汽車白車身焊裝夾具設計

汽車制造水平是指一個國家的科學技術發展水平，在促進世界制造業發展方面發揮著非常重要的作用。同時由于汽車制造企業的生產規模比較大,技術與資金高度密集,經濟與輻射具有強大的帶動作用,在整個機械制造行業中占有至關重要的地位。而在汽車制造的整個過程中必不可缺的就是焊接程序,而且還占有很大的比例,因此焊接所使用的焊裝夾具也就自然而然地成為重要的設備之一?；趯ζ囐|量和性能的考慮,焊接時所用的焊裝夾具設計的重要性就可見一斑了。白車身是由許多沖壓鈑金件焊接而成,焊接夾具就是將部分車身定位夾緊,然后由工人或者自動焊接機器人焊接而成。夾具的主要功能是定位和夾緊。定位分為銷定位和型面定位,夾緊是通過壓塊和定位塊夾緊工件表面來實現。夾緊的動力通過氣缸來實現,有時候也需要手動夾鉗來實現。汽車車身是汽車四大部件(車身、電器、底盤系統、發動機系統)之一,其性能好壞決定了汽車的基本形狀、大小及用途等方面的質量優劣。汽車的車身制造主要是先用薄板沖壓的零件焊成一定的組合件,再由此組合件及其零件焊接成形,因此焊接是車身制造成形的關鍵。采用各種形式的焊裝夾具來夾緊零件是焊接過程的重要步驟,此步驟決定了各個零件在每個焊接處的相互位置和貼合度是否合適,尤其是門和窗等孔位之間的位置。在汽車車身焊接總成裝配焊接過程中,采用了大量的焊接裝配夾具,它的主要作用是:1)在裝配過程中使被裝配的沖壓件、合件及總成件進入準確的位置,在焊接時控制焊接變形,最后達到焊接結構的尺寸要求。2)提高裝配焊接工作的勞動生產率,減輕操作人員的勞動強度,在一定程度上降低產品成本,提高經濟效益。3)為批量生產提供有力的保障,便于實行流水線及自動化的生產。與焊接夾具的合并使用在焊裝生產過程中,采用的焊裝夾具種類較多,分類方法也較多。按焊裝夾具的功能可分為裝配定位焊夾具和焊接夾具等。但在實際的焊裝夾具設計與制造過程中,往往是兩者合并使用,即在焊接夾具上同時具備裝配定位及焊接的雙重功能。各種焊裝夾具由于用途不同,都有其自己的特點及要求,汽車焊裝夾具上的所有元件位置一般都是通過直接設計夾具來確定其基準,制造出適合結構的焊裝夾具。但作為夾具又有它們的共同之處,焊裝夾具的一般要求和特殊要求分述如下:1.平焊時夾具優化1)保證產品的形狀和尺寸符合圖樣和技術要求。2)應使焊接和裝配工作在最有利的狀態下進行,如焊接應在平焊位置進行等。3)夾具的結構應開放,操作方便。必要時可在焊裝夾具骨架上切去影響開敞性的部分,以改善焊裝夾具的開放性。4)工件的定位夾緊應迅速,從夾具中取、放件要方便等。5)降低夾具的制造成本。焊接夾具的設計結構應簡單,制造和維修相對變得容易,應盡量采用標準化的夾具元件。2.焊裝夾具設計工藝1)考慮到焊后工件尺寸的收縮變形,要求夾具上定位件間的尺寸,比工件圖樣尺寸應放大一些,使焊后的工件成為一個整體時,應較容易從焊裝夾具上取下。2)符合焊接工藝要求,滿足生產,在操作過程中便于操作,不得與焊鉗存在干涉。3)汽車的年產量決定焊裝夾具的自動化水平和焊接位置的配制。為了提高汽車的生產率,可以用氣缸一次性完成焊裝夾具的夾緊與松開動作,根據焊裝夾具的自動化水平應用自動的傳輸裝置來運輸工位。4)焊合件是由兩種或者兩種以上的沖壓件經過焊接后形成的工件,若干小的焊合件組裝成大的焊合件,最后由大的焊合件形成前圍焊合件、地板焊合件、后側焊合件、頂蓋焊合件等四種焊合件,并用此四種焊合件焊接成汽車駕駛室。因此根據駕駛室的生產過程來對焊合件進行合理的分割,并根據分割的焊合件來設計合適的焊裝夾具。這樣既利于保證產品的質量,又可提高車身的焊接生產率。焊接夾具的設計焊裝夾具是產品生產時焊接所用到的輔助工具的一種,其功能是準確迅速地把需要焊接的零件進行定位并在預定的位置上固定。焊接夾具作為焊接的重要輔助工具,是金屬焊接工藝中用于維持并控制焊接產品的外形,同時使焊接工人操作方便,提高產品的生產速度。在焊接產品剛出現時,所用的焊接夾具結構比較簡單,容易設計,因此沒有引起行業的重點關注。直到汽車在近代產生并廣泛地應用在交通運輸中,焊接夾具的重要性才逐漸顯現出來,并且隨著汽車制造業的發展,逐漸形成一項專門的技術并具有獨特的設計理論方法。(1)結構特點由于汽車焊裝夾具的結構非常復雜,體積也比較龐大,因此為了便于制造、裝配、維修和檢測,必須對焊裝夾具進行結構分解。汽車車身的總裝夾具一共有三個裝配基準:底板、右側圍和左側圍,而且車身的平面都要求加工上基準槽與坐標線,其定位夾緊的組合單元應嚴格的按照各自的基準槽來進行裝配、檢測,最后把三大部分組合成一套完整的夾具。(2)定位特點汽車車身焊裝夾具目前主要用的是沖壓件的曲面外形。由于在車身的曲面上拉延和壓彎后成形了臺階、整形的平臺、工藝孔定位、裝配孔、外部邊緣、修邊窗口等,要求焊裝夾具的定位元件必須具有特殊的形狀。焊裝夾具在定位的時候要對被焊接的工件分別進行定位,保證沒有相互干擾;其次在固定定位元件的時候要充分地利用每個工件裝配的相互依賴關系來進行自然定位支承。(3)夾緊特點在汽車車身的沖壓件完成裝配后,還要用到電阻焊。采取這種措施就可以避免工件承受扭轉力矩,如果工件的重力與焊接時的加壓方向一致,那么焊接壓力就可以阻止工件產生彈性變形,并且還能同時保證準確的裝配位置以及定位基準貼合,此時就可以不使用夾緊工具。定期檢修焊裝夾具焊裝夾具通常是在載重較大的情況下使用。裝夾零件時受到相當大的作用力;焊接時受到加熱及焊接變形的影響,不僅焊件的伸縮力作用于夾具,而且焊接不均勻加熱使夾具本身產生伸縮應力,以及焊裝夾具重復使用的磨損等,這些都會使夾具元件產生變形和磨損。為了保證焊件總成的尺寸精度要求不會因夾具故障而中斷生產,應定期對生產中使用的焊裝夾具進行檢修,如根據使用情況一個季度或半年進行一次檢修。檢修時首先要校檢焊裝夾具的精度,根據校驗的結果進行必要的修理,如更換磨損的零件或調整松動零件的位置并重新給予緊固等;定期檢修焊裝夾具,及時解決焊裝夾具使用中的問題,還可以延長焊裝夾具的使用壽命。另外,焊接夾具要考慮焊接收縮變形,而焊接變形很難準確估算,需要在使用中調整,因而也要調整焊裝夾具的定位件的位置,這在新產品試制階段不可避免。為了保證焊裝夾具的精度,正確使用和維護焊裝夾具是很重要的,生產時要工人在裝卸焊件時不能猛力敲擊夾具元件。焊裝夾具不用時要穩妥擺放好,不可亂扔亂放。焊裝夾具使用前要清除灰塵及焊接飛濺滯留物等,使夾具處于正常狀態。整車定位安裝這里所說的工裝是專指在焊裝車間生產中使用,以保證車身部件具有準確的裝配關系及一致性的焊裝夾具和定位樣板。只有對它們的使用與維護得當,才有可能生產出合格的車身產品。1.夾具的使用注意事項夾具由夾具平臺、定位機構和夾緊機構(夾緊器)組成,對使用動夾緊的夾具還有相應的氣路控制系統。夾具平臺是夾具的基體,是夾具定位機構的調整基準,由于定位面、定位銷磨損變形或產品尺寸更改,經常要調整夾具定位面。困此要求操作者在使用夾具時要注意臺面的維護,不得擊打臺面,定期清理臺面上的焊渣和焊絲頭,不得堆積成焊瘤,CO2氣保焊應在引弧板上引弧,不得在臺面上打火引弧,以保持平臺的平整。絕不允許在夾具上平臺上堆放工件。夾具的定位機構是直接影響焊合件裝配尺寸的關鍵部件,在使用中應加倍保護,操作者不得擊打定位面和定位銷,不得在定位面上打火引弧(及時清理上面的焊絲頭),其上不得存有異物。操作者不得擅自對定位面修磨、加墊,如因定位面磨損或變形,定位機構松動,制件不合格,影響裝配,須立刻通知焊裝設備保全人員及焊裝工藝人員及時解決。夾緊器保證制件可靠地與貼合面貼合,并在工作中不致竄動?？煽康貖A緊各裝配件,是保證裝配尺寸及一致性的關鍵。因此,使用夾具必須使用夾緊器。夾緊器經常因連接件磨損發生松動,影響夾緊效果,遇此情況,操作者應及時通知焊裝保全人員予以維修好后方可繼續焊接。2.使用條件及注意事項樣板是焊裝車間常用的定位工裝(一般用于小件和小件、大件與大件之間的焊合),具有結構簡單、方便靈活的特點。由于需要頻繁地組對、取上取下以及由于距焊接區近,易受熱、焊渣、焊絲頭、飛濺等影響,且不易修復,使用壽命要比夾具低得多。因此,操作者不得用樣板擊打其他堅硬物體,使用時應輕拿輕放,不得拋擲;操作者應及時清理樣板定位面的焊渣,飛濺等異物,以確保定位精度,一旦發現磨損