汽車焊接夾具設計的規范化

范野 任微微

摘要:隨著中國經濟的發展,汽車行業也發展迅速,汽車的車型和種類不斷增加,這就要求其對應的焊接生產線能跟得上汽車車型和種類的變換。在焊接生產線上,焊接夾具起著重要的作用,因為在生產線上絕大部分的工作為工件的輔助裝夾工作。這說明焊接夾具對于汽車行業產品質量、成本之間的重要性。本文分析了汽車焊接夾具設計及設計規范化,以供參考。

關鍵詞:汽車焊接夾具夾具設計規范化

中圖分類號:U466 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0086-02

1焊接夾具的定義

焊接夾具是將焊件準確定位并夾緊,用于裝配和焊接的工藝工裝。

2基準點及車線的規定

2.1 車線

一般情況下汽車坐標系的原點規定為車前輪軸心線的中點。

TL或X為車長;以車前輪為原點向車尾方向為正,向車頭方向為負。

BL或Y為車寬;以車的對稱中心線為原點,面對車的行駛方向,向右為正,向左為負。

WL或Z為表示車高;以車前輪為原點,向上為正,向下為負。見圖1;有時,汽車生產廠家也可自行規定基準點及坐標系的位置。

2.2 夾具組成

一套完整的夾具一般由若干夾緊單元(POST)、基板(BASE)、舉升機構(LIFTER)甚至旋轉機構組成。

3設計夾具的基本要求

3.1 滿足工藝要求

設計夾具是需要滿足工藝要求,使用方便,安全省力。要能改善勞動條件,節省勞動力,并且具有通用化,系列化的特點。

3.2 滿足現場實際要求

要結合現場實際條件,根據實際情況來設計夾具。

3.3 結構合理

夾具設計要便于加工制造、檢驗、裝配、調整、維修、日常維護。夾具結構要開敞,工人操作方便。焊前的工件用容易放在夾具上面,焊后的工件應容易取出,這一點對夾具尤為重要,也是判定夾具結構是否合理的重要

3.4 可更換性

有的夾具需要適用幾種不同型號的產品,這就需要夾具具有可更換性,更換必須方便,而且需更換的件越少越好。

3.5 圖樣清晰

夾具設計時要保證圖樣清晰,每個組成單元要正確,結構統一完整。

3.6 計算說明

對于重要、特殊的夾具,在設計時要有設計計算書,保證設計的夾具安全可靠。

4焊接夾具的設計

4.1 了解設備的功能

了解此設備的功能,之后再細看都有什么具體要求,明確焊接位置,從而確定夾緊和支撐單元的位置。

4.2 畫構想圖確定設備的大體結構和各個夾緊或支撐單元的位置

4.3 夾緊或支撐單元的設計

做支撐塊(LOCATOR),根據構想圖選擇支撐塊的位置,且3個方向要保整5整10,支撐塊出工件邊緣約3mm～5mm。導向一般為距工件外延0.5mm,在三個方向上也要保持整5整10。支撐塊的材質一般為尼龍,如果工件需要折邊,那么折邊部位的支撐塊則為鐵。

4.4 工件傳傳送時的設計

如果工件需輸送到折邊機里折邊,排輪需滿足一些要求:保證在傳送工件的過程中保持工件的平穩,輪排放的方向要與工件垂直,先接觸的輪端距離車線整數,輪間距一般為100或150,若由干涉間距可以改變輪子的角度與工件曲面相符,盡量取整數,距離折邊機近的一邊輪子盡量保證在一條線上。舉升后在送入折邊機的過程中,會有導向板來防止工件竄動。一般會安裝在舉升的板上,導向盡量去選擇標準件,距離工件為5mm～10mm,一般采用長孔調節的結構。

4.5 選擇氣缸

根據式樣選擇氣缸的行程,根據舉升部分的零件重量選擇氣缸的缸徑。根據所舉升部分的重心確定氣缸的位置,氣缸的中心位置應在以舉升部分的重心為圓心半徑為50mm的圓內,且與車線的位置是整5整10。氣缸的保險系數一般選擇2,即氣缸所推的力應為氣缸理論推力的1/2。在舉升結構中一般會有兩個導向作用的導向軸.導向軸是安裝在直線軸承中的,一般行程如果超過了350mm時會選擇加長的直線軸承,以起到更好的導向和保護作用。導向軸一般距地面最少要35mm以上。在舉升后的狀態時導向軸的下端要超出直線軸承下端30mm。

4.6 底座

底座的設計要考慮幾點:(1)強度;(2)插車口,根據不同插車兩個板的張開距離不同來確定插車口間的距離;(3)地腳,根據底座的形狀來確定幾個地腳,同時也要考慮地腳的安裝空間。

4.7 安全防護

由于焊接時有焊渣飛濺,焊接時操作者是需要離夾具有一定距離的,所以設計焊接夾具時要考慮安全防護,安全防護大體有幾種:安全光柵、安全柵欄、雙手按鈕等。

4.8 檢查干涉及不合理的地方

首先要檢查夾具是否有干涉的現象,焊槍在移動時是否與夾具有碰撞,然后再檢查使用性,操作者工作時是否方便,操作高度是否合適,一般按照操作者的身高為1.70來設計夾具。

5汽車焊接夾具設計的規范化

5.1 定位結構標準化

5.1.1 底座(BASE)。

底座的形式分兩種:平板式和焊接式。而汽車門相對來說,夾具的固定面積比較大,所以采用焊接式的。底座有基板、槽鋼、底板、可調節地腳等組成,結構標準化。如圖1。

5.1.2 定位單元。

整個焊接夾具是若干個定位單元組成,所以定位單元是夾具最基本的要素。定位單元組成部件為:角座、連接板、氣缸、定位塊、壓塊、調整墊片、限位機構等。見圖。從小的組成要素開始就形成標準化設計,那么整個夾具就可標準化了。

5.2 規范化的意義

5.2.1 縮短夾具制造的生產準備周期。

由于采用了規格化的夾具零部件,就不用進行更多特殊的設計,并且繪圖量也減少,使這些規范化的零部件形成零件庫,設計者在設計過程中根據實際要求,直接調用便可,這樣使夾具設計工作大大簡化。同時車間也可以根據實際情況提前儲備各種常用的標準化的零部件,這樣也使加工時間縮短了。

5.2.2 降低夾具的制造成本。

產品費用中,制造費用占較大的比重,如果夾具規范化了,工廠就可以批量加工,這樣就可以有效的降低了制造成本,同時也能有效的提高質量。

5.2.3 重復利用。

如今汽車的更新換代相當的快,那么焊接夾具也就相應的需要更換,那么整套夾具可能全部報廢。要是夾具規范化了,當汽車產品改型或換新時,相應的夾具不至于完全報廢,可以將規范化的零部件重復利用,這樣既節約了材料又節省了資金。

5.2.4 減少裝配時間。

有了規范化的零部件,組裝人員就會很熟練的進行裝配工作,并且會大大降低裝錯的幾率,使裝配工作更加的簡化了。

5.2.5 設計質量提高。

有了規范化的零部件,規范化的零部件設計人員可以很快的調用,在設計時就會把精力重點放在主要問題上,這樣無形當中也能提高了設計質量。

6結語

焊接夾具設計的規范化是很重要的,可大大縮短設計周期,并且使焊接夾具設計得更科學,使人員成本和設備成本降低,從而使企業獲得可觀的利潤。

參考文獻

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