汽車(chē)白車(chē)身焊裝夾具設(shè)計(jì)

汽車(chē)制造水平是指一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平，在促進(jìn)世界制造業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮著非常重要的作用。同時(shí)由于汽車(chē)制造企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模比較大,技術(shù)與資金高度密集,經(jīng)濟(jì)與輻射具有強(qiáng)大的帶動(dòng)作用,在整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)中占有至關(guān)重要的地位。而在汽車(chē)制造的整個(gè)過(guò)程中必不可缺的就是焊接程序,而且還占有很大的比例,因此焊接所使用的焊裝夾具也就自然而然地成為重要的設(shè)備之一。基于對(duì)汽車(chē)質(zhì)量和性能的考慮,焊接時(shí)所用的焊裝夾具設(shè)計(jì)的重要性就可見(jiàn)一斑了。白車(chē)身是由許多沖壓鈑金件焊接而成,焊接夾具就是將部分車(chē)身定位夾緊,然后由工人或者自動(dòng)焊接機(jī)器人焊接而成。夾具的主要功能是定位和夾緊。定位分為銷(xiāo)定位和型面定位,夾緊是通過(guò)壓塊和定位塊夾緊工件表面來(lái)實(shí)現(xiàn)。夾緊的動(dòng)力通過(guò)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn),有時(shí)候也需要手動(dòng)夾鉗來(lái)實(shí)現(xiàn)。汽車(chē)車(chē)身是汽車(chē)四大部件(車(chē)身、電器、底盤(pán)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))之一,其性能好壞決定了汽車(chē)的基本形狀、大小及用途等方面的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。汽車(chē)的車(chē)身制造主要是先用薄板沖壓的零件焊成一定的組合件,再由此組合件及其零件焊接成形,因此焊接是車(chē)身制造成形的關(guān)鍵。采用各種形式的焊裝夾具來(lái)夾緊零件是焊接過(guò)程的重要步驟,此步驟決定了各個(gè)零件在每個(gè)焊接處的相互位置和貼合度是否合適,尤其是門(mén)和窗等孔位之間的位置。在汽車(chē)車(chē)身焊接總成裝配焊接過(guò)程中,采用了大量的焊接裝配夾具,它的主要作用是:1)在裝配過(guò)程中使被裝配的沖壓件、合件及總成件進(jìn)入準(zhǔn)確的位置,在焊接時(shí)控制焊接變形,最后達(dá)到焊接結(jié)構(gòu)的尺寸要求。2)提高裝配焊接工作的勞動(dòng)生產(chǎn)率,減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,在一定程度上降低產(chǎn)品成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。3)為批量生產(chǎn)提供有力的保障,便于實(shí)行流水線及自動(dòng)化的生產(chǎn)。與焊接夾具的合并使用在焊裝生產(chǎn)過(guò)程中,采用的焊裝夾具種類(lèi)較多,分類(lèi)方法也較多。按焊裝夾具的功能可分為裝配定位焊夾具和焊接夾具等。但在實(shí)際的焊裝夾具設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中,往往是兩者合并使用,即在焊接夾具上同時(shí)具備裝配定位及焊接的雙重功能。各種焊裝夾具由于用途不同,都有其自己的特點(diǎn)及要求,汽車(chē)焊裝夾具上的所有元件位置一般都是通過(guò)直接設(shè)計(jì)夾具來(lái)確定其基準(zhǔn),制造出適合結(jié)構(gòu)的焊裝夾具。但作為夾具又有它們的共同之處,焊裝夾具的一般要求和特殊要求分述如下:1.平焊時(shí)夾具優(yōu)化1)保證產(chǎn)品的形狀和尺寸符合圖樣和技術(shù)要求。2)應(yīng)使焊接和裝配工作在最有利的狀態(tài)下進(jìn)行,如焊接應(yīng)在平焊位置進(jìn)行等。3)夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)開(kāi)放,操作方便。必要時(shí)可在焊裝夾具骨架上切去影響開(kāi)敞性的部分,以改善焊裝夾具的開(kāi)放性。4)工件的定位夾緊應(yīng)迅速,從夾具中取、放件要方便等。5)降低夾具的制造成本。焊接夾具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單,制造和維修相對(duì)變得容易,應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的夾具元件。2.焊裝夾具設(shè)計(jì)工藝1)考慮到焊后工件尺寸的收縮變形,要求夾具上定位件間的尺寸,比工件圖樣尺寸應(yīng)放大一些,使焊后的工件成為一個(gè)整體時(shí),應(yīng)較容易從焊裝夾具上取下。2)符合焊接工藝要求,滿足生產(chǎn),在操作過(guò)程中便于操作,不得與焊鉗存在干涉。3)汽車(chē)的年產(chǎn)量決定焊裝夾具的自動(dòng)化水平和焊接位置的配制。為了提高汽車(chē)的生產(chǎn)率,可以用氣缸一次性完成焊裝夾具的夾緊與松開(kāi)動(dòng)作,根據(jù)焊裝夾具的自動(dòng)化水平應(yīng)用自動(dòng)的傳輸裝置來(lái)運(yùn)輸工位。4)焊合件是由兩種或者兩種以上的沖壓件經(jīng)過(guò)焊接后形成的工件,若干小的焊合件組裝成大的焊合件,最后由大的焊合件形成前圍焊合件、地板焊合件、后側(cè)焊合件、頂蓋焊合件等四種焊合件,并用此四種焊合件焊接成汽車(chē)駕駛室。因此根據(jù)駕駛室的生產(chǎn)過(guò)程來(lái)對(duì)焊合件進(jìn)行合理的分割,并根據(jù)分割的焊合件來(lái)設(shè)計(jì)合適的焊裝夾具。這樣既利于保證產(chǎn)品的質(zhì)量,又可提高車(chē)身的焊接生產(chǎn)率。焊接夾具的設(shè)計(jì)焊裝夾具是產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)焊接所用到的輔助工具的一種,其功能是準(zhǔn)確迅速地把需要焊接的零件進(jìn)行定位并在預(yù)定的位置上固定。焊接夾具作為焊接的重要輔助工具,是金屬焊接工藝中用于維持并控制焊接產(chǎn)品的外形,同時(shí)使焊接工人操作方便,提高產(chǎn)品的生產(chǎn)速度。在焊接產(chǎn)品剛出現(xiàn)時(shí),所用的焊接夾具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,容易設(shè)計(jì),因此沒(méi)有引起行業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注。直到汽車(chē)在近代產(chǎn)生并廣泛地應(yīng)用在交通運(yùn)輸中,焊接夾具的重要性才逐漸顯現(xiàn)出來(lái),并且隨著汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展,逐漸形成一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)并具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)理論方法。(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由于汽車(chē)焊裝夾具的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,體積也比較龐大,因此為了便于制造、裝配、維修和檢測(cè),必須對(duì)焊裝夾具進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解。汽車(chē)車(chē)身的總裝夾具一共有三個(gè)裝配基準(zhǔn):底板、右側(cè)圍和左側(cè)圍,而且車(chē)身的平面都要求加工上基準(zhǔn)槽與坐標(biāo)線,其定位夾緊的組合單元應(yīng)嚴(yán)格的按照各自的基準(zhǔn)槽來(lái)進(jìn)行裝配、檢測(cè),最后把三大部分組合成一套完整的夾具。(2)定位特點(diǎn)汽車(chē)車(chē)身焊裝夾具目前主要用的是沖壓件的曲面外形。由于在車(chē)身的曲面上拉延和壓彎后成形了臺(tái)階、整形的平臺(tái)、工藝孔定位、裝配孔、外部邊緣、修邊窗口等,要求焊裝夾具的定位元件必須具有特殊的形狀。焊裝夾具在定位的時(shí)候要對(duì)被焊接的工件分別進(jìn)行定位,保證沒(méi)有相互干擾;其次在固定定位元件的時(shí)候要充分地利用每個(gè)工件裝配的相互依賴(lài)關(guān)系來(lái)進(jìn)行自然定位支承。(3)夾緊特點(diǎn)在汽車(chē)車(chē)身的沖壓件完成裝配后,還要用到電阻焊。采取這種措施就可以避免工件承受扭轉(zhuǎn)力矩,如果工件的重力與焊接時(shí)的加壓方向一致,那么焊接壓力就可以阻止工件產(chǎn)生彈性變形,并且還能同時(shí)保證準(zhǔn)確的裝配位置以及定位基準(zhǔn)貼合,此時(shí)就可以不使用夾緊工具。定期檢修焊裝夾具焊裝夾具通常是在載重較大的情況下使用。裝夾零件時(shí)受到相當(dāng)大的作用力;焊接時(shí)受到加熱及焊接變形的影響,不僅焊件的伸縮力作用于夾具,而且焊接不均勻加熱使夾具本身產(chǎn)生伸縮應(yīng)力,以及焊裝夾具重復(fù)使用的磨損等,這些都會(huì)使夾具元件產(chǎn)生變形和磨損。為了保證焊件總成的尺寸精度要求不會(huì)因夾具故障而中斷生產(chǎn),應(yīng)定期對(duì)生產(chǎn)中使用的焊裝夾具進(jìn)行檢修,如根據(jù)使用情況一個(gè)季度或半年進(jìn)行一次檢修。檢修時(shí)首先要校檢焊裝夾具的精度,根據(jù)校驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行必要的修理,如更換磨損的零件或調(diào)整松動(dòng)零件的位置并重新給予緊固等;定期檢修焊裝夾具,及時(shí)解決焊裝夾具使用中的問(wèn)題,還可以延長(zhǎng)焊裝夾具的使用壽命。另外,焊接夾具要考慮焊接收縮變形,而焊接變形很難準(zhǔn)確估算,需要在使用中調(diào)整,因而也要調(diào)整焊裝夾具的定位件的位置,這在新產(chǎn)品試制階段不可避免。為了保證焊裝夾具的精度,正確使用和維護(hù)焊裝夾具是很重要的,生產(chǎn)時(shí)要工人在裝卸焊件時(shí)不能猛力敲擊夾具元件。焊裝夾具不用時(shí)要穩(wěn)妥擺放好,不可亂扔亂放。焊裝夾具使用前要清除灰塵及焊接飛濺滯留物等,使夾具處于正常狀態(tài)。整車(chē)定位安裝這里所說(shuō)的工裝是專(zhuān)指在焊裝車(chē)間生產(chǎn)中使用,以保證車(chē)身部件具有準(zhǔn)確的裝配關(guān)系及一致性的焊裝夾具和定位樣板。只有對(duì)它們的使用與維護(hù)得當(dāng),才有可能生產(chǎn)出合格的車(chē)身產(chǎn)品。1.夾具的使用注意事項(xiàng)夾具由夾具平臺(tái)、定位機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)(夾緊器)組成,對(duì)使用動(dòng)夾緊的夾具還有相應(yīng)的氣路控制系統(tǒng)。夾具平臺(tái)是夾具的基體,是夾具定位機(jī)構(gòu)的調(diào)整基準(zhǔn),由于定位面、定位銷(xiāo)磨損變形或產(chǎn)品尺寸更改,經(jīng)常要調(diào)整夾具定位面。困此要求操作者在使用夾具時(shí)要注意臺(tái)面的維護(hù),不得擊打臺(tái)面,定期清理臺(tái)面上的焊渣和焊絲頭,不得堆積成焊瘤,CO2氣保焊應(yīng)在引弧板上引弧,不得在臺(tái)面上打火引弧,以保持平臺(tái)的平整。絕不允許在夾具上平臺(tái)上堆放工件。夾具的定位機(jī)構(gòu)是直接影響焊合件裝配尺寸的關(guān)鍵部件,在使用中應(yīng)加倍保護(hù),操作者不得擊打定位面和定位銷(xiāo),不得在定位面上打火引弧(及時(shí)清理上面的焊絲頭),其上不得存有異物。操作者不得擅自對(duì)定位面修磨、加墊,如因定位面磨損或變形,定位機(jī)構(gòu)松動(dòng),制件不合格,影響裝配,須立刻通知焊裝設(shè)備保全人員及焊裝工藝人員及時(shí)解決。夾緊器保證制件可靠地與貼合面貼合,并在工作中不致竄動(dòng)。可靠地夾緊各裝配件,是保證裝配尺寸及一致性的關(guān)鍵。因此,使用夾具必須使用夾緊器。夾緊器經(jīng)常因連接件磨損發(fā)生松動(dòng),影響夾緊效果,遇此情況,操作者應(yīng)及時(shí)通知焊裝保全人員予以維修好后方可繼續(xù)焊接。2.使用條件及注意事項(xiàng)樣板是焊裝車(chē)間常用的定位工裝(一般用于小件和小件、大件與大件之間的焊合),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便靈活的特點(diǎn)。由于需要頻繁地組對(duì)、取上取下以及由于距焊接區(qū)近,易受熱、焊渣、焊絲頭、飛濺等影響,且不易修復(fù),使用壽命要比夾具低得多。因此,操作者不得用樣板擊打其他堅(jiān)硬物體,使用時(shí)應(yīng)輕拿輕放,不得拋擲;操作者應(yīng)及時(shí)清理樣板定位面的焊渣,飛濺等異物,以確保定位精度,一旦發(fā)現(xiàn)磨損