汽车焊接夹具设计的规范化

摘 要:随着中国经济的发展,汽车行业也发展迅速,汽车的车型和种类不断增加,这就要求其对应的焊接生产线能跟得上汽车车型和种类的变换.在焊接生产线上,焊接夹具起着重要的作用,因为在生产线上绝大部分的工作为工件的辅助装夹工作.这说明焊接夹具对于汽车行业产品质量、成本之间的重要性.本文分析了汽车焊接夹具设计及设计规范化,以供参考.

关 键 词:汽车焊接夹具夹具设计规范化

中图分类号:U466文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0086-02

1焊接夹具的定义

焊接夹具是将焊件准确定位并夹紧,用于装配和焊接的工艺工装.

2基准点及车线的规定

2.1车线

一般情况下汽车坐标系的原点规定为车前轮轴心线的中点.

TL或X为车长,以车前轮为原点向车尾方向为正,向车头方向为负.

BL或Y为车宽,以车的对称中心线为原点,面对车的行驶方向,向右为正,向左为负.

WL或Z为表示车高,以车前轮为原点,向上为正,向下为负.见图1,有时,汽车生产厂家也可自行规定基准点及坐标系的位置.

2.2夹具组成

一套完整的夹具一般由若干夹紧单元(POST)、基板(BASE)、举升机构(LIFTER)甚至旋转机构组成.

3设计夹具的基本要求

3.1满足工艺要求

设计夹具是需要满足工艺要求,使用方便,安全省力.要能改善劳动条件,节省劳动力,并且具有通用化,系列化的特点.

3.2满足现场实际要求

要结合现场实际条件,根据实际情况来设计夹具.

3.3结构合理

夹具设计要便于加工制造、检验、装配、调整、维修、日常维护.夹具结构要开敞,工人操作方便.焊前的工件用容易放在夹具上面,焊后的工件应容易取出,这一点对夹具尤为重要,也是判定夹具结构是否合理的重要

3.4可更换性

有的夹具需要适用几种不同型号的产品,这就需要夹具具有可更换性,更换必须方便,而且需更换的件越少越好.

3.5图样清晰

夹具设计时要保证图样清晰,每个组成单元要正确,结构统一完整.

3.6计算说明

对于重要、特殊的夹具,在设计时要有设计计算书,保证设计的夹具安全可靠.

4焊接夹具的设计

4.1了解设备的功能

了解此设备的功能,之后再细看都有什么具体要求,明确焊接位置,从而确定夹紧和支撑单元的位置.

4.2画构想图确定设备的大体结构和各个夹紧或支撑单元的位置

4.3夹紧或支撑单元的设计

做支撑块(LOCATOR),根据构想图选择支撑块的位置,且3个方向要保整5整10,支撑块出工件边缘约3mm～5mm.导向一般为距工件外延0.5mm,在三个方向上也要保持整5整10.支撑块的材质一般为尼龙,如果工件需要折边,那么折边部位的支撑块则为铁.

4.4工件传传送时的设计

如果工件需输送到折边机里折边,排轮需满足一些要求:保证在传送工件的过程中保持工件的平稳,轮排放的方向要与工件垂直,先接触的轮端距离车线整数,轮间距一般为100或150,若由干涉间距可以改变轮子的角度与工件曲面相符,尽量取整数,距离折边机近的一边轮子尽量保证在一条线上.举升后在送入折边机的过程中,会有导向板来防止工件窜动.一般会安装在举升的板上,导向尽量去选择标准件,距离工件为5mm～10mm,一般采用长孔调节的结构.

4.5选择气缸

根据式样选择气缸的行程,根据举升部分的零件重量选择气缸的缸径.根据所举升部分的重心确定气缸的位置,气缸的中心位置应在以举升部分的重心为圆心半径为50mm的圆内,且与车线的位置是整5整10.气缸的保险系数一般选择2,即气缸所推的力应为气缸理论推力的1/2.在举升结构中一般会有两个导向作用的导向轴.导向轴是安装在直线轴承中的,一般行程如果超过了350mm时会选择加长的直线轴承,以起到更好的导向和保护作用.导向轴一般距地面最少要35mm以上.在举升后的状态时导向轴的下端要超出直线轴承下端30mm.

4.6底座

底座的设计要考虑几点:(1)强度,(2)插车口,根据不同插车两个板的张开距离不同来确定插车口间的距离,(3)地脚,根据底座的形状来确定几个地脚,同时也要考虑地脚的安装空间.

4.7安全防护

由于焊接时有焊渣飞溅,焊接时操作者是需要离夹具有一定距离的,所以设计焊接夹具时要考虑安全防护,安全防护大体有几种:安全光栅、安全栅栏、双手按钮等.

4.8检查干涉及不合理的地方

首先要检查夹具是否有干涉的现象,焊在移动时是否与夹具有碰撞,然后再检查使用性,操作者工作时是否方便,操作高度是否合适,一般按照操作者的身高为1.70来设计夹具.

5汽车焊接夹具设计的规范化

5.1定位结构标准化

5.1.1底座(BASE).

底座的形式分两种:平板式和焊接式.而汽车门相对来说,夹具的固定面积比较大,所以采用焊接式的.底座有基板、槽钢、底板、可调节地脚等组成,结构标准化.如图1.

5.1.2定位单元.

整个焊接夹具是若干个定位单元组成,所以定位单元是夹具最基本的要素.定位单元组成部件为:角座、连接板、气缸、定位块、压块、调整垫片、限位机构等.见图.从小的组成要素开始就形成标准化设计,那么整个夹具就可标准化了.

5.2规范化的意义

5.2.1缩短夹具制造的生产准备周期.

由于采用了规格化的夹具零部件,就不用进行更多特殊的设计,并且绘图量也减少,使这些规范化的零部件形成零件库,设计者在设计过程中根据实际要求,直接调用便可,这样使夹具设计工作大大简化.同时车间也可以根据实际情况提前储备各种常用的标准化的零部件,这样也使加工时间缩短了.

5.2.2降低夹具的制造成本.

产品费用中,制造费用占较大的比重,如果夹具规范化了,工厂就可以批量加工,这样就可以有效的降低了制造成本,同时也能有效的提高质量.

5.2.3重复利用.

如今汽车的更新换代相当的快,那么焊接夹具也就相应的需要更换,那么整套夹具可能全部报废.要是夹具规范化了,当汽车产品改型或换新时,相应的夹具不至于完全报废,可以将规范化的零部件重复利用,这样既节约了材料又节省了资金.

5.2.4减少装配时间.

有了规范化的零部件,组装人员就会很熟练的进行装配工作,并且会大大降低装错的几率,使装配工作更加的简化了.

5.2.5设计质量提高.

有了规范化的零部件,规范化的零部件设计人员可以很快的调用,在设计时就会把精力重点放在主要问题上,这样无形当中也能提高了设计质量.

6结语

焊接夹具设计的规范化是很重要的,可大大缩短设计周期,并且使焊接夹具设计得更科学,使人员成本和设备成本降低,从而使企业获得可观的利润.