fixture-design(汽车焊装夹具设计)

一、夹具设计的目的设计出更好的夹具,那么焊装夹具设计的目的是什么呢?简单的说就是满足夹具焊接生产的所谓定位要求就是设计的夹具可以很好的将汽车焊接零件定位好，保证良好的焊接质基准表示说明正基准辅助基准调整基准关系S主基准面s辅助基准面H主基准孔h辅助基准孔E主基准边暂定基准的主基准面sk暂定基准的辅助基准面矫正基准临时基准的辅助基准面cs临时基准的主基准面J防止零件变形而设置的基准面O单件的模具&检具使用的基准S分总成的夹具使用的基准K分总成上检具使用的基准C总成的夹具&检具使用的基准 点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类。双面点焊时，电极由工件的两侧向焊接处馈电。典型的双面点焊方式是最常用的方式，这时工件的两侧均有电极压痕。大焊接面积的导电板做下电极，这样可以消除或减轻下面工件的压痕。常用于装饰性面板的点焊。同时焊接两个或多个点焊的双面点焊，使用一个变压器而将各电极并联，这时，所有电流通路的阻抗必须基本相等，而且每一焊接部位的表面状态、材料厚度、电极压力都需相同，才能保证通过各个焊点的电流基本一致采用多个变压器的双面多点点焊，这样可以避免c的不足。单面点焊时，电极由工件的同一侧向焊接处馈电，典型的单面点焊方式，单面单点点焊，不形成焊点的电极采用大直径和大接触面以减小电流密度。无分流的单面双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。有分流的单面双点点焊，流经上面工件的电流不经过焊接区，形成风流。为了给焊接电流提供低电阻的通路，在工件下面垫有铜垫板。当两焊点的间距l很大时，例如在进行骨架构件和复板的焊接时，为了避免不适当的加热引起复板翘曲和减小两电极间电阻，采用了特殊的铜桥A，与电极同时压紧在工件上。使用活性气体当保护气体。通常是使用CO2特点及用途:熔化极气体保护电弧焊的主要优点是可以方便地进行各种位置的焊接，同时也使用惰性气体当保护气体以避免与其他物质产生反应。惰性气体通常使用氩气Ar或氦气用途:熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金。利用这种焊接studwelding手动螺柱焊焊接的工艺过程将螺柱一端与板件（或管件）表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，螺柱一定压力完成焊接的方法。主要由螺柱焊电源和焊枪组成.电弧螺柱焊的基本原理是在待焊螺柱与工件间引燃电弧，当螺柱与工件被加热到合适温度时，在外力作用下，螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接头。根据焊接过程中所用焊接电源的不同，传统电弧螺柱焊可以分为普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊两种基本方法螺柱焊枪外形手动螺柱焊是操作者手动通过螺柱焊枪将螺柱与工件焊接融合在一起的过程，其详细工艺过程如下：焊接工艺的前提条件是焊接销栓接触工件表面，以便焊接回路随着启动命令的发出通过销栓和工件产生电气短路。起始电源稳定之后，焊枪的直线马达根据规定编程的曲线使销栓离开工件，引燃起始电流的电弧。起始电流的电弧用以引燃主电弧。焊接销栓达到其回程高度后，主焊接电流即接通，它将强化电弧，使得销栓端面和工件表面溶化。电弧在工件上以及销栓端面生成一个熔池过程中，直线电机换向。销栓通过一个可控制的机械式运动压入熔池。直线电机根据预定的静止时间停留在位置上。随着销栓浸入熔池，电弧熄灭，使得均匀的熔体凝固，并且焊枪可以在焊接电流关断之后离开销栓。备注：焊接过程随着焊枪离开销栓而结束，补加销栓后可以重新焊接。螺柱焊定位器的组成螺柱焊定位器的组成基本有以下几部分:导向套,导向套调整,螺柱焊支撑,绝缘系统,支座及驱动气缸.具体如下图所示:螺柱焊导向套与工件之间位置的设计要求下图为螺柱焊枪,导向套与工件表面之间的位置关系:螺柱焊枪嘴及导向套的大小都是标准的,它们长度方向的数值都是固定的.我们假定导向套底部与工件之间的理论距离为X,则理论上导向套底部与工件之间的位置关系为:0<X<32-200<X<12—也就是说导向套底部与工件之间的距离应该小于12mm,考虑到螺柱焊枪嘴,导向套及工件相互之间的余量,导向套底部与工件之间的距离一般5mm左右为宜.螺柱焊绝缘为了避免螺柱焊焊接时的分流而得到较好的焊接质量,手动螺柱焊的定位器通常有绝缘装置.通常螺柱焊绝缘有两种方式,一是就近绝缘,另外就是底部整体绝缘.两种方式各有优缺点,前者的绝缘效果比较好,但绝缘的部位比较多,定位块及螺柱焊导向套都需要绝缘.后者绝缘的效果相对不是很理想,但减少了绝缘的位置,给安装带来一些便利.下面主要对针对整体绝缘做下说明.上图为绝缘系统的组成,其中起到绝缘作用的部分有绝缘螺栓套,绝缘销套,上绝缘垫板,下绝缘垫板,上述主要材质为电木,但从现场的实际使用情况来看,绝缘螺栓套,绝缘销套的电木材料太脆,容易损坏,从加工角度讲也十分不利于加工,建议采用硬尼龙材料.螺栓垫板(材质为Q235)的作用主要是保护绝缘垫板,增大绝缘垫板的受力面积,从而减少了压强.螺柱焊调整的一般原则螺柱焊调整的一般原则与定位块和定位销的原则一样,都是按照车系来进行调整,但当螺柱与车系之间存在角度时可不必按照此原则,按照螺柱的相对坐标系做出调整即可,高度方向一般不调整.(一般螺柱的位置要求不是特别精确,一般公差范围比较大)特殊情况的导向套的设计螺柱焊设计时需要注意的情况就是考虑螺柱焊焊接完成后,汽缸打开时是否与螺柱干涉,设计时应注意转动点的选择.详细可参考定位销转动点的选择.但当一个气缸带多个压头时,并且螺柱的角度不同时,气缸的转动点就不能同时满足多个螺柱打开的需要,这种情况下就需要特殊形式的导向套来解决此种情况,详细见下图所示:导向套的一侧开孔避开了干涉④凸焊凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件。凸焊的种类很多，除板件凸焊外，还有螺帽、螺钉类零件的凸焊、线材交叉凸焊、管子凸焊和板材T型凸焊等。板件凸焊最适宜的厚度为0.5-4mm。焊接更薄的板件时，凸点设计要求严格，需要随动性极好的焊机，因此厚度小于0.25mm的板件更易于采用点焊。3.夹具的设计要满足汽车生产的规划要求夹具的设计要满足汽车生产的规划要求，譬如生产的节拍，焊点的分配，夹具在厂房的布置，车身零件的焊接顺序，夹具焊接的过程分析等等，这些都是夹具设计所要考虑的因素，也是夹具设计所要必须满足的要求，当夹具设计与这些因素发生矛盾时，我们要及时的与规划进行沟通和协调，必要时做出适当的更改。更改夹具或者调整相应的规划内容。1、定位销（LOCATEPIN）定位销是夹具设计的最基本元素,正常一个车身零一个菱形定位销组成.Z为定位销的工作表面，定位时工作表面起到定位做用，头部一般为锥型或圆弧型，固定销,定位销的使用方式是固定的,一般夹具的设计如果有两个或两个以上的定位销时,一般有两个定位销是固定的,其余的定位销则1123346623451ooooo3451②定位销不是水平的，而是带有一定角度或者垂子的销台面太大而与工件的定位面干涉，就要设方式一，定位销直接摆动到位，打开时自动打开，方式二，定位销手动摆动到位定位工件，设计时要注意定位销工作面要与转动点处于一机器人上件工位的摆动销摆动销的位通过以上图例可以看出摆动销转动点应与工件厚常识:摆动销设计时要有止块,且止块与转动点之间的距离与定位销与转距离的比例不应太小.一般小于等于1/3.(设计时针对结构和选用气缸的不同灵活运用2.关于涉及定位销一些问题的讨论（疑问项，仅供探讨）①加工误差和装配误差比较大（需要在生产和装配时严格控制加以改善）目前，存在压块②在夹具到现场进行功能尺寸调整的时候各个方向垫片的调整往往要大于3mm的情根据以上几种情况的分析我认为有必要增加不做支撑的定位2、定位块、压块（locator、clamper）当定位块与压块与焊枪不发生干涉的时候定位块和压块应该是基本型的工，当定位块与压块与焊枪很近时就要从多个方向和多个角度考虑定位块和压块的设压块的旋转点的选择（前提在摆动过程中不和工件干涉,影响焊钳焊接和气缸打开后能者是相近的，对于压在同一平面上的夹具旋转点，不用说大家点的连线上，而且离压紧点越近越好。对于压在不同平面上的要的是使两个压块在理论上产生相同的压力，所以就要遵守一点和旋转点的连线与工件的夹角相等，这样设计出来的每个压上述是一般定位块压块的调整，但设计的过程中往往会出现一个定位块定位两个方有效的利用气缸的行程呢？为什么标准中会选择那样的参数呢？下面我们从原理上X，Y，Z之间有如下关系：TgY1=X1/ZY1=arctgTgY2=(X-X1)/ZY2=arctg[(X-X1)/Z]Y=Y1+Y2=arctg(X1/Z)+arctg[(X-X1)/Z]arctg(X1/Z)=arctg[(X-X1)/Z](X1/Z)=(X-X1)/ZX1=X-X1X1=X/2另外从气缸自身的摆动角度来看，在此种情223145定位夹紧器是夹具的基本单元,它的设计是有一定的步骤可寻的.新的夹具设计者往往不知如何下手.是先画定位块好呢?还是先画气缸支座好呢?还是先放气缸好呢?新的设计者往往存在着这样的疑问.由于不知道如何下手,往往在设计的过程中浪费了一定的时间.下面针对这样的问题,就我对夹具设计的理解,以欧式夹具为例,简单的提出我的设计思路,仅供2.定位块打开时能保证工件顺利取出.3.定位夹紧器的设计不能影响工人的操作.4.定位器设计前应将夹具的焊枪焊点布置好.我们首先已知的就是定位夹紧信息，与其相关的设计定位块压块的设计是有一定目的的，而与此目的直接相关的就是旋转点位置的选本步主要是根据规划文件对夹具形成大致的方案的阶段，进一步验证规划方案的合理般在规划文件中有个粗规划，设计时要尽量按照规划文件中要求的数量去对焊枪选本阶段是夹具成型的关键阶段，也是与规划沟通最多的一个阶段，往往规划方案的严重时可能会将前面所做工作推翻，重新制定新的方案。需要设计者与规划做好沟通，并保持与规化一致。本阶段是设计者脑力工作量最大的一个阶段。另外本阶段可能是设计过程中反复更改局部方案最多的阶段，设计者一定要本着使用者的角度去考虑问题，如果感觉有问题，在大脑中形成唯一的习惯概念就是改！要做到不厌其烦。作为一个设计者在脑中应该有一种观念，那就是设计在怎么更改更改的次数也是有限的，而使用者是每天都在用你设计的夹具。你要让使用者夸你设计的夹具好，那是一种自豪感!如果你是一名有经验的设计者，那么请拿出你的认真严谨和经验，如果你是一名新的设计者，那么请拿出你认真的态度来，多去问多去想，多推荐推荐在夹具设计中,我所见过的缓冲器的使用大概有两种情况,一是用在物体直线运动的情况,二是用在物体旋转时的情况所选缓冲器的大小要根据所需缓冲的大小来决定,这个取决于物体的质量和运动