白车身焊接夹具的结构设计示例

汽车白车身焊接夹具的结构设计

一、焊接夹具的设计方法与步骤

1．在设计焊接夹具之前，应首先了解生产纲领、产品结构特征、工艺方法及生产线布置方式，作好充分的准备。参照国内外先进的夹具结构，并结合实际情况确定夹具总体方案。诸如是固定夹具还是随行夹具，机械化、自动化水平是高是低，几种车型主要夹具是否混型共用等。要准备好的工艺文件包括工序卡，技术协议，产品数模，夹具式样书，焊点文件。确定使用那种标准件，那种气动元件以及甲方的特殊要求。

2. 根据焊件结构特点及所需焊接设备（焊枪或CO2）型号、规格，确定定位及夹紧方式（如果有式样书直接按照式样书上的夹紧定位方式即可）；同时根据冲压件的工艺特点及后续装配工艺的需要选择合适的定位点及关键定位点。大部分厂家已经规定好了零件定位的RPS孔和RPS面，不需要我们在制定定位基准了。但是大家也一定要了解如何确定定位的基准孔和基准面。

3. 主体机构确定后，便可确定辅助装置。如水、电、气回路，气、液动元件以及覆盖件外部焊点所需保护铜板等。

4. 按照确定好的定位点开始3D 设计。定位块要求在定位面的法向有3mm 的调整量。定位销要求在与定位孔中心线垂直的平面上有两个方向的调整量。

5. 在进行夹具的具体结构设计时，应尽可能多的采用标准化元件，或提高自身的通用化、系列化程度。

二、焊接夹具的组成、结构及要求汽车焊接夹具通常由夹具地板、定位装置、夹紧机构、测量系统及辅助系统等五大部分组成。

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（一）夹具底板

夹具地板是焊接夹具的基础元件， 它的精度直接影响定位机构的准确性， 因此对工作平面的平面度和表面粗糙度均有严格的要求。 夹具自身测量装置的基准是建立在夹具底板上，因此在设计夹具底板时，应 留有足够的位置来设立测量装置的基准槽和基准孔， 以满足实际测量的需要。 另外，在不影响定位机构装配和定位槽建立的情况下，应尽可能采用框架结 构，这样可以节约材料、减轻夹具自重。 在甲方没有指定的情况下，夹具的底板采用如下的规格： 圧 L L.

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1、BASE长度在1m以内的，使用厚度16-18mm的板。型钢使用14#槽钢。

2、BASE长度在1m -2m之间的。使用厚度为20 —22mm的钢板。型钢使用16#槽钢。

3、超过2m 的使用大于等于25mm 厚的钢板。型钢使用20#以上的槽钢。

4、BASE 为焊接结构件。焊接后要进行退火去应力处理。表面要做防锈处理。

并且在BASE 面内刻线。

（二）定位装置

定位装置中的零部件通常有固定销、插销、挡铁、V 型块，以及根据焊件实际形状确定的定位块等。

1 ．因焊接夹具使用频率极高，所以定位元件应具有足够的刚性和硬度，以保证在更换修整期的精度。一般采用45#钢。型面要求表面淬火。定位销要耐磨并且有一定的刚度。一般采用40Cr 调质，表面镀铬处理。压紧部分的要求与定位部件的要求一致。

定位销又分为固定、摆动、伸缩这几种。

当工件上的定位孔的中心线与BASE 面垂直（垂直于取件方向），且定位销在工件的下面的时候，采用固定销。当定位销的轴线于BASE 面（或取件方向）有角度的时候采用伸缩销。这时如果定位销在工件的上面则采用

摆动销。在使用摆动销的时候注意旋转点的选择。原则是以旋转点为中心所

画的圆于摆销的中心线相切。如下图：

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2. 为便于调整和更换主要定位元件及使夹具具备柔性的混型功能，定位机构应尽可能设计成组合可调式的。

3. 标准化设计。

按照现有的厂标件的标准统些能够通用互换的零件。例如L座、S TOP、导向板、调整垫片等。我们也要不断从各个厂家中的标准件中取优去劣,总结出自己的标准件•在这个行业中迟早会有我们自己的行业标准件，因为只有标准统一了才能够使我们这个行业有更大的竞争力•才能向更快更好更高的目标发展.

（三）夹紧机构

汽车焊接夹具的夹紧机构以快速夹紧机构（手夹）和气动夹紧机构为主。快速夹紧

机构具有以下优点：

1 快速夹紧器，其结构简单，从自由状态到夹紧状态的角度可以自由的调整，主要用于批量较小生产纲领较低的生产线。在车型前期的试制（样车）时经常使用。

2 快速夹紧器根据需要可几个串联或并联在一起使用，达到二次夹紧或多点夹紧的目的。另外对定位精度较低的焊件能实现夹紧和定位同时进行，消除了专用定位元件。它还能通过转换其机构组成发挥更多作用，应用范围较广

3 配以螺纹调节压块，可纠正焊件变形，保证焊点搭边能紧密配合，不产生脱焊、虚焊现象，提高焊接质量。

气动夹紧机构具有夹紧和打开速度快，压紧力量大，定位准确的优点。是现在焊装线普遍采用的一种夹紧方式。用于生产纲领高的大批量生产。使用不同种类的气动元件相互配合就能实现复杂的定位夹紧机构和不同的功

典型定位夹紧单元选取帮助

1、根据操作簡度确宦BASE板岛皮，从血确宦爪紧点A至BASE板表山|的距离Y （见图一）

2、根据气缸行程及B值的大小确泄C值（见表一）

3、根据Y值确定钱接点距BASE板表而距离H1 （取整）

, 根据压紧点A至「•件边缘的距离X,确定狡接点距压紧点A的距离H2 （即垠大阻力

、臂），保证H2-XN50

5、根据阻力臂H2的大小选取压杆的B值及气缸行程大小（50、75、100、125、150〉

6、注意H1取值时，保证气缸底部跖BASE板距离尽届大JTOmm.特殊情况下BASE板应71

7、当需要压杆打开的高度较低时，町以适当降低H1和B的值

8、表中列出了八种定位關形式的参数，其中带*的为优选结构

Q表屮的C値仅为推荐値，设计时根据丈际需要可以适当调整值的大小，但必须对压'

穴A作运动模拟，使其在运动过程中不发生干涉，同时压杆打开后可以顺利取出工

勺

10、表中H2的值为最大阻力酉，设计时压杆的此长度应小于此数值

表中的数值均为压紧力为40kg时的情况，当压紧力需要増加时相应按比例改变

H2M

11、值：出J设汁需要将H2值加大时，则压紧力相应减小：出H2值特别大时，町以N

使用缸径为80的气缸，结构见典熨结构。