工具钳工技师论文-汽车装焊夹具的制造调试

1、汽车装焊夹具的制造调试摘要：本文从汽车焊接夹具各主要部件的用途及制造安装调试方法、定位结构等各方面论述了汽车焊接夹具安装调试应当注意的问题。重点描述自己在多年汽车焊接夹具安装调试的工作经验，为今后汽车焊接夹具的制造安装调试提供了一些可借鉴的方法，提高了我公司长期以来汽车焊接夹具的制造安装调试能力。关键词：汽车装焊夹具 制造 调试随着国内汽车行业近几年的快速增长，我公司从2005年起，几乎每年都会推出一款新车型。每个新车从开发到推进市场，要求周期短，对汽车焊接夹具设计、制造、调试也提出更高的要求。这也带动了我公司汽车焊接夹具制造能力的快速成长，从以前只能以零件进行配做的方式，成长到了现在完全根据

2、数模坐标进行制造调试的先进制造方式。汽车车身壳体是一个复杂的结构件，一辆汽车的车身由数百个冲压件，经点焊、气体保护焊、以及粘结等工艺连接而成。汽车焊接夹具的功能就是为了实现车身零件的正确装配，保证零件正确搭配和完成焊接。夹具的主要目的是通过夹具上的定位销、面型块、夹紧臂等组件的协调作用，将工件安装到工艺设定的位置上快速、准确地定位并夹紧，不让工件活动位移，使在同一夹具上生产的所有工件都固定在特定的范围内，保证产品的精密性和互换性。保证车身焊接精度的一致性和稳定性。以减少工作时间，进行高效率的工作。1、焊装夹具基本构造（图1）汽车焊接夹具的基本构造：如图1-2所示，由台板、支座、立板、基准销、基

3、准面、夹紧机构（气缸、夹紧臂、U型限位块等）等组成。举升架板夹紧臂臂型面板臂立板板滑板台基准销板旋转臂臂零件板台面板支座板汽缸板 图12、各部件的用途及制造安装方法2.1.台面：用于安装夹具组件，上表面加工有坐标刻度线，用于夹具基准状况的检测（如：三座标检测用）。安装台面时应处于水平状态（工艺设计要求倾斜放置的除外）。制造安装时要用水平仪校好水平。整套夹具制造完成搬迁至生产线后，同样也要用水平仪校好水平，以恢复制造时的元件相对位置的正确性。多台连线安装的夹具，特别是采用举升运送装置的主线夹具还要同时注意整条线的夹具中心线和水平高度、夹具中心节距应符合设计要求。因为台面是整套夹具的制造与测量基准

4、，必须注意保持台面清洁、无焊渣、油污、撞击凸凹痕迹，座标刻度线清晰完整，同时严禁在上台面敲击作业。2.2、支座：用于支撑夹具立板、型面板等定位夹紧元件，焊接时要注意高度留精加工量4-6mm， 焊接后要进行退火处理以消除焊接应力，防止以后变形影响夹具的工作精度。2.3、立板：用于安装夹具型块、基准销组件、夹紧机构、导向装置等夹具组件。采用螺栓与支座、台板连接，并配圆柱销定位，同夹具组件的连接也采用高强螺栓连接，并配圆柱销定位，以方便今后调整加工时能快速恢复到原来位置。定期检查圆柱销有否松动或脱落。2.4、型面板及定位元件：型面板用于安装定位销、基准面及夹紧装置等元件。安装在立板或支座上，并用圆柱

5、销定位。基准面与型面板采用高强螺栓连接，一般会在二者之间垫两片1 mm两片0.5 mm共3 mm的调整片以方便今后夹具的调试。基准面的工作面应经过调质处理硬度在HRC48以上，坐标应与数模坐标相符，将零件支承在正确的位置上，并支撑夹具夹紧机构的夹紧力。要注意数模是没有厚度的，实际安装的坐标要增减相应的零件材料厚度。固定定位销基准面板型面板定位销的用途是将零件安装到正确的位置上，保持后续工序定位基准的一致性，保证产品焊接精度的一致性和稳定性。定位销一般分为固定式和活动式两类。固定式定位销安装时一般用螺母锁紧在安装座上让其不能活动；活动定位销作业时能往复伸缩，以方便工件装卸，一般采用气缸（气动）或

6、快夹（手动）作动力，安装时在安装座的导向孔内径向摆动量应0.2mm；销的工作段和导向定位销段的粗糙度应0.16以上以减少销的磨损和方便维修保养。定位销的安装过程是活动定位销靠板在相应的坐标位置安装好安装座以及基准靠板，并在两个安装面之间各垫两片1 mm两片0.5 mm共3 mm的调整片以方便今后夹具的调试。所有的定位销安装座以及基准靠板安装完毕后再把整套夹具放在数控加工中心上根据数模坐标做出安装孔及导向孔就可以了。经过这样的制造工艺过程做出的定位销精度与数模坐标的偏差可以控制在0.2mm以内，完全能够达到汽车焊接夹具的精度要求。2.5、夹紧机构（夹紧臂、汽缸或手动快夹、CUT块等）用于矫正变形

7、的工件、缩小工件间的搭接间隙，将工件夹紧固定在正确的位置上（基准面），避免焊接作业时工件错位或变形，确保工件焊接精度的稳定性。2.5.1、CUT限位块：使夹具夹紧臂（或带有基准销和基准面的旋转臂）处于夹紧时的稳定性（不让其摆动），确保定位或夹紧部位的准确性。CUT限位块夹紧时，各部位的闭合间隙应小于0.1mm，否则，会影响工件的装配精度。CUT限位块凸凹组件在安装时U型槽侧面和安装部位侧面间隙0.05mm，用高强内六角螺栓可靠紧固，凸凹组件啮合时不能产生碰撞（不能有异响），止动面间隙0.1mm，用手推动夹紧臂（或旋转臂）时凸凹组件不能有错动2.5.2、气缸（或手动快夹）：通过气缸（或手动快夹）

8、的往复运动，实现夹具的夹紧和松开。有时候图2型面板夹紧臂臂基准面板旋转座旋转臂臂CUT气缸（或手动快夹）并不一定起夹紧作用，而仅仅只用来做某个运动的动力传递。气缸的夹紧力可以通过节流阀、缓冲阀或调节螺栓调整合适，使夹具的动作柔和，没有明显异响，工件的被夹紧部位不能产生明显压痕或变形。2.5.3、夹紧臂：通过杠杆或四连杆的作用，将气缸（或手动快夹）的推力转化为夹紧臂（或旋转臂）的夹紧力， 实现“矫正变形的工件、缩小工件间的搭接间隙，将工件夹紧固定在正确的位置上（基准面），避免焊接作业时工件错位。”的目标。夹紧臂（或旋转臂）应有足够的强度，夹紧状况下不能产生弯曲变形，夹紧臂用手不能晃动。夹紧情况下

9、工件用手不能被搬动。 在夹紧机构安装调试过程中，一定要注意以下几个问题：、CUT限位块（一般都涂有红色标记）凸凹组件应紧固可靠无松动，止动面上无焊渣灰尘附着；夹紧状况下，用手推动夹紧臂（或摆臂）凸凹组件不能相对错动（如有错动现象，必须进一步用塞尺检查止动面间的配合间隙，若间隙0.1mm，应作更换处理。）。、作业过程中，焊枪不可避免会和夹具产生碰撞，造成夹具元件产生移位、变形。因此重要固定件要加装防动装置，悬臂件制作时要加强刚性。夹紧臂各部位的连接螺栓应紧固可靠，铰链活动销部位应润滑良好；夹紧臂在夹紧状况下，用手从上下、左右方向搬动夹臂，如有松动的现象，应进一步检查夹紧机构的其他组件的状况，以确

10、保夹具工作的可靠性。、气缸杆上的锁紧螺母不能有松动的现象、气缸不能有漏气、窜气现象，否则会产生夹不紧或夹不到位的现象；气缸上的节流阀、缓冲阀锁紧螺母应紧固可靠。手夹容易疲劳松动，影响夹紧状况，应该随时进行相应的调整，保持手夹操作时手感有“死点”顶紧的感觉，夹紧状况下，工件手搬无松动，夹紧臂不能用手晃动的现象。3、装配类型与装调方法 汽车焊接夹具的装配类型按其运动特征来区分可分为固件装配、旋转副装配、滑动副装配三大类。为提高汽车焊接夹具零部件的互换性，缩短汽车焊接夹具的的制造周期，降低汽车焊接夹具的设计制造成本，大部分汽车焊接夹具的使用标准零部件，并设计制作成可调整结构。如标准立板、定位销支座、

11、CUT、旋转座等等。根据不同的装配类型的装配零件可以选择不同的装调方法。3.1.1 固件装配是指结构件或定位件的装配，如支撑部件、固定安装方式的定位部件。由于焊装夹具的零件有较大的相似性，一般以批量加工制造而成，在装配的时候则广泛采用修配法和调整法来装配成合件。修配法是指在零件上预留修配量，在装配过程中修去零件上的多余部分材料，使装配精度满足技术要求。调整法是指利用可调整零件或依靠增减定尺寸零件（如垫片、调整垫块）进行装调的方法。其中定位圆柱销的装配是固件装配中一种较特殊的类型。夹具定位圆柱销可分为现场销和NC销两种类型。现场销是在基座上不打销孔，而只在夹具安装支座上打预孔，待全部夹具装配并调

12、试完毕以后再扩铰销孔并打入定位圆柱销。NC销则是在制造基座和夹具安装支座的时候就用数控加工中心加工好销孔，这种方式依赖于精确的汽车车体数据和完善的数控加工手段，目前国内较少采用。而我公司目前几乎全部采用这一先进方法。3.1.2 旋转副装配一种是如图2旋转座用旋转轴的结构方式，因为旋转臂上还有定位元件，因此精度要求要高一些，一般为IT6IT7。主要靠机加来保证配合精度；另一种是普通机构的旋转副装配，普遍采用铰链结构方式如汽缸连接板与型面板的连接，精度一般为IT8IT10就可以了。用调整法就可以保证精度要求。也可以采用复合选配法来达到规定的装配精度，即零件预先测量分组，装配时再在各对应组中凭经验直

13、接选配。3.1.3 滑动副装配在焊装夹具中包含滑动板（滑板台）、顶升装置、活动销等，一般涉及到导轨或导向杆的装配。安装导轨的基准面的平面度应小于0.06/100mm(IT10)，双导轨的安装还要求导轨平行度应达到0.2/1000mm(IT8)。为达到导轨安装的精度要求，可以用数控加工中心在安装导轨的位置做出合适的定位靠销或者定位靠面。首先安装导轨，安装时用C型夹将导轨靠紧靠销或者靠面后先固定导轨中间的位置，再分段测量并调整其安装位置，每测一段即拧紧相应的安装螺钉；待测量调整完毕以后从中间向两边对称拧紧全部的安装螺钉；最后将导轨滑块移至导轨中间附近，将移动板或滑板台安装在导轨滑块上不压紧螺钉进行试运行，边运行边调整、逐渐压紧螺钉。待运行完全流畅后就可以压紧安装螺钉了。汽车焊接夹具必须保证定位准确，和钣金件良好的贴合性。同时定位夹紧部位设计制作成可调整的结构可以很方便地进行装调，可以大大地缩短制造调试时间。总之，汽车焊接夹具安装调试是一个系