結合三坐標測量數據分析駕駛室焊裝夾具狀態

摘 要：文章首先分析焊接夾具對駕駛室焊接質量的影響，明確車身焊接夾具的檢測原則。介紹H駕駛室主焊線一工位工藝流程及工裝夾緊結構，并將該工位合件送檢三坐標，結合三坐標數據分析焊裝夾具狀態。

關鍵詞：三坐標數據；分析；焊裝夾具

1 引言

汽車車身是由上百個沖壓件通過焊接裝配形成完整的白車身。駕駛室焊接的質量水平，直接反映了整車制造水平。控制駕駛室的焊接質量，是保證整車質量的關鍵，因而提高裝配精度和焊接質量是車身制造的核心工作。而焊接質量又直接與各個零部件的定位和夾緊有關，因此，夾具精度將直接影響駕駛室的焊接質量。

2 焊裝夾具對駕駛室焊接質量的影響

汽車車身由幾百個零件組成，利用焊裝夾具，經過各裝配工序焊接裝配而成。焊裝夾具可以保證并提高駕駛室焊接質量。

車身焊接夾具檢測原則：（1）夾具精度必須保證工件或合件焊接后能獲得滿足圖紙要求的尺寸，并符合標準公差范圍，尤其是質量控制點要求的裝配尺寸，即保證裝配的準確性。（2）夾具的各個定位塊及定位型面必須有足夠的強度和硬度，足以校正變形工件或焊接變形，即保證裝配的穩定性。（3）工裝夾具要便于操作，外形盡量輕巧。（4）夾具應該容易制造和便于維修，夾具零部件應該盡量標準化、通用化。“保證裝配的準確性”尤為重要，在車身駕駛室的生產制造過程中，夾具精度必須滿足設計圖紙要求。

3 H駕駛室主焊線一工位工藝流程及工裝夾緊結構

焊裝作為汽車生產的四大工藝之一，其技術、工藝水平對汽車車身生產極為重要。主焊線是車身焊裝車間最重要的一條焊裝生產線，它完成車身各分總成的焊接。H駕駛室主焊線采用多工位流水焊裝線，下文詳細介紹了重型汽車駕駛室主焊線一工位工藝流程及工裝夾緊結構。

3.1 主焊線一工位工藝流程

調整并安裝前橫梁內板→夾具夾緊→安裝左/右地板帶骨架總成→夾緊到位→弧焊工藝設計要求焊縫→安裝發動機罩→夾緊各工件→清理焊絲頭、飛濺→松開夾具→地板總成轉下工位。

圖1 地板總成及翻轉軸孔距尺寸

件1：前橫梁內板；件2：右地板帶骨架總成；件3：左地板帶骨架總成

3.2 主焊線一工位工裝夾具結構

3.2.1 主焊線一工位工裝夾具主要控制點分布圖

主要控制點是根據沖壓件的工藝特點及后續裝配工藝的需要選擇合適的定位點。定位點一般選在保證焊接質量，滿足圖紙尺寸要求，防止零件在焊接中產生變形的部位。

3.2.2 定位及夾緊結構

汽車焊裝夾具通常由支座、定位板、壓板、銷軸、夾緊器及限位塊等組成。在焊裝夾具中經常使用的定位元件有支撐板、定位銷、V形塊和卡板。主焊線一工位用到的定位方法有以下幾種：

（1）利用定位銷對駕駛室縱梁軸套進行定位

主焊線一工位工裝上的定位銷主要保證安裝軸套的位置精度，使翻轉軸尺寸987滿足設計要求。當夾具在加緊和松開狀態時，定位銷X方向的移動，依靠氣缸來實現，見圖3示下部。

（2）利用卡板及支撐板對平面進行定位

主焊線一工位夾具中卡板的尺寸取決于地板縱梁的外形尺寸。下圖為縱梁上兩處定位裝置，均采用卡板及支撐板定位平面。

圖4 利用卡板進行定位 圖5 利用卡板進行定位

（3）夾緊機構

主焊線一工位采用氣動夾緊機構，以壓縮空氣為傳動介質，推動氣缸動作以實現夾緊作用。

4 結合三坐標測量數據分析主焊線一工位夾具狀態

4.1 分析三坐標測量數據

由于H駕駛室后續裝配出現批量性問題，考慮到可能是工裝磨損使定位失準，夾具精度達不到工藝要求，造成地板總成尺寸出現偏差，故將主焊線一工位夾具生產的地板總成送檢三坐標，主要對縱梁軸套及左/右縱梁上Φ20的孔進行測量，并對檢測結果進行分析，報告單如下：

分析三坐標數據發現，左縱梁軸套外端面圓孔101和設計基準相比，向Y負方向偏移1.995， 左縱梁向Z負方向偏移0.601，即定位面向駕駛室左下部偏移；右縱梁軸套外端面圓孔102和設計基準相比在X負方向偏移1.671，向Y正方向偏移2.297，即定位面向駕駛室右前部偏移。

以上分析不難發現，地板總成超出設計尺寸公差范圍，所以STR駕駛室主焊線一工位夾具精度不能滿足工藝尺寸要求。

4.2 結合三座標數據分析夾具狀態

從三坐標數據發現，縱梁軸套在Y方向存在偏移現象，分別向駕駛室兩側偏移，造成翻轉軸孔距為991.292，超出公差范圍，經現場查看軸套定位銷存在大面積磨損現象，定位銷棱邊部位長期受單一方向的摩擦力及壓力，磨損速率快，定位銷正常工作壽命周期短。定位銷采用偏心結構連接在氣缸上，氣缸采用直徑較小的四根導柱防止轉動，在受較大外力時，導向易失效，見圖3。

從三座標數據顯示縱梁Z方向偏低，說明支撐板磨損嚴重，縱梁Y方向的偏移說明卡板結構不穩定。從圖4中可以看出該結構只是在縱梁底平面進行支撐定位，由于卡板高度方向尺寸太大，卡板與縱梁接觸面上部強度不足，導致零件定位失準。

5 結束語

在駕駛室生產制造過程中，控制并提高駕駛室的焊接質量是保證整車質量的關鍵。夾具是汽車焊接的必要裝備，焊裝夾具可以保證并提高駕駛室焊接質量。只有夾具精度滿足工藝設計要求，才能保證工件或合件焊接后能獲得滿足圖紙要求的尺寸，因此焊裝夾具對駕駛室焊接質量有重要影響作用。

參考文獻

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