汽車電池焊接夾具結構的設計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u21319汽車電池焊接夾具結構的設計案例 134101.1支撐座 1230491.2壓塊的設計 2194061.3定位塊設計 3218751.4定位銷 4101401.5基板 6本設計焊裝夾具的夾具單元體結構，關鍵的是與被定位夾緊工件直接接觸的定位銷、壓緊塊，其中定位塊和壓緊塊可以同時使用，也可以單獨使用，通過型面來起定位作用。1.1支撐座支撐座是整個焊裝夾具的基礎，它通常有L型板和H型板兩種基本形式，在夾具體單元中起支撐和定位的作用，如圖4-1所示的支撐座是L型板，圖4-2所示支撐座是U-型板。它用來連接過渡塊、過渡板以及限位塊等[10]。圖4-1L型支撐座圖4-2U型支撐座過渡板是支撐座和其他部件的過渡，一般所有夾緊元件和定位元件都安裝在過渡板上，過渡塊一般用于定位銷或者定位塊和過渡板的過渡，上下限位塊主要起到限位的作用，防止夾具在夾緊時由于人工操作的失誤或者氣缸行程精度誤差將工件擠壓變形，調整墊片主要用來調整夾緊單元和定位元件在該方向的距離的精密調節。此外在特殊場合為減輕重量或者減小尺寸，可以將L-型板與過渡板作為一體或者采用其它形式，如圖4-3為其它形式的支撐座。圖4-3L-型板一體式1.2壓塊的設計普通壓塊的半成品材料多為45#鋼材，通過精密鑄造后零件表面進行發黑處理，夾緊型面加工后高頻淬火表面硬度達到HRC32-35，當外板等覆蓋件直接與壓塊接觸時，為防止刮傷工件表面，壓塊材料改為尼龍，厚度為22mm，為防止壓塊工作的時候轉動，一般都在支撐板或者壓塊上加工止口[11,12]。壓塊的旋轉點的選擇（前提是部件在擺動過程中不會和工件發生干涉，影響焊鉗的焊接和氣缸正常打開后能方便裝卸焊件），對于單個壓塊的旋轉點的選定原則是：一般情況下壓塊工件接觸面所在的平面和轉動點的距離越小越好。氣缸的輸出力矩大小為Q，工件的摩擦力為F2，工件的壓緊力為F1，由公式可知：Q=F1*D1+F2*D2，旋轉力矩Q是某確定值，D2的值越大因摩擦力F2產生的力矩越大，壓緊力F1就越小，壓緊效果越差，所以在設計時，D2的距離越小越好。焊件的受力分析如下圖4-4所示：圖4-4焊件的受力分析示意圖1.3定位塊設計定位塊的外形尺寸主要是根據工件的空間形狀及位置確定，它的厚度一般都是定值，目前主要有16mm、19mm、22mm三個系列，保證定位塊與工件沒有干涉，長度方向在能安裝兩銷兩釘或者兩銷一釘等條件下盡可能短些，節約材料，也有利于力的分配，利用工件的曲面對所要設計的定位塊與工件貼合面部分進行裁剪，這樣可以保證工件和定位面完美貼合，對于定位面是復雜曲面時，為保證其精度可以采用數控加工的方法，但是這樣的生產成本會大大提高，所以在選擇定位面時，盡可能的選擇被裝夾工件的平面作為定位型面而非曲面[13]。為了使定位塊便于調整和更換，通常將其設計成與過渡板分離的形式，即過渡板和定位塊分別加工，兩者之間加上調整墊來進行調整，可采用孔定位方式，通過銷的位置精度（±0.02mm）來保證定位塊的定位精度，同時也有利于裝配及測量?？梢酝ㄟ^增減調整墊片的數目來控制定位塊在高度方向的精準定位。因定位塊的定位面和工件直接接觸，很容易造成接觸面磨損，所以，其材料要求較高，國內一般使用45#鋼，日本用S45C，并要求對定位塊其與工件接觸的表面進行淬火熱處理，使其定位面硬度達到HRC45。1.4定位銷定位銷主要是通過孔來進行定位。為了使焊件能夠準確的在焊裝夾具中定位，方便工人焊接，焊裝夾具中采用了大量的定位銷，對于一個沖壓件來說，要想對其定位，首先有兩個定位銷，一個圓柱銷，一個菱形銷，并且定位銷的直徑略小于工件上定位孔的孔徑（通常比定位孔的孔徑小0.1mm或者0.2mm)，如下圖4-5為本設計的定位銷。圖4-5本設計定位銷示意圖定位銷定位時，頭部一般為圓弧形或錐形，主要是給工件定位孔以導向作用，在夾具設計中對定位工件時定位銷的工作表面要超出工件3～5mm，一般定位銷是固定的，用螺母或者緊定螺釘連接到固定的過渡塊或過渡板上。定位銷按照使用形式進行分類，可分為固定銷、伸縮銷和擺動銷，如圖4-6所示為定位銷的三種類型的使用樣式。圖4-6定位銷的三種使用樣式定位銷不僅可以起到定位作用，還可以通過定位銷銷臺階與工件的接觸型面接觸起到接觸作用。當定位銷只起定位作用時，銷的臺階面應該與焊件表面保持5mm左右的距離，這樣可以防止定位銷因為扭矩過大而折斷，下圖4-7為定位銷的取件和放件的受力示意圖[14]。圖4-7定位銷的受力示意圖當工件的定位孔不能直接使用定位銷從其下面對其進行定位時，只能從工件的側面或者上面對工件進行定位時，一般使用擺動定位銷代替固定定位銷對工件進行定位，在設計定位銷的旋轉點的選定時，最好是將旋轉點和定位工作面處于同一條直線上。如圖4-8所示：圖4-8旋轉點與工件孔處同一平面定位銷與工件直接接觸，所以容易磨損，對其材料的要求也很高，國內一般使用40Cr小圓棒。本設計電池彎曲件的定位銷由插銷桿1、導向套筒2、支撐塊3構成，如下圖4-9所示：圖4-9本設計彎曲件定位銷示意圖1.5基板Base板大多數由槽鋼和鋼板焊接而成