汽車車門焊接工藝設(shè)計(jì)

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 汽車車門焊接工裝夾具設(shè)計(jì) 一、 引言 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，汽車已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，汽車車身是汽車中重要組成部分，其重量和制造成本占了整車的40%~60%，而車門又是汽車車身中一個(gè)重要的部件，它起著密封、承載等作用。一個(gè)車門總成，必須達(dá)到以下要求：（1）有一定的剛度：因?yàn)槠涑休d了大量功能件，如玻璃，車門鎖，門內(nèi)飾板等，若剛度不足會(huì)造成車門下沉現(xiàn)象；（2） 有一定的強(qiáng)度，當(dāng)汽車承受側(cè)面沖擊時(shí)，車門時(shí)一個(gè)重要的承載部件，不過車門強(qiáng)度不夠必然會(huì)影響汽車的安全性；（3）制造精度，它直接影響車門的裝配，如果車門匹配尺寸精度

2、低，將造成漏水、漏風(fēng)等氣密性差的現(xiàn)象。由于汽車車門制造涉及沖壓覆蓋件，鉸鏈、夾具設(shè)計(jì)、包邊工藝及點(diǎn)焊和弧焊工藝等，加之其精度調(diào)試復(fù)雜，所以車門的焊接質(zhì)量是衡量一個(gè)企業(yè)白車身制造水平的重要標(biāo)志。 一個(gè)車門的制造過程為：沖壓，凸焊，點(diǎn)焊，弧焊，包邊等，而點(diǎn)焊又是其 中的重中之重。為了達(dá)到以上強(qiáng)度，剛度及精度方面的要求，在點(diǎn)焊過程中使用一副可靠的焊接夾具是極其重要的。在焊接生產(chǎn)過程中，焊接所需要的工時(shí)較少，而約占全部加工工時(shí)2/3以上的時(shí)間都是用于備料、裝配及其他輔助工作。因此，必須大力推廣使用機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高的裝配焊接工藝裝備。 焊接工裝夾具的主要作用如下： （1）準(zhǔn)確、可靠的定位和

3、夾緊，減小制品的尺寸偏差，提高零件精度和可換性。 （2）有效地防止焊接變形。 （3）使工件出于最佳施焊部位，焊縫的成型性良好，工藝缺陷明顯降低，焊接速度得以提高。 （4）擴(kuò)大先進(jìn)的工藝方法的使用范圍，促進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的綜合發(fā)展。 車門焊接夾具的優(yōu)劣在決定著車門質(zhì)量。為此，此次裝焊夾具的設(shè)計(jì)必須達(dá)到以下要求： （1）保證焊件焊后幾何形狀和尺寸精度符合圖紙和技術(shù)要求； （2）使用時(shí)安全可靠，凡是受力的各種器件，都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度； （3）便于施工和操作，定位、夾緊和松開應(yīng)省力而迅速，夾具應(yīng)使裝配和焊接過程簡(jiǎn)化，操作順序合理； （4）容易制造和便于維修；零部件應(yīng)盡

4、量標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，易于加工制作；易磨損件要便于更換； （5）降低夾具制造成本，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件。 此次所焊接的車門為VOLVO S80 左前門部件，設(shè)計(jì)了其中點(diǎn)焊的第一道工序的夾具，選用的焊接設(shè)備為懸掛式電焊機(jī)，選用的焊鉗為X型焊鉗。 本次設(shè)計(jì)所全程使用CAD技術(shù)，3D圖利用CATIA軟件繪制，2D圖利用AutoCAD軟件繪制。設(shè)計(jì)的過程中參考了一些點(diǎn)焊工藝方面的書籍，也參考了諸多焊接工裝方面的書籍，采用了一些知名企業(yè)的焊接工裝標(biāo)準(zhǔn)，借鑒了現(xiàn)有的車門裝焊夾具。以上種種都讓我收益頗多。 二， 焊接要求及焊點(diǎn)信息 左前門總成的組件有27個(gè)，其BOM表如下： 裝配 等級(jí) 零件號(hào)

5、 中文零件名稱 單車 數(shù)量 1 　 　 31218038 前門總成（左） 1 　 2 　 30649188 前門外板(左) 1 　 2 　 30796937 補(bǔ)強(qiáng)膠塊 2 　 2 　 31218042 皮帶加強(qiáng)件(左) 1 　 2 　 30763651 防盜支架(左) 1 　 2 　 30649182 前門內(nèi)板（左） 1 　 2 　 961613 凸焊螺母M6 10 　 2 　 8652544 前門鎖扣中加強(qiáng)件 1 　 2 　 30799618 窗框加強(qiáng)件(左) 1 　 2

6、　 31218302 玻璃滑槽(左) 1 　 2 　 30715022 間隔掛鉤支架 1 　 2 　 30649202 前門鉸鏈加強(qiáng)件(左) 1 　 2 　 8679210 螺母板 1 　 2 　 3503291 凸焊螺母M8 2 　 2 　 30649186 皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件(左) 1 　 2 　 30716340 防撞橫梁(左) 1 　 2 　 8652364 前門防撞梁支架（左） 1 　 2 　 8713688 　 3600 mm 　 2 　 8701441 　 1200 mm

7、 表1，VOLVO左前門BOM表 本次點(diǎn)焊是在沖壓件進(jìn)行螺母凸焊后的第一道工序，這道工序的焊接件有 4個(gè)即30649182前門內(nèi)板，30799618窗框加強(qiáng)件(左)，30649202前門鉸鏈加強(qiáng)件(左)，30649186,皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件（左）。本工序的裝配圖及其組件見圖1.1 本工序共含69個(gè)焊點(diǎn)，焊點(diǎn)分布見圖1.1。 皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件 （窗框加強(qiáng)件與前門內(nèi)板間） 前門內(nèi)板 鉸鏈加強(qiáng)件 窗框加強(qiáng)件 焊點(diǎn) 圖1，本工序組件及裝配圖焊點(diǎn)分布圖 車門焊接采用懸掛式電焊機(jī)進(jìn)行打點(diǎn)。最小焊核直徑為4.5mm，焊點(diǎn)位置

8、度公差為Φ10，焊接后焊點(diǎn)不得出現(xiàn)漏焊，虛焊，焊點(diǎn)扭曲變形等缺陷。 三、焊接夾具設(shè)計(jì)方案的確定。 1，夾具高度。 考慮到本地人的平均身高，將夾具的夾緊時(shí)的高度定為1000mm，為方便取件并考慮到夾緊機(jī)構(gòu)力臂受力足夠，夾具打開的最高的高度為1xxxmm。 2，擺放方案。 車身坐標(biāo)，車身的坐標(biāo)系統(tǒng)如圖2所示。 車的前后方向?yàn)閤方向，車的寬度方向?yàn)閥方向，垂直于地面的方向?yàn)閦方向。垂直零線在前壁板前方距離車體2000mm處的平面上，水平零線位于輪胎下方距離車架頂部500mm處，車體中心線為y=0的平面，左邊為負(fù)，右邊為正。 考慮

9、到車門整體呈扁平狀，并且為方便焊接操作，將零件的擺放方式定為車門按車身坐標(biāo)來擺放，即ZX方向與地面平行，y向?yàn)锽ASE板的法線方向。 3，BASE方案。 BASE是夾具的基本件，它要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)裝置連接成一個(gè)整體。夾具BASE的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件外形輪廓尺寸及加工條件等。設(shè)計(jì)夾具BASE時(shí)應(yīng)滿足以下要求： （1） 足夠的強(qiáng)度和剛度； （2） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便。在保證強(qiáng)度和剛度的前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單緊湊。 （3） 安裝穩(wěn)定可靠。 （4） 結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)。 （5） 尺寸穩(wěn)定且具備一定精度。 （6） 清理方便。

10、 由于夾具底板要承受相當(dāng)重的重量，綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性，標(biāo)準(zhǔn)化等，為保證夾具的剛度和強(qiáng)度，夾具的BASE板采用厚度為20mm的Q235板材或者Q255板材，板材下面用槽鋼支撐，槽鋼選用熱軋普通槽鋼，代號(hào)為GB/T707 14b。槽鋼在兩個(gè)垂直方向呈網(wǎng)狀搭接，槽鋼與BASE板通過焊接連接，焊后經(jīng)過退火處理以消除焊接應(yīng)力。BASE板的平面度0.10。在槽鋼靠近地面的底部焊接5個(gè)支腳底座。詳見附圖xx。 BASE支撐采用支腳支撐，支腳通過螺栓與BASE板上的支腳底座進(jìn)行連接。BASE外形需將板件包含在內(nèi)，BASE板外形與車門整體外形相一致。詳見圖xx。

11、4，定位方案，（孔，面定位） 定位的作用是要使工件在家具中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置，在保證加工要求的情況下，限制足夠的自由度。 （1）工件的定位原理 自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有6個(gè)自由度，即沿OX，OY，OZ三個(gè)軸向的平動(dòng)自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。要使工件在夾具中有確定不變的位置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六個(gè)自由度均被限制的定位叫完全定位；工件被限制的自由度少于六個(gè)，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生產(chǎn)中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可以采用不完全定位的方法。在焊接夾具設(shè)計(jì)中，按加工要求應(yīng)限制的自由度而沒

12、有限制的欠定位是不允許的；而選用兩個(gè)或更多的支撐點(diǎn)限制一個(gè)自由度的方法稱為過定位，過定位容易位置變動(dòng)，夾緊時(shí)造成工件或定位元件的變形，影響工件的定位精度。但是在大的鈑金件中，為了保證焊接不變形和保護(hù)工件不受外力壓垮，常常需要多設(shè)置若干定位加緊。 以下說明鈑金件的典型定位方式。 一個(gè)鈑金件由一個(gè)主定位孔和一個(gè)副定位孔及三個(gè)定位面進(jìn)行定位。定位原理如下圖所示。H為主定位孔，呈圓形（circular hole）；h為副定位孔，為了防止與主定位孔配合時(shí)出現(xiàn)過定位，其形狀呈腰形（regular slot），S為定位面。H中插入主定位銷（principle locator）以限制x，y向平動(dòng)自由度，在

13、h中插入銷配合H中的銷可以限制繞z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，3個(gè)S面相當(dāng)于三個(gè)點(diǎn)，限制板件Z向的移動(dòng)及繞x軸和y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以綜上S面限制板件三個(gè)自由度，H限制板件兩個(gè)自由度，h限制一個(gè)自由度。由此，板件得以完好定位。 圖xx.鈑金件的定位原理。 這種定位方法中，定位銷軸向須與孔平面垂直。如下圖所示的情況是不被允許的。當(dāng)出現(xiàn)板件擺放導(dǎo)致定位孔平面與BASE平面不平行時(shí)，即圖xx出現(xiàn)的情況時(shí)，定位銷的擺放仍然要保證其軸線與孔平面垂直，但是為了方便取件，有必要將銷子做成軸向可移動(dòng)的。 圖xx。銷定位必須避免的情況 對(duì)于S面的定位，需盡量保證支撐塊與支撐處平面保證垂直，當(dāng)無法保證時(shí)支撐塊與

14、鈑金件平面垂直時(shí)，允許鈑金件支撐塊呈一較小的角度。 理論上3個(gè)S面即可將一個(gè)面定位，鈑金件使用3個(gè)S面時(shí)，可能導(dǎo)致鈑金件無法放置平穩(wěn)，所以要增加支撐面以保證鈑金件的平穩(wěn)放置。當(dāng)焊點(diǎn)350mm范圍內(nèi)沒有夾持單元時(shí)，焊接時(shí)容易造成焊點(diǎn)扭曲、零件變形等缺陷，所以有必要增加加持單元夾緊以防止焊接變形。綜上兩點(diǎn)，實(shí)際生產(chǎn)中，大的板件S面不止3個(gè)，而是4個(gè)或者更多，這種情況下屬于過定位，但是這是允許的。 圖xx，支撐面的支撐方式 一般情況下，定位銷直徑D=孔的最大實(shí)體尺寸-0.2mm。支持面尺寸為20x20mm。一個(gè)典型的定位銷和支撐面機(jī)構(gòu)如圖xx所示。定位銷和S面

15、的具體幾何尺寸見《主要零件設(shè)計(jì)說明》部分。 銷子需在軸線的法平面方向具備雙向調(diào)節(jié)能力。 以下詳細(xì)闡述xx各零件的定位方式。 ①30649182 前門內(nèi)板（左） 前門內(nèi)板是一個(gè)大件，其z向長(zhǎng)度約1100mm，y向長(zhǎng)度約1100mm。其定位方式見下圖。H即為主定位孔，H限制x和z向的平動(dòng)自由度；h為副定位孔，限制繞y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7為S面，限制y軸方向的平動(dòng)自由度及繞x軸和z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。此處設(shè)置7個(gè)S面是由于板件x向和z向尺寸過大，并且7個(gè)S面周圍有密集的焊點(diǎn)。 ②30649202前門鉸鏈加強(qiáng)件(左) 3069202擺放時(shí)貼合在車門上，

16、其定位方式如下。副定位孔h為方形孔，其限制z向的平動(dòng)自由度。S1和S2貼合在前門內(nèi)板上，因此內(nèi)板具有限位作用，S1和S2限制y方向的平動(dòng)自由度。S3、S4、S5位于YZ平面，它們限制x方向的平動(dòng)自由度和繞y軸及z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。 ③30649186 皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件(左) 皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件為與車門內(nèi)板和窗框加強(qiáng)件之間。其定位方式如下：H為主定位孔，限制x方向和z向的平動(dòng)自由度，H中心與30649182前門內(nèi)板的主定位孔重合，故可用同一個(gè)銷子。h為副定位孔限制繞y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。S1、S2、S3、S4為支撐面，限制y向德平動(dòng)自由度和繞x軸及z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。由于板件與前門內(nèi)

17、板和窗框加強(qiáng)件貼合，故S面的限位作用有內(nèi)板和窗框加強(qiáng)件完成。 ④ 30799618 窗框加強(qiáng)件(左) 窗框加強(qiáng)件上半部分與內(nèi)板貼合，下半部分與皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件貼合。其定位方式如下：圖示圓形孔為H，它限制x方向和z方向的平動(dòng)自由度。圖示腰形孔為h，它限制繞y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。S1、S2、S3為支撐面，限制y方向的平動(dòng)自由度和繞x軸及z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。S2和S3并不與支撐塊的S面直接支撐，而是通過內(nèi)板支撐。 通過以上方法，四個(gè)零件已經(jīng)完全定位好。 6,夾緊方案 夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力的方向、夾緊力作用點(diǎn)、夾緊力大小。對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下： （1）夾緊作用準(zhǔn)

18、確，出于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。 （2）夾緊動(dòng)作迅速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件的表面質(zhì)量。 （3）夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，僅僅作用力是可調(diào)節(jié)的。 （4）結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單便于制造和維修。 一般的，夾緊與支撐成對(duì)存在，即假如一個(gè)零件的一邊為支撐面，該零件的另一面有一個(gè)配對(duì)的夾持面。本夾具采用的夾緊方式出于夾緊狀態(tài)時(shí)如圖xx所示， NC塊1的下表面通過螺栓緊固在連接板上，上表面作為S面的支撐面，NC塊2用螺栓緊固在壓爪上，下表面作為S面的夾緊面。壓爪通過鉸鏈1與氣缸的耳環(huán)相連，通過鉸鏈2與連接板相連。氣缸通過鉸鏈3與連接板相連。 圖

19、xx 典型的夾緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)夾緊松開時(shí)，壓爪及NC塊2通過氣缸的力作用，繞著鉸鏈2的中心沿著弧線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)夾緊時(shí)，壓爪及NC塊2通過氣缸的力作用，繞著鉸鏈2的中心沿著圖示弧線向下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)氣缸出力過大使NC塊2行程過大而壓壞工件時(shí)，限位塊起著限位作用。 此處的氣缸選用SMC公司的CK1B系列耳環(huán)式氣缸。 對(duì)于鈑金件，要使焊接時(shí)能夠可靠壓緊，對(duì)于厚度>1.8mm的鋼板，壓緊力F>50kg；對(duì)于厚度<1.8mm的鋼板，壓緊力F>30kg。根據(jù)杠桿原理計(jì)算可得出壓爪不一超過xxxmm。 這種夾緊方式能夠滿足以上四種基本要求。 （典型的夾緊機(jī)構(gòu) 氣缸選用SMC產(chǎn)品CK1A耳環(huán)式氣缸。 7，POS

20、T數(shù)量及位置確定。 連接板用螺栓固定在L支座上，L支座用螺栓固定在BASE板上。一個(gè)L支座就叫做一個(gè)POST。POST的數(shù)量及位置取決于定位銷位置數(shù)量及S面的位置數(shù)量。一般的每隔400mm需設(shè)置一個(gè)S面，以保證工件平衡穩(wěn)定，所以POST的數(shù)量也大致為每400mm。但是POST的布置不能影響焊前放件，焊接操作和焊后取件。 以下為本夾具的POST方案。根據(jù)以上各零件的定位信息，確定了POST的數(shù)量及位置。POST1上固定兩個(gè)定位銷，POST2、POST3、POST5、POST6、POST10上均固定一對(duì)支撐夾緊。POST4上固定兩對(duì)支撐夾緊塊和兩個(gè)定位銷。POST7、POST8上的NC塊為

21、異形NC塊。POST9上固定兩對(duì)支撐夾緊塊。POST2 、POST3、POST4、POST5、POST6、POST7、POST8、POST9、POST10上均帶有一個(gè)CK1型的標(biāo)準(zhǔn)夾緊氣缸。POST11上附有一個(gè)x方向活動(dòng)定位銷，此POST上有一個(gè)CQ2系列的薄型氣缸和一個(gè)MGP系列的帶導(dǎo)桿薄型氣缸。 為方便氣路分別控制不同的動(dòng)作，將POST1、2、3、4、5、6、9、10中的夾緊氣缸確定為A組。POST11中的MGP帶導(dǎo)桿氣缸為組B組，POST11中CQ2系列的薄型氣缸為C組。POST7和POST8中的夾緊氣缸為D組。 8，緊固方案。 本夾具典型的緊固方案如下圖所示

22、。所有的緊固方式必須采用兩個(gè)銷釘和若干螺栓緊固的方式。有兩個(gè)銷釘孔，兩個(gè)零件的銷釘孔中插入銷釘實(shí)現(xiàn)定位，定位后再用螺栓緊固。在兩個(gè)被緊固的零件之間必須加一墊片，以保證后期的可調(diào)節(jié)能力，墊片的厚度為5mm。緊固件要求為高強(qiáng)度內(nèi)六角螺絲，性能等級(jí)為8.8級(jí)。L支座的與BASE板之間的緊固采用M12X25的內(nèi)六角螺絲；連接板與L支座之間的緊固采用M10X35的內(nèi)六角螺栓（GB？）；NC塊與壓爪和連接板之間的緊固采用M8X40的內(nèi)六角螺絲。銷釘必須是是新的帶有螺紋的孔，以便在需要時(shí)取出。 9，焊接方式的確定，（成型+補(bǔ)焊） 確定以上POST及壓爪分布后可發(fā)現(xiàn)，共有xx個(gè)焊點(diǎn)與POST

23、發(fā)生干涉，即夾緊狀態(tài)下，焊槍無法到達(dá)這些焊點(diǎn)處。因此選擇采用歐成型補(bǔ)焊的方式，成型焊接xx哪幾個(gè)焊點(diǎn)，這些焊點(diǎn)焊好后鈑金組件已成型，可以將夾具打開，取出板件至增焊支架上進(jìn)行增焊。增焊支架不在本設(shè)計(jì)討論范圍內(nèi)，故不詳述。 10，零件設(shè)計(jì)原則。各種零件盡量標(biāo)準(zhǔn)化，如墊片規(guī)格、L支座、NC塊、壓爪等，而連接板采取可變換的原則。標(biāo)準(zhǔn)化后零件可小批量生產(chǎn)，制造夾具時(shí)可以直接調(diào)用，這樣降低了成本并且利于夾具維修。（各種零件的制造方法？NC？） 四、主要結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)說明。 本夾具總共有11個(gè)POST，使用了xxx個(gè)零件。夾具的總體尺寸為1600mmX1400mmX10

24、00mm。 （1）BASE部分 1）BASE板 附圖xx BASE板的形狀大致與車門形狀相似，BASE板的大小要超過零件大小，這樣在工作的時(shí)候可以防止車門零件被磕碰。BASE板采用材質(zhì)為Q235-A。BASE板上鉆有三個(gè)基準(zhǔn)孔。在制造時(shí)選用如圖示的右下角的基準(zhǔn)孔為基準(zhǔn)。用于安裝L制作的銷孔與基準(zhǔn)孔的公差為±0.05，同個(gè)L座下的銷孔公差為±0.02。BASE板兩個(gè)表面的粗糙度為3.2。BASE板朝上的方向的平面度為 BASE板與槽鋼支架焊接成型。 2）槽鋼支架 槽鋼選用熱軋普通槽鋼，代號(hào)為GB/T707 14b。槽鋼在兩個(gè)垂直方向呈網(wǎng)狀搭接，槽鋼與BASE板通過焊接連接

25、，焊后經(jīng)過退火處理以消除焊接應(yīng)力。槽鋼角接形式如圖： 圖xx 四周槽鋼的焊接接頭角接形式 圖xx網(wǎng)狀處槽鋼的加工試樣 3）支撐 支撐底座焊接在槽鋼支架上。下方的支撐有不同直徑的圓鋼和螺母焊接而成。其裝配圖件附件xx。 （2）POST1 POST1上只設(shè)有兩個(gè)定位銷，定位銷固定在銷座上，固定方式為擋銷限位。銷座通過螺栓和墊片與適配塊連接。適配塊通過螺栓和墊片與連接板連接。由于連個(gè)墊片垂直，所以定位銷具有雙向調(diào)節(jié)的能力。 1） 定位銷A。 一般的，定位銷定位處的直徑D=孔的最大實(shí)體尺寸-0.2mm，定位銷的公差為0/-

26、0.10。定位銷采用的材料為20Cr，要求滲碳處理，滲碳深度為0.8~1.2mm；淬火處理至HRC58~62，銷子的銳邊需倒鈍，定位銷做表面氧化處理。 定位銷A作為皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件的主定位銷和窗框加強(qiáng)件的副定位銷。由于窗框加強(qiáng)件副定位孔的直徑為8.1mm，皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件主定位孔的半徑為10.1mm，最底層的車門內(nèi)板上的孔為一過孔直徑為12mm，三個(gè)孔的中心在同一直線上，該直線與y軸平行。由下至上，三層板的厚度分別為0.7mm，1.2mm，1mm，且該處窗框加強(qiáng)件與皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)版之間的距離為0.78mm。故定位銷A可設(shè)計(jì)為臺(tái)階銷，臺(tái)階的下級(jí)作為皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件的主定位銷，臺(tái)階的上級(jí)作為窗框加強(qiáng)件的

27、副定位銷。其定位方式如圖xx所示。其零件圖 圖xx 定位銷A的定位原理及方式 2）定位銷B，定位銷B作為作為車門內(nèi)板的主定位銷。其直徑為孔直徑最大實(shí)體尺寸-0.2mm，公差為0/-0.1mm。其零件圖件附圖xx。 3）銷座 銷座用于固定定位銷，由于定位銷下部有一錐度，當(dāng)一個(gè)銷釘卡住定位銷的錐面時(shí)，將定位銷限位。銷座上有銷釘孔和螺紋孔，可以固定在適配塊上。其外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 4）墊片。 墊片為本夾具的通用規(guī)格。墊片起調(diào)節(jié)作用，其基本形式為3個(gè)相同大小的孔，孔的直徑為9.5mm，比螺紋孔和銷釘孔直徑大。墊片厚度為5mm。墊

28、片材料為Q235-A，表面磨光氧化處理。其外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 5）適配塊 適配塊用于固定銷座。并且在兩個(gè)方向上設(shè)有銷釘孔和螺紋孔，這樣可以在兩個(gè)方向燒傷安裝墊片，以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的雙向調(diào)節(jié)能力。適配塊的材料為Q235-A其外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 6）連接板 連接板用于固定適配塊。連接板固定在L支座上。連接板上設(shè)有一組用于與L支座裝配的螺紋孔與銷釘孔，其基本形式為兩個(gè)銷釘孔用于定位，四個(gè)螺紋孔用于緊固。兩個(gè)銷釘孔之間的公差為±0.02。連接板采用的材料為Q235-A，表面磨光氧化處理。其外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 7）L支座 L支座鑄造而成，其材料為ZG20-35。

29、鑄造制作要承受較大的力，所以采用加強(qiáng)肋的形式。鑄造后需機(jī)加，用于連接的表面粗糙度為1.6。相對(duì)表面的垂直度要求為0.03。其總高度有425、405mm、330、300mm、250mm、205mm六種規(guī)格，不同規(guī)格的L支座僅有數(shù)值方向上的高度尺寸及加強(qiáng)筋的高度尺寸不同，其余均為相同尺寸。高度為330mm的L支座的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 （3）POST2 POST2擁有一對(duì)支撐壓緊。POST2的墊片采用同POST1的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。L支座基本形式與POST1中的L支座一樣，其總體高度為250mm。 1）NC塊1。 NC塊基本形狀為L(zhǎng)型，NC塊應(yīng)盡量避免異形。NC塊的材料為Q235-A。N

30、C塊1的作用是夾緊片件，故要求夾緊面的形狀精度較高，夾緊面與NC塊的主體面存在一定角度。具體的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 2）NC塊2 NC塊2作為起支撐作用，故其支撐面的形狀精度也較高，支撐面與NC塊的主體面存在一定角度。具體的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 3）限位塊公，限位塊母 限位塊起限位作用，限位塊公用螺栓緊固在壓爪上，限位塊母用螺栓緊固在連接板上。當(dāng)壓爪向下壓時(shí)，限位塊公作用在限位塊母上，從而防止氣缸行程過大而壓壞零件。限位塊的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 4）壓爪臂。 壓爪臂由一個(gè)臂塊和側(cè)邊兩個(gè)小件組成。臂塊末端用于連接氣缸末端的耳環(huán)，組成鉸鏈。側(cè)邊兩小件與連接

31、塊連接組成另外一個(gè)鉸鏈。側(cè)邊見與臂塊采用焊接的方式連接在一起。焊縫高度為5，焊后應(yīng)打磨使焊縫光滑，焊后需失效消除應(yīng)力。連接板的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 5）連接板 連接板的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 （4）POST3 POST3設(shè)有一對(duì)支撐壓緊機(jī)構(gòu)。其L支座選用205mm的規(guī)格。連接板的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 （5）POST4 考慮到兩個(gè)S面較近，在POST4上布置兩對(duì)支撐壓緊，NC塊為異形，壓爪臂為異形。POST4上有兩個(gè)定位銷，連接板為異形。墊片、適配塊與之前所用的型號(hào)一致。 1）定位銷 定位銷C同定位銷A一樣，由于該銷所處的環(huán)境與定位銷A完全一樣的，設(shè)計(jì)

32、為臺(tái)階銷形式，其零件圖見定位銷A的零件圖。定位銷D作為內(nèi)板的副定位銷，由于腰形孔的直徑為20mm，故其形狀與定位銷B一樣，其零件圖件定位銷B的零件圖。 2）L塊。 L塊用于固定NC塊，這樣使NC塊具有了Z軸方向的調(diào)節(jié)能力。L塊緊固在連接板上，其緊固原理仍為兩個(gè)定位銷定位和一顆螺母緊固。 3）NC塊 共有4個(gè)NC塊。NC塊1,3用于支撐，NC塊2,4用于夾緊。其中NC塊3為異形NC塊。四個(gè)NC塊的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 4）連接板 連接板為異形連接板。由兩片型板焊接之后進(jìn)行機(jī)加。其外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 5）壓爪臂 壓爪臂為異形。由兩片型板焊接之后進(jìn)行機(jī)加。其外形

33、尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 （6）POST5 POST5上設(shè)有一對(duì)支撐夾緊。限位塊、墊片為通用規(guī)格。L支座高度為425mm。連接板規(guī)格與POST3一致。 NC塊、壓爪臂的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 （7）POST6 POST6上有一對(duì)支撐夾緊。壓爪臂、連接板規(guī)格與POST5上的規(guī)格一致。L支座選用高度為405mm的規(guī)格。墊片、限位塊為通用規(guī)格。 NC塊1和NC塊2的形狀尺寸和技術(shù)要求分別見附圖xx。 （7）POST7 POST7上擁有三對(duì)支撐夾緊，且三對(duì)支撐夾緊均為異形，形狀復(fù)雜。由此壓爪臂和適配塊也為異形。L支座高度為405mm，連接板規(guī)格同POS

34、T6上的連接板。NC塊、適配塊和壓爪臂的形狀尺寸及技術(shù)要求分別見附圖xx。 （8）POST8 POST8上有兩對(duì)支撐壓緊。由于此處有兩對(duì)支撐夾緊，且空間位置相對(duì)狹窄，所以可以將支撐塊可以設(shè)計(jì)為兩個(gè)支撐面的形式。這種異形的支撐塊為平板線切割到所需形狀后焊接而成。夾緊塊也有一個(gè)為異形。在上臂設(shè)有兩個(gè)壓緊NC塊。連接板與POST7一致。L支座高度為405mm。墊片、限位塊為通用規(guī)格。NC塊及壓爪臂的形狀尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 （9）POST9 POST9上有兩對(duì)支撐夾緊。L支座的高度為330mm。由于此處壓爪臂叫長(zhǎng)，因此制造時(shí)需保證零件的額強(qiáng)度、剛度。淬火處理之HRC60。NC塊、壓爪臂

35、及連接板的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 （10）POST10 POST10上只有一對(duì)支撐夾緊。壓爪臂、連接板、L支座與POSTxx規(guī)格一致；NC塊的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 （11）POST11 POST11上設(shè)有一個(gè)活動(dòng)的多功能銷。多功能銷的結(jié)構(gòu)如圖xx所示。 定位銷 壓板 導(dǎo)向槽 銷釘孔 圖xx.多功能銷壓緊狀態(tài)下的圖示。 它由一個(gè)定位銷和兩個(gè)壓板組成。定位銷通過外形定位Z方向的自由 度，銷子在Z方向上鉆有大小為16X30mm的通孔，用于使壓板伸出銷外進(jìn)行壓緊。在x方向上也鉆有一個(gè)16X24mm的孔，用于容納壓板。壓板上設(shè)計(jì)有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽安裝在

36、固定的銷子上，壓板上的銷釘孔通過銷與CQ2氣缸的耳環(huán)相連。當(dāng)氣缸向-x方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于導(dǎo)向槽的導(dǎo)向作用，使壓板在Z方向張開，并且沿-x方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)壓緊動(dòng)作。當(dāng)CQ2氣缸向+x方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于導(dǎo)向槽的導(dǎo)向作用，使得壓板在Z方向收縮，并且沿+x方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)松開動(dòng)作。 此外多功能銷還有一個(gè)銷座，用于固定多功能銷。銷座由定位板和安裝座組 成。定位銷下部的法蘭被固定在安裝座與定位板之間，從而實(shí)現(xiàn)多功能銷的定位夾緊。 各零件的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖xx。 銷座固定在CQ2氣缸上，CQ2氣缸固定在調(diào)節(jié)板上，調(diào)節(jié)板固定在MGP 氣缸上。MGP氣缸再通過L支座固定在BASE板上。M

37、GP氣缸如圖xx所示。 圖xx.MGP系列帶導(dǎo)桿薄型氣缸。 五、工作原理及使用說明（裝夾、取件方式&順序）。 （1）當(dāng)夾具處于松開狀態(tài)時(shí)，各壓爪位于最高點(diǎn)，活動(dòng)定位銷位于-x方向。使用時(shí)先將前門內(nèi)板（左）放入夾具，再放入皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件，接著放入窗框加強(qiáng)件，A組氣缸夾緊。然后讓B組氣缸夾緊，MGP帶導(dǎo)桿氣缸朝+x方向運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)銷伸入前門內(nèi)板左的過孔。接著放入鉸鏈加強(qiáng)件，C組氣缸夾緊，CQ2薄型的氣缸向-x方向運(yùn)動(dòng)，使得活動(dòng)銷內(nèi)的夾進(jìn)裝置向-x運(yùn)動(dòng)并且張開，力作用在鉸鏈加強(qiáng)件上。此時(shí)所有零件已經(jīng)完好定位和夾緊，可以對(duì)工

38、件進(jìn)行打點(diǎn)焊接。 （2）當(dāng)焊接完成后，C組氣缸率先打開，活動(dòng)銷內(nèi)裝置往+x方向運(yùn)動(dòng)，并且收縮至銷內(nèi)。接著ABD組氣缸同時(shí)打開，此時(shí)夾緊氣缸松開，壓爪位于最高點(diǎn)，CQ2薄型氣缸向-x方向運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)銷的拉出內(nèi)板件范圍。此時(shí)恢復(fù)至夾具松開的狀態(tài)，取出零件。進(jìn)入下一個(gè)焊接循環(huán)。 六、調(diào)試、保養(yǎng)及維護(hù)要求。 夾具在裝配完成后一般都與設(shè)計(jì)存在一定誤差，所以在裝配時(shí)應(yīng)確保夾具與設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)相符合。如果夾具狀態(tài)不滿足要求，需進(jìn)行調(diào)試，如果誤差較大需要拆卸重新組裝。如果誤差較小，由于所設(shè)計(jì)的定位銷有兩個(gè)方向的調(diào)節(jié)能力，NC塊有一個(gè)方向的調(diào)節(jié)能力，因此可以根據(jù)誤差的大小對(duì)夾具使用厚度為0.5mm的開口

39、墊片進(jìn)行調(diào)節(jié)。有必要時(shí)，可以對(duì)NC塊的面進(jìn)行打磨修復(fù)。 如進(jìn)行調(diào)試定位銷及NC塊由于長(zhǎng)期作用，受到磨損屬于消耗品，因此需備好備件。氣缸保養(yǎng)？ 保養(yǎng)需注意防塵等。 七、總結(jié)。 大多數(shù)焊接工裝是為某種焊接組合件的裝配焊接工藝而專門設(shè)計(jì)的，屬于非標(biāo)準(zhǔn)裝置，往往需要根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)條件和實(shí)際需要自行設(shè)計(jì)制造。本次車門焊接夾具的設(shè)計(jì)亦不例外。焊接工裝設(shè)計(jì)室生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的重要內(nèi)容之一，也是焊接生產(chǎn)工藝的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容之一。對(duì)于汽車、摩托車和飛機(jī)等制造業(yè)，可以毫不夸張的說，沒有焊接工裝夾具就沒有產(chǎn)品。通過在工藝設(shè)計(jì)時(shí)提出所需要的工裝類型、結(jié)構(gòu)草圖和簡(jiǎn)要說明，在此基礎(chǔ)上完成詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計(jì)及全部圖樣。 工裝設(shè)計(jì)的質(zhì)量對(duì)生產(chǎn)效率、加工成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)安全等有直接影響，為此，設(shè)計(jì)焊接工裝時(shí)必須考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和藝術(shù)性等。 在夾具設(shè)計(jì)和制造過程中，普遍存在尺寸鏈為題。在把零件組裝成裝配體的過程中，也就是將零件上有關(guān)尺寸進(jìn)行組合和積累。由于零件尺寸存在制造誤差，因此裝配時(shí)也就會(huì)有誤差的綜合和積累。積累后形成的總誤差將會(huì)影響機(jī)器的工作性能和質(zhì)量。這就形成了零件的尺寸誤差和綜合誤差之間的相互影響關(guān)系。因此合理地確定零件的尺寸和形位公差顯得尤為重要。 八、參考文獻(xiàn)：