汽车焊装夹具设计基础

汽车装焊夹具设计基础

汽车行业在我国的工业领域中占有着重要的地位，随着我国经济的发展，汽车业在近几年也有了突飞猛进的发展。汽车的先进性、科技性、品质性也在迅速的增长。汽车的产量、质量的提高涉及到众多方面的提高，包括原材料、工艺、工装设备、企业的经营状态和管理方式等等。

汽车装焊夹具是汽车生产工装设备的重要部分。就我了解和掌握的一些装焊夹具设计知识写出来和大家一起讨论学习。

在设计装焊夹具之前要对汽车以及汽车各个部位有一定的了解，下面分别介绍：

一、 车的基准线、坐标线 CAR LINE（以下简称车线）

车线是表示汽车的基准线，各个汽车厂家的车线基准零点是相同的，都是车前轮中心和车宽方向中心的交点。通常所说的车前、车后、左侧、右侧是指座在驾驶员的位置上看，前进方为车前，反之为车后，左手位为左侧，右手位为右侧，一般在车宽方向遵循左负右正的原则（日产系为左正右负）。

车长的表示有：X、L、TL

车宽的表示有：Y、W、BL

车高的表示有：Z、H、WL

以上的表示方法因不同的汽车厂家而不同。

具体见图示1来加深理解。

车宽 车长

X

图示1

二、 汽车车体及构成部件

车体组成的主要部件有：地板、左右侧围、前后车门、发动机盖、行李箱盖、顶盖、顶盖前后横梁、前后防撞杠、前后翼子板等等，每个部件都由若干个零部件组成。从结构上讲，焊接的散件都是有空间形状的冲压成型件，不但存在由于刚性差引起的变形以外还存在着一些回弹变形。要将两个或两个以上的零部件组合成一个部件都需要由相应的独立夹具来完成。

详见图示2加深理解。

顶盖

顶盖后横梁

顶盖前横梁

后窗台板

右侧围

后防撞杠

前风窗下横梁

后裙板

地板

前防撞杠

左侧围

图示2：车体的主要构成部品

三、 紧单元几种类型

装焊夹具有单个或多个夹紧单元组成，夹紧形式分气动夹紧、手动夹紧、混合夹紧、手持。每个单元的构成都是由基本支撑夹紧单元演变而来，所以先掌握最基本的设计思路是很重要的。首先初学者应该先了解一个夹紧单元的构成以及各个零件的行业名称，先对它有个感知上的认识。零件的名称各个公司的叫法不同。

下面的几个图示为不同类型的基本夹紧单元范例（以气动夹紧为主），各个零件的名称为我公司叫法。

1.单纯的支撑夹紧类型

夹紧臂 CLAMP ARM

CYLIDER 夹紧块CLAMP

支撑块 GAUGE

GAUGE因材料的不同会有不同的安装方式

调整垫片

HENGE PIN

图示3

2. 有定位销的类型

汽车焊装夹具就是用来把多个具有空间曲面的冲压件组焊在一起，由于冲压件是薄板，刚性差又容易变形，所以在相互组焊时定位元件很重要，定位销是主要的定位元件。定位销通常分主定位销、次定位销，主定位销为圆形销，次定位销为菱形销，关于定位销的要求以及位置都会在仕样书中给出。定位销的形式可分为固定式和活动式，活动式可分气动和手动两种。根据板件定位的具体情况定位销可以安装在型板或夹紧臂上来完成其功用。

图示4

图示5：定位销为活动式 图示６：夹紧臂上安装定位销夹紧臂上安装活动销的形式在这里就不以图例说明了，其形式和图示５基本相同，只是安装位置有所不同而已。

３.有夹紧无支撑的类型

设计此类型的夹紧单元时必须加限位

块CAUCHER或STOPPER，为了防止对

板件造成损坏，如图示７。什么样的场合

应该用哪种限位块，在后面的内容有详细

介绍。

４.有支撑无夹紧的类型，如图示８。

５.单纯定位销的类型，如图示９。

图示7

第４、５这两种类型的夹紧单元设计起来相对简单些，其他复杂单元无非就是这几种类型任意组合或在此基础上增加或减少相应零件。

图示８ 图示９

６.双极夹紧单元

如图示10这种类型的单元设计起来相对复杂些，但也是以前几种类型为基础。

7. 使用H-LINK型连接板的夹紧单元

此类型的夹紧单元和普通LINK连接的夹紧单元相比较，CLAMP打开的的角度大，而且压头在打开状态下比普通LINK连接的相比高度要低一些，其运动轨迹不是一个同半径的规律曲线。

四、设计中的几点注意事项

汽车装焊夹具的特点就是组件到部件再到总成的一个组合过程。每一个过程既相互独立又承前启后，所以每个过程的焊接精度和质量都会影响到最后总成的焊接精度和质量。汽车焊装夹具的设计要在满足功能要求的情况下结构尽量简单而美观，还要便于焊接操作以及保证焊接时的良好空间性。夹具的结构设计中会有一些要点需要注意，下面分别作以介绍。

1. 以图示10为例设计双级单元时要注意的问题：

１）、第一级气缸要有足够的输出力。

２）、第一级连接板LINK的销孔为Φ16H7，HUSH为JDB 162216（嘉善），在型板两侧要加侧垫片WASHER，型号为JTW-18。

注意不要忘记型板两侧的安装螺孔。

３）、第一级气缸带动的活动型板必须安装限位块，目的要保证夹紧精度和防止车体板件出现压痕、凸凹等板件变形的损坏。

第一级气缸

图示10

2. 以图示4为例，一级夹紧单元通常我们设计规定A处要有轴套BUSH，

夹紧臂CLAMP ARM的销孔大小为Φ14H7，轴套BUSH的型号为

SF-1 1215（嘉善）。B处根据客户要求而定，如果要加BUSH的话，型板的销孔大小、BUSH的型号和A处一样，C处一般不加BUSH。

3. 单元的具体结构设计时要求每个零件的外型尺寸（除了和板件接触部

位）以及各个零件之间的装配尺寸（除了两个零件之间的装配有角度）都是整数值，而且要求和车线之间的距离也为整数值。在有定位销的情况下，因为定位销的坐标值一般多数为小数，所以销子的安装孔在销子支座的位置数值为小数，但销子支座的装配尺寸和外型尺寸必须是整数值。参照图示11可加深对上面内容的理解。

一般也为小数（为保证气缸与旋转点的整数关系）

图示11

4. 对尺寸较大的型板可以考虑减重，在较大空白地方掏空，但要保证强度。

减重没有具体的规律可循，可根据具体情况而定。如图示12所示

5. 图示13为例，A、B、C、D的尺寸在设计中有规定，从图中可以看出此