夾具過渡墊板柔性化的研究及應用

摘要: 對夾具的過渡墊板進行柔性化設計，從中挖掘出一種簡單的結構型式，在低成本下，達到顯著的柔性化預期，并在車身試制項目中成功應用。

關鍵詞: 過渡墊板；柔性化；項目應用

中圖分類號：U466 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2550（2012）01-0063-04

The Research and Application of the Flexibility of the Fixture Shim Plate

LUO Yi-qiang ，ZHU Li-ping

（Dongfeng Motor Corporation Technical Center，Wuhan 430058，China）

Abstract: In order to find out a simple and convenient struction，the flexible design of the transitional shim plate is carried out.At low cost，the design achieves the flexible expectation result and it successfully applies to the bodywork in the trial manufacture project.

Key words: transitional shim plate；flexibility；project application

夾具支座與夾具底板的連接，經常采用過渡墊板的型式。在夾具設計中，由于安裝位置的不同，過渡墊板一般設計為專用件，一次性地應用于項目中，增加了夾具的制造成本。本文通過分析墊板的一般安裝型式，從中找出共性及規律，研究設計出一種過渡墊板，利用簡單的結構型式 ，使部分過渡墊板實現了柔性化。

1 過渡墊板的安裝型式

在柔性夾具的底板（BASE板）表面，均勻分布著定位安裝孔，孔距通常為100 mm或50 mm等，我們采用的孔距為100 mm。過渡墊板安裝時，對角安裝2個定位銷和2個螺栓。根據零件定位夾緊要求的不同，過渡墊板的安裝型式有以下幾種。

1.1 單支座縱向安裝

過渡墊板上安裝一件夾具支座，安裝孔的連線與過渡墊板的四邊平行，過渡墊板在夾具底板上呈縱向安裝，如圖1、圖2 所示。該過渡墊板的定位孔距通常為200×100 mm，在墊板上加工一組定位孔（2銷孔，4螺孔）。完成裝配后所構成的夾具單元可以用于零件的銷定位或無角度偏轉的零件夾緊。這種過渡墊板結構簡單，應用廣泛，在夾具總成中使用率高。

1.2 單支座橫向安裝

同單支座縱向安裝的情況近似，只是該過渡墊板在夾具底板上呈橫向安裝，如圖1 、圖3所示。同樣，這種過渡墊板結構簡單，應用廣泛，在夾具總成中使用率高。

1.3 偏轉角度安裝

過渡墊板上安裝一件夾具支座，安裝孔的連線與過渡墊板的四邊不平行，如圖4 所示。該過渡墊板的定位孔距通常為200×200 mm，在墊板上加工一組定位孔。完成裝配后所構成的夾具單元，可以用于零件的銷定位或有角度偏轉的零件夾緊。這種過渡墊板結構較簡單，應用較廣泛。

1.4 多支座安裝

過渡墊板上安裝2件或2件以上的夾具支座，如圖5 所示。該過渡墊板形狀復雜、尺寸大，在墊板上加工多組定位孔。完成裝配后構成多個夾具單元，可對零件進行多部位的定位和夾緊。主要設置在零件局部要求密集定位、夾緊的區域。

2 過渡墊板柔性化的可行性

2.1 多支座過渡墊板

由于該過渡墊板形狀復雜、尺寸大，在墊板上加工多組定位孔，而且支座的安裝位置各不相同，偏轉角度也不一致，造成每一件過渡墊板的形狀和尺寸都不一致，無法進行柔性化設計。這一類的過渡墊板通常加工成專用件，一次性使用。

2.2 帶偏轉過渡墊板

在過渡墊板上安裝的夾具支座，有不同的角度偏轉，這給該過渡墊板的柔性化設計造成了一定的難度。目前國內外均有該項研究，其柔性化設計各有特點。試制部門近期設計的一種通用墊板（如圖6、圖7所示）是該項工作研究較為成功的案例。過渡墊板的四角加工有安裝滑槽，滑槽的行程為32 mm；墊板的中部設有旋轉部件。通過滑槽的調整定位，可以確定墊板的安裝位置，通過改變旋轉部件的偏轉角度，可以滿足零件不同角度的定位和夾緊，從而使過渡墊板實現柔性化。

該項技術已申請國家發明專利，計劃在近期項目中做應用的嘗試。但由于該墊板結構較為復雜，加工精度要求高、成本高。使該項技術的普及應用造成困難。

2.3 單支座縱向、橫向過渡墊板

如前段所述，這二種過渡墊板結構簡單、應用廣泛，在夾具總成中使用率高。由于支座在墊板上的安裝位置不同，在墊板上加工的一組定位孔（2銷孔，4螺孔）位置不一致。解決定位孔位置不一致的問題就是該過渡墊板柔性化的關鍵，也是本次過渡墊板柔性化的主要工作。

3 過渡墊板柔性化的設計

對單支座縱向、橫向過渡墊板進行柔性化設計，就是要對其形狀和尺寸進行標準化設計，滿足支座在不同的安裝位置的通用性，而且應加工簡單、成本低。由于單支座縱向、橫向過渡墊板應用廣泛，其柔性化設計的完善和應用，對過渡墊板的柔性化具有顯著的意義。

3.1 過渡墊板的結構和尺寸

圖3為普通專用墊板的型式，在墊板上加工一組定位孔（2銷孔，4螺孔）。定位孔的位置隨著支座的位置而變化。圖8為新設計的柔性墊板，墊板的外形尺寸及孔的加工尺寸與普通墊板保持不變。所不同的是一組定位孔的位置布置在一側，其中2個螺孔的中心線與墊板的中心線重合，其位置不隨著支座的位置而變化。

3.2 過渡墊板柔性化分析

本柔性過渡墊板安裝時，首先在柔性過渡墊板上安裝一件夾具支座，如圖9 所示。在夾具支座上安裝夾具連接板，在夾具連接板上，可以根據零件定位夾緊的需要，安裝相應的定位銷和夾緊器。定位銷和夾緊器可以設置在夾具連接板的左邊或右邊，也可以設置在夾具連接板的頂部或端部，其覆蓋面的大小至少為200×100 mm的面積區域。

由于夾具支座在柔性過渡墊板上的安裝位置有四種，如圖 10 所示，可獲得四個夾具連接板的位置，從而得到四個定位夾緊區域，其形成的整體的覆蓋區域，至少為285×200 mm的面積區域。如圖 11 所示。

上述分析得知，柔性過渡墊板可以通過夾具支座不同的安裝位置，在墊板上方獲得一個完整的定位夾緊區域。而且，利用柔性過渡墊板在夾具底板上的移動和90°縱、橫向安裝，能夠滿足單支座夾具縱向、橫向的安裝需要。

4 柔性過渡墊板的應用

4.1 應用案例

柔性過渡墊板的設計得到了國內夾具專業制造商的肯定，并結合近期車身試制項目的需要，將其成功地應用于各個焊接夾具總成中。如圖12 所示，是側圍總成夾具，除了多支座墊板和有角度偏轉的情況外，其余所有的單支座縱向、橫向過渡墊板，均使用柔性過渡墊板。經嚴格檢測，夾具的精度達到相關標準的規定。焊接完成的側圍總成及白車身，其各項精度合格率滿足車身試制的技術要求。項目完成后，柔性過渡墊板將作為標準件和通用件，在以后的項目中重復使用。

4.2 成本分析

目前普通過渡墊板和柔性過渡墊板的試制費均為240元/件，成本不變。今后柔性過渡墊板每重復使用一次，將節約墊板試制費240元/件。如果每個車身試制項目平均使用柔性過渡墊板50件，則每個項目均可節約成本12 000元。

5 結語

設計的柔性過渡墊板，結構簡單合理，成本不變。使單支座縱向、橫向過渡墊板實現了柔性化。

結合車身試制的實際應用，能夠滿足夾具試制和車身試制的技術要求。