保证车身焊装夹具设计的基础条件
http://www.weld21.com 2006-11-13 11:26 


  六、车身焊接夹具的结构及定位夹紧特点
  1、车身焊装夹具的结构特点
  车身焊装夹具体积庞大,结构复杂,为了便于制造、装配、检测和维修,必须对夹具结构进行分解,否则,无法进行测量。车身总装夹具有3个装配基准:底板、左侧围和右侧围,在它们的平面上都加工有基准槽和坐标线,定位夹紧组合单元按各自的基准槽进行装配、检测,最后将3大部分组合起来,成为一套完整的夹具。
  2、车身焊装夹具的定位特点
  车身焊装夹具大都以冲压件的曲面外型、在曲面上经过整形的平台、拉延和压弯成型的台阶,经过修边的窗口和外部边缘、装配用孔和工艺孔定位,这就在很大程度上决定了它的定位元件形状比较特殊,很少能用标准元件。焊接夹具上要分别对各被焊工件进行定位,并使其不互相干涉,在设计定位元件时要充分利用工件装配的相互依赖关系作为自然的定位支承。有的工件焊接成封闭体,无法设置定位支承,可要求产品设计时预冲平台、翻边作为定位控制点,总之,对于要求不严格的装配,尽量不使用焊接夹具。车身焊装夹具上,板状定位较多,定位板一般用A3、A5号钢板,厚度为12-20mm。定位块间距既要保证定位精度,又要保证焊钳伸入的方便性。定位件按坐标标注尺寸,不注公差。
  3、车身焊装夹具的夹紧特点
  车身冲压件装配后,多使用电阻焊接,工件不受扭转力矩,当工件的重力与点焊时加压方向一致,焊接压力足以克服工件的弹性变形,并仍能保持准确的装配位置与定位基准贴合,此时可以省去夹紧机构。
  焊接通常在两个工件间进行,夹紧点一般都比较多,电阻焊是一种高效焊接工艺,为减少装卸工人的辅助时间,夹紧应采用高效快速装置和多点联动机构。
  对于薄板冲压件,夹紧力作用点应作用在支承点上,只有对刚性很好的工作才允许作用在几个支承点所组成的平面内,以免夹紧力使工件弯曲或脱离定位基准。夹紧力主要用于保持工件装配的相对位置,克服工件的弹性变形,使其与定位支承或导电电极贴合,对于1.2mm厚度以下的钢板,贴合间隙不大于0.8mm,每个夹紧点的夹紧力一般在300-750N. 范围内;对于1.5-2.5mm之间的冲压件,贴合间隙不大于1.5mm每个夹紧点的夹紧力在500-3000N. 范围内。
  夹紧器按照夹紧方向有平面、垂直、45度夹紧器;按照操作方式有螺栓夹紧、快速夹紧、手柄螺旋夹紧;还有手工、气动或液压。其中带补偿的螺旋夹紧器最为常用。这种夹紧器在悬臂中增加了弹性伸缩,抵消夹紧时的侧向分力,以补偿夹具本身的变形和插入过程中的间隙,保证夹紧力与受力面垂直。夹紧头部一般由碳钢、不锈钢、尼龙材料制成,以适合不同的工件要求。如果配备两点、三点夹紧桥,可以同时夹紧不同高度的两个位置的工件。另外也可以按照夹紧的型面加工特殊的夹紧头。
  七、焊接夹具的精度控制
  焊接夹具精度标准由设计单位制定,其中规定了底板基准槽和坐线的形态和精度要求;定位销和其他定位支承件的尺寸和形位公差要求,承制单位按要求进行检测、判断并进行调整,合格后就固定定位销。随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达0.01mm/±5um,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm, 平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler( 戴美乐), 公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台, 其等高误差为±0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5um以内;夹具重复安装的定位精度高达±5um;瑞士EROEA柔性夹具的重复定位精度高达2-5um。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。
  八、模块、组合
  夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD; 技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经
营电子商务化。
  九、通用、经济
  夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。德国demmeler( 戴美乐), 公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强,使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用。
  专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度,加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐,创建夹具专业技术网站,充分利用现代信息和网络技术,与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系,争取合资与合作,引进技术,这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。
  结束语
  汽车车身焊接夹具的设计与冲压件、工序件结构及精度关系极为密切,充满了丰富的特殊性,在设计时,除了考虑遵循一般的规律外,还必须具体问题具体对待

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