汽車焊裝夾具調(diào)整支座的設(shè)計(jì)

楊達(dá)毅，陳麗敏，杜 微，姜秋月，趙憲女

（1.長(zhǎng)春工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130012；2.長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程分院，長(zhǎng)春 130031）

0 前言

焊裝夾具是汽車車身焊裝生產(chǎn)線上的關(guān)鍵工藝設(shè)備，事關(guān)汽車的制造質(zhì)量。在焊裝生產(chǎn)中，焊裝夾具除了完成本工序的零件組裝、定位外，還擔(dān)任檢驗(yàn)和校正上道工序焊合件的焊接質(zhì)量的任務(wù)，因而他的設(shè)計(jì)制造影響著整個(gè)焊接工藝水平、汽車生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量。

焊裝夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要保證夾具有良好的操作方便性、夾緊定位的可靠性。同時(shí)要保證夾具制造調(diào)整容易，各部分結(jié)構(gòu)結(jié)合面應(yīng)有充分的調(diào)整余地，保證三維可調(diào)。在保證焊接質(zhì)量和焊接精度的前提下，夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化。通常夾具的設(shè)計(jì)一般采用焊接結(jié)構(gòu)和螺紋連接結(jié)構(gòu)，由基座、支撐定位和夾緊等3個(gè)基本部分組成。

1 定位夾緊調(diào)整支座設(shè)計(jì)

定位夾緊調(diào)整支座的設(shè)計(jì)一般應(yīng)滿足定位精度要求、夾緊可靠性要求、三維調(diào)整要求和焊槍工作空間要求。為滿足以上要求，與臺(tái)面間的接觸支撐多采用系列L座（圖1中（a），可自定標(biāo)準(zhǔn)），具有標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、強(qiáng)度高、剛性好、使用方便等特點(diǎn)；與支座相連的零件掛板（圖1中（b））根據(jù)夾緊力和選用氣缸（也適用GOODHAND等手夾）規(guī)格有16mm和19mm 2種厚度，如強(qiáng)度不夠，可適當(dāng)加厚并處理與氣缸的連接（圖1中（c））；X向和Y向采用2個(gè)小L型板架（圖1中（d））通過(guò)螺紋進(jìn)行連接，圓柱銷進(jìn)行定位，結(jié)合面間留有2mm或3mm的調(diào)整間隙，中間使用調(diào)整墊片（表1圖（e）），為調(diào)整和限位的方便、準(zhǔn)確，墊片的形狀制成M型，其厚度規(guī)格可設(shè)計(jì)為：2→3.5＝（1×2＋0.5×2＋0.3＋0.2）和3→4.5＝（2＋1＋0.5×3）等，當(dāng)設(shè)計(jì)調(diào)整量為3mm時(shí)，制造厚度由1個(gè)2mm、1個(gè)1mm和3個(gè)0.5mm的墊片組成4.5mm的調(diào)整墊片組；Z向調(diào)整也采用上述相同的方案在定位銷和支撐L型板架間用調(diào)整墊片進(jìn)行調(diào)整。裝配后定位夾緊部件如圖2中圖（a）、（b）所示。這種定位夾緊調(diào)整支座的設(shè)計(jì)采用了企業(yè)內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)零件和簡(jiǎn)單的L板架組成，焊后加工，具有精度高，制造、調(diào)整簡(jiǎn)單，造價(jià)低的特點(diǎn)。對(duì)于菱形銷定位還需用到方向的調(diào)整，采用空配合、螺紋和螺釘連接，簡(jiǎn)單、有效。

2 定位調(diào)整支座設(shè)計(jì)

2.1 可調(diào)底座設(shè)計(jì)

定位調(diào)整支座同樣也應(yīng)具有強(qiáng)度、剛度和調(diào)整的要求，基本設(shè)計(jì)與2相同。這種調(diào)整支座（圖2圖（c））的設(shè)計(jì)采用具有L型限位調(diào)整的整體底板和適應(yīng)調(diào)整的大孔連接座、調(diào)整墊片等組成，具有較高的強(qiáng)度和剛度，滿足于受力較大的場(chǎng)合。這種設(shè)計(jì)強(qiáng)度高、剛度大、調(diào)整方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但存在一定的加工難度和切削量，材料浪費(fèi)較大，目前已較少使用。

2.2 可調(diào)底座設(shè)計(jì)改進(jìn)

上述定位調(diào)整底座與臺(tái)面板采用兩銷、四螺栓連接，支座底板與調(diào)整底座采用四螺栓緊固、三螺栓和調(diào)整墊片連接，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難、耗費(fèi)材料，因而實(shí)際工程中改成L型定位調(diào)整架。采用三銷定位、三螺栓固定、三螺栓和調(diào)整墊片連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、調(diào)整方便，圖3列出了其發(fā)展過(guò)程。

這種定位調(diào)整雖然有所簡(jiǎn)化，但使用構(gòu)件數(shù)還是較多，并且只是對(duì)平面內(nèi)2個(gè)平移自由度進(jìn)行調(diào)整，缺少對(duì)轉(zhuǎn)角的調(diào)整。工作中將L型定位調(diào)整架改成了定位銷調(diào)整，使得支座調(diào)整更加簡(jiǎn)潔，具有平面三自由度調(diào)整，調(diào)整功能增強(qiáng)，填補(bǔ)了有些特殊要求而不能進(jìn)行轉(zhuǎn)角調(diào)整的空白。

圖1 基本零件

圖2 三維調(diào)整方法

圖3 可調(diào)底座的設(shè)計(jì)

3 結(jié)語(yǔ)

汽車車身是汽車重要的零部件之一，其制造質(zhì)量是提高汽車整體競(jìng)爭(zhēng)力的非常重要的一個(gè)方面。汽車車身焊裝夾具是保證其制造質(zhì)量、縮短制造周期的重要手段。因此，正確理解焊裝夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)，改善和提高焊裝夾具的設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)水平，并提高夾具的調(diào)整和驗(yàn)證水平等三方面都是必不可少的，也是汽車制造公司在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中得以生存所必須解決的問(wèn)題。

圖4 調(diào)整方向

［1］游海.汽車車身夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、調(diào)試及發(fā)展［J］.機(jī)械工程師，2007（7）：68－69.［2］盧重瑞.汽車焊裝夾具三維設(shè)計(jì)［J］.金屬加工，2008（14）：40－43.