夾具 。 3） 整個(gè)夾具的基本組成和具體的安裝方式 ，主要零、部件的基本結(jié)構(gòu)形式 和聯(lián)接方法 ； 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 12 4） 為實(shí)現(xiàn) 夾具 所需功能， 借用或變換 相應(yīng)的機(jī)構(gòu)。 包括夾具基本的定位功能部件、夾緊功能部件、輔助功能部件 如使焊件實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、升降等 ，考慮其應(yīng)使用何種機(jī)構(gòu)和動(dòng)力源。 5） 初步確定 夾具的 主要 零部件的 基本參數(shù)和 相關(guān)的 技術(shù)性能，如定位元件的材料、夾具體的承載力、夾鉗的夾緊力大小及調(diào)節(jié)范圍 、 動(dòng)作頻率、夾具的總體 尺寸等。 提出幾種不同方案， 根據(jù)實(shí)際情況， 從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面 進(jìn)行比較 ，選擇最理想的方案。 技術(shù)設(shè)計(jì) 此階段主 要是繪制總裝配圖、部件裝配體以及非標(biāo)零件圖。 根據(jù)經(jīng)審定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行總裝配圖設(shè)計(jì)。繪制 裝焊工裝總圖與 一般機(jī)械 制圖略有差異 ，需要把被焊接 件的輪廓 用 黑色雙 點(diǎn)劃線畫出。 然后按 從定位元件、夾緊元件 、夾具體 等順序畫出各自的具體結(jié)構(gòu)。 由于一套夾具由許多零部件組成，而在總裝配圖中是以組裝好的狀態(tài)來表達(dá)視圖，這樣不利于各個(gè)零件的表達(dá)，故需增加 有總裝圖的三維爆炸圖，以便于辨別各個(gè)零件 的 形狀 特征 。 最后繪出夾具體和 相應(yīng)的聯(lián)接件 ，把 各個(gè)零部件組成為一個(gè)整體 。 在總裝配圖上要標(biāo)注總體 尺寸 、配合尺寸 、位置精度要求以及技術(shù)說明 。 技術(shù)說明主 要是關(guān)于安裝過程需要注意的安裝配合等問題、夾具潤(rùn)滑和保養(yǎng)要求、檢驗(yàn)要求、螺栓的緊固力矩等等。 試制實(shí)驗(yàn)階段 此階段主要是通過試制焊件，發(fā)現(xiàn)問題，加以改進(jìn)，以達(dá)到焊接產(chǎn)品的要求。 總體方案的設(shè)計(jì) 夾具體方式的選擇 根據(jù)前述夾具體的選擇方法以及常用的夾具體的方式有如下幾種 ， 如圖 31 至圖 36 所示。 圖 31 固定式夾具體 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 13 圖 32 移動(dòng)式夾具體 圖 33 擺動(dòng)式夾具體 圖 34 水平旋轉(zhuǎn)式夾具體 圖 35 垂直旋轉(zhuǎn)式夾具體 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 14 圖 36 組合式夾具體 考慮到該組件沒有 特殊焊接位置要求的分裝夾具和有自 動(dòng)輸送裝置的全自動(dòng)或半自動(dòng)生成線上的夾具 ，故 該組件采用常用的固定 式 夾具體，其三維圖如下圖 37 所示 。 圖 37 夾具體三維圖 定位方式 與定位元 件選擇 自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有 6 個(gè)自由度，要使工件在夾具 體 中 占據(jù)有正確的位置，則必須限制相應(yīng)的自由度。 在沖壓件焊接生產(chǎn)中，為克服薄板彈性變形，保證制件正確的定位支撐點(diǎn)，可以采用過定位。一般的定位元件選取規(guī)則如下： （ 1）、 以工件的平面為基準(zhǔn)定位時(shí)，常采用支撐塊、支撐板、支撐釘 、擋塊 定位。 （ 2）、 以工件圓孔內(nèi)圓柱面 為基準(zhǔn)定位時(shí)常采用定位銷。 （ 3）、 工件以圓柱外表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用 V 形快或圓弧塊定位 。 （ 4）、 以工件的型面為基準(zhǔn)定位時(shí)，可采用仿形塊定位。 通過分析該組件，由于底座 的下底面是沖壓的加工基準(zhǔn)， 而且 其左右側(cè)兩小孔位置與后續(xù) U型支架的兩孔位置 同心 ，基于基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，故底座可采用 2 個(gè)主 定位塊 1 以及 4 個(gè)短圓柱 銷定位?？紤]到底座為薄板類零件， 在 底座 左右折彎部位 布置六個(gè) 輔助 定位塊 2 如 圖 38 所示 ，兩個(gè)短定位塊分別限制了三個(gè)自由度，分別是繞 X 軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng) ，繞 Y 軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng) Y， 以及 Z 方上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 15 向的移動(dòng) Z。另外六個(gè) 輔助 定位 塊 2 也分別限制了三個(gè)自由度，很顯然屬于過定位，但在焊接中考慮到克服彈性變形，增加定位支撐點(diǎn)的個(gè)數(shù)，是可以采用的。 圖 38 底座定位 底座和 U 型支架采用同一定位銷定位如圖 39，右側(cè)兩個(gè)短圓柱定位銷限制了 3 個(gè)自由度，短圓柱銷 1 限制了 X 方向的移動(dòng) 、 Y 方向的移動(dòng) ，短圓柱銷 2 限制了 以及 繞 Z 軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng) ， 顯然屬于過定位，但是在這里是允許的。因?yàn)樵跊_壓工藝中底座和 U 型支架的兩孔以同一基準(zhǔn)一次沖出來的，故兩孔的中心距尺寸的 精度是比較高 的。 同理左側(cè)兩個(gè)短圓柱銷也限制了三個(gè)自由度。 圖 39 U 型支架定位 外殼以其凸緣及側(cè)面兩孔定位，如圖 310， 底座的 限位基準(zhǔn) 槽和 外殼的 限位基準(zhǔn)軸 如圖 311和 圖 312 所示 。 圖 310 外殼定位 圖 311 底座基準(zhǔn) 槽 限位 短圓柱銷 2 短圓柱銷 1 輔助定位塊 2 輔助定位塊 2 主定位塊 1 定位凸緣 定位孔 限位基準(zhǔn)槽 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 16 圖 312 水平推肘限位 外殼的定位凸緣限制了 X 方向的移動(dòng) 和 Z 方向的轉(zhuǎn)動(dòng) ， 水平 推肘的 限位 軸 限制了 Y、Z 方向的 移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) 、 Y、 Z、 ， 其中 重復(fù)限制。但為了提高工件定位基準(zhǔn)與定位元件之間的位置精度，在這里允許使用。 U 型支架采 用一面兩孔的定位方式如圖 313，定位元件共用底座定位的兩短圓柱定位銷。定位分析已在之前講述，故不再贅述。 圖 313 U 型支架定位方式 臺(tái)階銷以 自身 外圓柱面和臺(tái)階平面定位，如圖 314 臺(tái)階銷以外圓柱柱面限制了 2 個(gè)移動(dòng)方向的自由度，其臺(tái)階平面限制了三個(gè)方向的自由度，剩下一個(gè)繞自身轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。為不完全定位但符合焊接定位要求。 圖 314 臺(tái)階銷定位 阻尼器安裝支架的定位有兩種方案： 定位孔 定位面 臺(tái)階平面 外圓柱面 水平推肘 水平推肘 限位基準(zhǔn)軸 XV Y ZXV 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 17 方案一 可以用一面兩孔定位如圖 315，定位可靠，但焊接后整體組件無法取出，必須首先讓定位銷先退 出才可以，操作較為繁瑣 ，如果采用這種定位方式，則必須使用伸縮型活動(dòng) 定位銷。 圖 315 阻尼器安裝支架定位方案一 方案二 采用其折彎內(nèi)側(cè)面、方孔圓孔以及底面定位如圖 316,具體限位方式如圖 317 圖 316 阻尼器安裝支架定位方案二 圖 317 阻尼器安裝支架限位方式 阻尼器安裝支架 具體定位如圖 318 采用手動(dòng)鉸鏈機(jī)構(gòu)，外殼上部加以輔助彈性壓塊，定位爪的兩外側(cè)面與阻尼器安裝支架內(nèi)側(cè)面配合定位，用限位塊來限制定位爪 擺動(dòng) 的 最終定位位置，從而保證阻尼器安裝支架的底面與外殼底面貼合 。 圖 318 阻尼器安裝支架 具體定位 定位孔 定位基準(zhǔn)面 定位孔 定位爪 限位塊 定位基準(zhǔn)面 定位基準(zhǔn)面 菱形定位銷 銅襯套 定位爪銅襯套 工件 上海交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 叉車座椅焊接夾具設(shè)計(jì) 18 考慮到此阻 尼器支架在制造時(shí)折彎側(cè)邊有一定的回彈，影響了兩孔中心線 與 底座下底面的 平行度， 由于 后續(xù) 安裝 阻尼器 時(shí)，其 安裝 支架的 兩側(cè)邊相對(duì)于外殼側(cè)邊的平行度有比較高的要求 ，而 方案二通過直接以阻尼器安裝支架的兩內(nèi)側(cè)面定位，減少了定位誤差累積，故采用定位方案二方式。 其他輔助支撐 底座的折彎處 在和外殼 焊接時(shí)如圖 319，容易產(chǎn)生較大的變形，為了減少變形， 散發(fā)掉一部分電極孕育發(fā)生的熱量 ，在背側(cè)需墊上銅板 做支撐 如圖 320。 圖 319 底座與外殼焊接易變形處 圖 320 外殼背側(cè)銅墊板支撐 為了使外殼的凸緣能很好的和底座接觸，在背側(cè)增加彈性輔助支撐，該輔助