淺談車架廠6700新鉚接夾具的設計

陳新舉

摘要：本文主要對鉚接夾具的構成、原理、設計思路及設計流程進行了闡述。在充分對其原理進行分析后，結合本人設計的車架廠6700新鉚接夾具為例，分析并介紹了一般鉚接夾具設計的一般步驟，以及設計過程中需要注意的一些問題，其中重點分析了設計中如何對多種不同車架而進行的夾緊定位。

關鍵詞：鉚接夾具 夾緊 定位

引言

一個完整的夾具，是由定位器、夾緊機構、夾具體三部分組成的，其中，除夾具體是根據焊件結構形式進行專門設計外，夾緊機構與定位器多是通用的機構。定位器大多數是固定的，也有一些為了便于拆卸，做成伸縮式或轉動式的，并采用手動、氣動、液壓等驅動方式。夾緊機構是夾具的主體部分，其結構形式較多，且相對復雜，驅動方式也多種多樣。

1.原理簡述

鉚接夾具作為生產卡車車架的重要夾具，其構成也符合一般夾具的組成，主要由定位座、鉚接夾鉗、底座等部分組成，鉚接夾鉗、底座分別相當于夾緊機構與夾具體。定位座構成相對簡單，在鉚接夾具應用構成中具有一定的通用性，其主要由定位銷與定位銷座組成，通常在鉚接夾具兩端對稱布置，通過移動定位銷將其插入左右縱梁的定位孔，以對左右縱梁縱向上的定位。

鉚接夾具夾鉗機構一般應用四桿機構來實現其相應的功能，由于四桿機構為面接觸，可承受較大的載荷，有利于潤滑，磨損小，結構相對簡單，便于加工制造，因此在汽車生產工裝方面有很廣泛的用途。下面簡要分析下四桿機構在夾鉗機構上的應用。

如右圖為所示，左邊為夾鉗的效果圖，右邊為夾鉗的原理圖。四桿機構的四桿分別為桿a、桿b、桿c和桿d，其中桿d為機架，桿a、桿c為連架桿，桿b為連桿，以氣缸為動力源控制連架桿a的運動，通過連桿b來實現連架桿c的運動。圖中桿長d>c>b>a，分析是否符合桿長條件：

a+d=65+195=260，

b+c=85+136.5=221.5

a+d>b+c

不符合桿長條件。故此四桿機構桿a為搖桿，機構為雙搖桿機構。當氣缸處于進氣伸長的過程中，主動桿a與連桿b運動軌跡重合時，此時夾鉗為夾緊狀態，機構中桿c處于極位位置，其速度Vc=0，桿c才擁有最大的增力效果，此時用來夾緊縱梁有很好的夾緊效果，同時在桿a處設置限位銷，以增加四桿機構夾緊的穩定性，因此巧妙地利用了四桿機構的極位位置而達到的物理效果。

上述的四桿機構可實現夾鉗的外夾緊要求，而在實際應用中，還會對夾鉗提出內外同時夾緊的要求，此時可通過雙四桿機構來實現其功能。這雙四桿機構桿a1、桿b1、桿c1和桿d1為第一個四桿機構，桿a2、桿b2、桿c2和桿d2為另一個四桿機構，桿a1與桿a2為同一桿，第一個四桿機構與上圖中四桿機構完全相同，第二個四桿機構原理與上圖的原理相似。而通過桿a1（a2）聯動，可同時控制兩個四桿機構。此過程原理如上文所述，此處不再贅述。

2.設計思路

車架廠6700鉚接夾具主要負責生產Z系列、K系列車架總成，其共有三百多種，其中Z系列產品寬度相同，有三個不同的軸距，存在高度差；而K系列產品前寬與后寬尺寸不同，具有相同的軸距，無高度差。產品類型相當復雜，因此首先現場調研，熟悉車架總成產品情況。其次，對此鉚接夾具的設計做出討論，把這兩大系列產品進行比較分析，選擇其中最復雜最具代表性的11種車架總成作為研究對象，而Z系列產品相對復雜，所占比例絕大多數，先研究Z系列產品的夾緊與定位，然后通過修正，把K系列放入此鉚接夾具中，由此提出相關設計標準。然后，畫出此鉚接線總圖，通過評審，對原方案進行完善。接著，根據最后的總圖，設計出具體的圖紙。最后制作出鉚接夾具，通過調試試制，完成此新鉚接夾具的投產使用。

3.設計流程

在這11種車架總成中，Z系列產品相對復雜，所占比例絕大多數，先研究Z系列產品的夾緊與定位，然后通過修正，把K系列放入此鉚接夾具中。具體步驟如下：

3.1.選取Z系列產品鉚焊時的放置基準為參照基準，因此以后輪中心線作為參照基準；

3.2.依照參照基準，排列出所有的Z系列產品，找出所有可能的夾鉗放置位置，根據工藝圖確定定位銷放置位置；

3.3.根據Z系列產品情況將K系列產品放在合適的位置，通過比較分析確定8處位置放置通用夾鉗和備用夾鉗，其中5處為通用夾鉗，其中2處有內夾鉗，3處為備用夾鉗。通用夾鉗即為無論Z系列產品還是K系列產品放置后均能夾緊，備用夾鉗針對部分產品可進行夾緊，而對其它產品因干涉而無法夾緊，當然在氣路設計上有對應的開關；

3.4.根據K系列工藝圖選取定位銷放置位置；

3.5.最后研究產品鉚焊過程中的其它細節問題，如產品寬度不同的地方可在夾鉗上加燕尾槽解決，產品存在高度差的地方可在夾鉗上加減可移支撐塊以保證產品水平放置，等等；

3.6.畫出總圖，并分別做兩輪評審，對原有方案進行了修正與完善。

3.7.做出詳細的圖紙，包括底座總成、各類夾鉗、定位總成和氣路設計等。

3.8.通過兩個多月的制作及現場調試，我們完成此夾具的投產使用。

4.結論

通過兩個多月的制作及現場調試，我們看到此新鉚接夾具能夠使這11種車架總成準確定位，正確夾緊，相比原鉚接夾具，提高產品精度，降低勞動強度，提升生產效率，達到了預期的目標。