范野 任微微

摘要:隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,汽車行業(yè)也發(fā)展迅速,汽車的車型和種類不斷增加,這就要求其對應(yīng)的焊接生產(chǎn)線能跟得上汽車車型和種類的變換。在焊接生產(chǎn)線上,焊接夾具起著重要的作用,因?yàn)樵谏a(chǎn)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(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、成本之間的重要性。本文分析了汽車焊接夾具設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)規(guī)范化,以供參考。

關(guān)鍵詞:汽車焊接夾具夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化

中圖分類號(hào):U466 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)04(c)-0086-02

1焊接夾具的定義

焊接夾具是將焊件準(zhǔn)確定位并夾緊,用于裝配和焊接的工藝工裝。

2基準(zhǔn)點(diǎn)及車線的規(guī)定

2.1 車線

一般情況下汽車坐標(biāo)系的原點(diǎn)規(guī)定為車前輪軸心線的中點(diǎn)。

TL或X為車長;以車前輪為原點(diǎn)向車尾方向?yàn)檎?向車頭方向?yàn)樨?fù)。

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

WL或Z為表示車高;以車前輪為原點(diǎn),向上為正,向下為負(fù)。見圖1;有時(shí),汽車生產(chǎn)廠家也可自行規(guī)定基準(zhǔn)點(diǎn)及坐標(biāo)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(jī)構(gòu)(LIFTER)甚至旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。

3設(shè)計(jì)夾具的基本要求

3.1 滿足工藝要求

設(shè)計(jì)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(dòng)條件,節(jié)省勞動(dòng)力,并且具有通用化,系列化的特點(diǎn)。

3.2 滿足現(xiàn)場實(shí)際要求

要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際條件,根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計(jì)夾具。

3.3 結(jié)構(gòu)合理

夾具設(shè)計(jì)要便于加工制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修、日常維護(hù)。夾具結(jié)構(gòu)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(yīng)容易取出,這一點(diǎn)對夾具尤為重要,也是判定夾具結(jié)構(gòu)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(hào)的產(chǎn)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(shè)計(jì)時(shí)要保證圖樣清晰,每個(gè)組成單元要正確,結(jié)構(gòu)統(tǒng)一完整。

3.6 計(jì)算說明

對于重要、特殊的夾具,在設(shè)計(jì)時(shí)要有設(shè)計(jì)計(jì)算書,保證設(shè)計(jì)的夾具安全可靠。

4焊接夾具的設(shè)計(jì)

4.1 了解設(shè)備的功能

了解此設(shè)備的功能,之后再細(xì)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(gòu)想圖確定設(shè)備的大體結(jié)構(gòu)和各個(gè)夾緊或支撐單元的位置

4.3 夾緊或支撐單元的設(shè)計(jì)

做支撐塊(LOCATOR),根據(jù)構(gòu)想圖選擇支撐塊的位置,且3個(gè)方向要保整5整10,支撐塊出工件邊緣約3mm～5mm。導(dǎo)向一般為距工件外延0.5mm,在三個(gè)方向上也要保持整5整10。支撐塊的材質(zhì)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(shí)的設(shè)計(jì)

如果工件需輸送到折邊機(jī)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(wěn),輪排放的方向要與工件垂直,先接觸的輪端距離車線整數(shù),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(shù),距離折邊機(jī)近的一邊輪子盡量保證在一條線上。舉升后在送入折邊機(jī)的過程中,會(huì)有導(dǎo)向板來防止工件竄動(dòng)。一般會(huì)安裝在舉升的板上,導(dǎo)向盡量去選擇標(biāo)準(zhǔn)件,距離工件為5mm～10mm,一般采用長孔調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)。

4.5 選擇氣缸

根據(jù)式樣選擇氣缸的行程,根據(jù)舉升部分的零件重量選擇氣缸的缸徑。根據(jù)所舉升部分的重心確定氣缸的位置,氣缸的中心位置應(yīng)在以舉升部分的重心為圓心半徑為50mm的圓內(nèi),且與車線的位置是整5整10。氣缸的保險(xiǎn)系數(shù)一般選擇2,即氣缸所推的力應(yīng)為氣缸理論推力的1/2。在舉升結(jié)構(gòu)中一般會(huì)有兩個(gè)導(dǎo)向作用的導(dǎo)向軸.導(dǎo)向軸是安裝在直線軸承中的,一般行程如果超過了350mm時(shí)會(huì)選擇加長的直線軸承,以起到更好的導(dǎo)向和保護(hù)作用。導(dǎo)向軸一般距地面最少要35mm以上。在舉升后的狀態(tài)時(shí)導(dǎo)向軸的下端要超出直線軸承下端30mm。

4.6 底座

底座的設(shè)計(jì)要考慮幾點(diǎn):(1)強(qiáng)度;(2)插車口,根據(jù)不同插車兩個(gè)板的張開距離不同來確定插車口間的距離;(3)地腳,根據(jù)底座的形狀來確定幾個(gè)地腳,同時(shí)也要考慮地腳的安裝空間。

4.7 安全防護(hù)

由于焊接時(shí)有焊渣飛濺,焊接時(shí)操作者是需要離夾具有一定距離的,所以設(shè)計(jì)焊接夾具時(shí)要考慮安全防護(hù),安全防護(hù)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(xiàn)象,焊槍在移動(dòng)時(shí)是否與夾具有碰撞,然后再檢查使用性,操作者工作時(shí)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(shè)計(jì)夾具。

5汽車焊接夾具設(shè)計(jì)的規(guī)范化

5.1 定位結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)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(diào)節(jié)地腳等組成,結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化。如圖1。

5.1.2 定位單元。

整個(gè)焊接夾具是若干個(gè)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(diào)整墊片、限位機(jī)構(gòu)等。見圖。從小的組成要素開始就形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),那么整個(gè)夾具就可標(biāo)準(zhǔn)化了。

5.2 規(guī)范化的意義

5.2.1 縮短夾具制造的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。

由于采用了規(guī)格化的夾具零部件,就不用進(jìn)行更多特殊的設(shè)計(jì),并且繪圖量也減少,使這些規(guī)范化的零部件形成零件庫,設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中根據(jù)實(shí)際要求,直接調(diào)用便可,這樣使夾具設(shè)計(jì)工作大大簡化。同時(shí)車間也可以根據(jù)實(shí)際情況提前儲(chǔ)備各種常用的標(biāo)準(zhǔn)化的零部件,這樣也使加工時(shí)間縮短了。

5.2.2 降低夾具的制造成本。

產(chǎn)品費(fèi)用中,制造費(fèi)用占較大的比重,如果夾具規(guī)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(shí)也能有效的提高質(zhì)量。

5.2.3 重復(fù)利用。

如今汽車的更新?lián)Q代相當(dāng)?shù)目?那么焊接夾具也就相應(yīng)的需要更換,那么整套夾具可能全部報(bào)廢。要是夾具規(guī)范化了,當(dāng)汽車產(chǎn)品改型或換新時(shí),相應(yīng)的夾具不至于完全報(bào)廢,可以將規(guī)范化的零部件重復(fù)利用,這樣既節(jié)約了材料又節(jié)省了資金。

5.2.4 減少裝配時(shí)間。

有了規(guī)范化的零部件,組裝人員就會(huì)很熟練的進(jìn)行裝配工作,并且會(huì)大大降低裝錯(cuò)的幾率,使裝配工作更加的簡化了。

5.2.5 設(shè)計(jì)質(zhì)量提高。

有了規(guī)范化的零部件,規(guī)范化的零部件設(shè)計(jì)人員可以很快的調(diào)用,在設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)把精力重點(diǎn)放在主要問題上,這樣無形當(dāng)中也能提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

6結(jié)語

焊接夾具設(shè)計(jì)的規(guī)范化是很重要的,可大大縮短設(shè)計(jì)周期,并且使焊接夾具設(shè)計(jì)得更科學(xué),使人員成本和設(shè)備成本降低,從而使企業(yè)獲得可觀的利潤。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].冶金工業(yè)出版社,2002.

[2] 陳煥明.焊接工裝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].航空工業(yè)出版社,2004.

[3] 王政.焊接工裝夾具及變位機(jī)械[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2001.