汽车焊接卡具设计

汽车焊接卡具设计

1 摘要

依据车体焊装线夹具设计理论，对各工位焊接夹具及其焊装总线进行规划、设计，之后进行家具建模、装配，插入焊钳确定其数量、型号及判断其可行性，最终设计出符合要求的焊接夹具。

关键词：焊接部件，基础，夹紧，位置

1介绍

装配和焊接夹具在汽车车身装配和焊接生产线与生产制造优质的汽车设备息息相关，焊装夹具，是焊接工艺的重要组成部分，装配和焊接夹具除了是完成这个过程中零部件装配的途径和定位，同时在生产线上也作为一个测试和校准程序，完成检测焊接配件和焊接质量的任务。因此焊装夹具的设计和制造，直接影响焊接过程中汽车的生产能力和产品质量。汽车焊装夹具是保证其制造质量，缩短制造周期的重要手段。因此，正确理解焊装夹具的设计要点，改善和提高焊装夹具的设计手段和设计水平，并提高夹具的调整和验证水平等三方面都是必不可少的，也是汽车制造公司在竞争中得以生存需解决的问题。

汽车的风格不同，焊接夹具的形状，因而有着很大的不同，但在设计、制造和调整都是一样的可以借鉴的。

2 焊接夹具的结构设计

焊接夹具的结构设计，要保证夹具有良好的操作方便性、装夹定位的可靠性。

焊装夹具的制造商也很容易调整，以保证结构各部分的表面有足够的空间用于调整，保证可以立体调整，在确保焊装夹具质量准确性的前提下，焊装夹具应该尽可能的简单。通常夹具上全部元件的位置都是根据设计基准确定的，保证制造出合格的焊接工装结构，根据工作高度可初步家具底板的高度，就是家具固定位置的高度，焊接夹具设计要考虑加紧方式，有手动和气动两种，手动夹紧一般是用于小件、外协件、小批量工件焊接，对于大型车体部件、规划与生产线内的、自动化程度较高的焊接夹具选用气动夹紧，汽车生产一般用气动夹紧，手工夹紧可用作辅助夹紧，这样可以减低成本，部分手动夹紧产品已拥有标准的型号和数量，需要时可以到市场上购买。对于某些装置，规定采用气动夹紧，但是如果直接采用气动夹紧，可能会损坏工件可以先由人工按位置来提供一种气动夹紧力来加紧工件，这是手动气动联合。该夹具夹紧系统

是安装在一个大平台上，所有固定在此保证焊接条件应符合设计尺寸的工件坐标系定位夹具，这牵涉到基准。

3、装配和焊接夹具的基准和他们所选择的支撑面

（1）设计基准的确定

每个夹具必须具有固定坐标系统，它的支撑基础坐标尺寸应该支持工件以及坐标对应于同样的大小。所以在整个的焊接夹具系统中，为了确保自动焊件系统的三维坐标系一致，所有的焊装夹具在该系统中必须有一个共同的基准。该基准是夹具安装平台，这是X/Y坐标，每一个具体的部件都固定在平台相应的位置，要具有相应的位置，要具有相应的高度，所以应协调Z坐标，由此建立了三维XYZ坐标系。为了方便夹具的安装及测量、安装平台必须有坐标的参考，通常有三种类型，结构如下：

3.1.基准孔的方法

安装平台设计时有四个基准孔，其中每个孔圆心坐标的两个方向、四个孔的坐标构成两条相互垂直的线。这就是XY平面坐标系统上集合。这个基准的建立相对简单，易加工，但同时使用的测量与基准精确。任何形状都是有空间点组成的，所有的几何量测量都可以归结为空间点的测量，因此精确进行空间点坐标采集，是评定任何几何形状的基础。参考一侧靠近两个基准形成的一个协调的方向。

3.2 V型检测法

这种方法只在一个过程中安装平台分为每两个90度范围，这两条轴线组成以平面安装的平台，这样平面垂直于平台，这两个轴线沟槽的表面形式XY平面坐标系统。

3.3 参考试块法

参考使用侧快垂直于三维XYZ坐标系统，通常是一个检具的底座与3到4块可直接安装在平台上，也可以添加一个轴承固定夹具平台，但需要参考快的最后一个平面来控制高度，必须保证方向一致，制造时，调整块早前面的两种方法是比

较困难的，但这种测量极为方便，尤其是使用CMM测量。该方法要求用的基准快平面加工安装平台相对较低，所以大一点的尺寸的安装平台应该使用这种方法。

3定位元件

一般工件表面特征是相对于孔或者是明显的定位参考面确定的。通常是定位销组件。分为夹紧定位和固定定位两部分。考虑焊接位置和所有焊接设备，不能影响最终焊接件的取出，要让焊接钳或者焊枪到达需要焊接的位置。对于确实有影响的定位销等要考虑采用可以活动的定位销。为了方便工件的进出，可以选用伸缩定位销，具体结构可查找手册。焊装夹具的设置应便于施工，有足够的装配、焊接空间，不能影响焊接操作和焊工观察，不得妨碍焊件的装卸。所有的定位元件和夹紧机构应与焊点保持适当的距离，或布置在焊件的下方或者侧面。夹紧机构的执行元件应能够伸缩或者转位，根据形成原理，将工件放进夹紧、定位。之后打开夹具，将工件取出。确保夹具打开和关闭没有干涉，为减少装卸工件的辅助时间，夹紧装置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撑面上，只有对刚性很好的工件才允许作用在几个支撑点所组成的平面内，以免夹紧力使工件弯曲或者脱离定位基准。里外设计时要防止在夹紧机构从夹紧到打开时夹住手。

4 焊接件的工位调动

大多数汽车焊接配件的焊接过程在几个工艺内完成，因此需要一个传动装置，通常工件在在传输之前应避开焊接夹具的干扰，第一步将工件升起，这需要使用电梯，起重机构，齿轮齿条等等，此时的齿条和齿轮机构，他们的结构加工，连接并不像完成通常连接结构站间传输的机构那样简单，有几种形式，如齿轮，齿条传动机构，传动机构，摇臂机构，由于是往复运动形式，摇臂机构的转移制造到调试比另一种更好，所以一般用用普通摇臂机构。

5结论

最近几年，汽车焊接夹具如何让正确、合理的设置辅助定位支撑，是一项极为复杂的系统问题，虽然我们已经在这方面积累了一定的经验，但在该领域还有大量的知识有待进一步的学习和研究，以便为焊装夹具设计领域的不断发展创新，提供新的理论支持。随着中国

汽车工业的发展，需要越来越多的焊接夹具。家具虽然原理很简单，但是真正的设计和制造出高质量焊接夹具系统是一项极其复杂的工程。