關(guān)于氣動系統(tǒng)在汽車工裝夾具上的應(yīng)用探討

韓鈺

摘 要：本文基于汽車車身工裝夾具基礎(chǔ)內(nèi)容展開分析，結(jié)合氣動系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成和應(yīng)用特征。通過研究氣缸的應(yīng)用、控制閥應(yīng)用、氣動三聯(lián)件、管路應(yīng)用、消聲器應(yīng)用等內(nèi)容。其目在于明確氣動系統(tǒng)的應(yīng)用要點(diǎn)，為后續(xù)應(yīng)用體系的完善奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：氣動系統(tǒng) 汽車工裝夾具 應(yīng)用特點(diǎn) 控制閥

Discussion on the Application of Pneumatic System in Automobile Tooling Fixtures

Han Yu

Abstract：This article is based on the analysis of the basic content of the car body tooling fixture， combined with the basic composition and application characteristics of the pneumatic system. By studying the application of cylinder， control valve application， pneumatic triplet， pipeline application， muffler application and so on， the article is to clarify the application points of the pneumatic system and lay the foundation for the improvement of the subsequent application system.

Key words：pneumatic system， automobile tooling and fixture， application characteristics， control valve

1 引言

在新時代交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展速度不斷加快的背景下，我國汽車制造業(yè)也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。汽車車身工裝夾具作為汽車車身生產(chǎn)零件的重要工具，其工作質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)速度和生產(chǎn)質(zhì)量。而氣動系統(tǒng)作為工具運(yùn)行時的動力來源，通過將氣動系統(tǒng)應(yīng)用到汽車工裝夾具當(dāng)中，不僅可以提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，而且對于提升成品應(yīng)用價值也有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。

2 汽車車身工裝夾具的基礎(chǔ)內(nèi)容

2.1 基本組成

如圖1所示，在汽車生產(chǎn)過程中，其車身工裝夾具主要有工作拼臺、支撐件、引入件、定位件、壓緊件、鎖緊件等部分組成，這些個部件可以根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同自由組合，方便靈活，能適用于所有類型工件結(jié)構(gòu)，屬于全能工裝類結(jié)構(gòu)。在汽車制造過程中，常用到的工裝夾具為柔性工裝夾具，其是介于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)之間的一種類型，在部分小總成模塊上應(yīng)用先進(jìn)的柔性工裝技術(shù)，但在一些大總成上使用的是傳統(tǒng)與柔性相結(jié)合的方式，在局部小總成模塊上進(jìn)行柔性處理，在基準(zhǔn)工裝上使用傳統(tǒng)的非柔性結(jié)構(gòu)。而在經(jīng)常變動的小總成部件工裝中，設(shè)計時會考慮使用柔性焊接夾具工裝，達(dá)到部分或局部等模塊單獨(dú)設(shè)計工裝，起到優(yōu)化應(yīng)用系統(tǒng)，提升設(shè)計內(nèi)容可靠性的作用。

2.2 應(yīng)用價值

汽車車身車工裝夾具在應(yīng)用過程中，具備了以下應(yīng)用價值：第一，幫助零件進(jìn)行轉(zhuǎn)移，工裝夾具在工作期間，會利用定位件對于待夾取零件進(jìn)行位置定位，在夾取到零件之后，會借助壓緊件和鎖緊件對其進(jìn)行固定，以免轉(zhuǎn)移期間脫落的情況出現(xiàn)。在轉(zhuǎn)移到下一個操作平臺后，夾具松開零件，將其放置在定位件上，該夾具回歸到初始位置重復(fù)移動操作。第二，減少勞動力支出，工裝夾具能夠保持持續(xù)、重復(fù)的工作狀態(tài)，并且在程序引導(dǎo)下，操作誤差較小，減少了人為失誤幾率，起到節(jié)約資源的作用。

3 氣動系統(tǒng)的組成特點(diǎn)

3.1 基礎(chǔ)組成

總結(jié)以往工廠生產(chǎn)經(jīng)驗，氣動系統(tǒng)主要由兩部分內(nèi)容組成：一部分是氣體能量轉(zhuǎn)換裝置（即空氣壓縮機(jī)），其作用是將原動機(jī)運(yùn)行時所產(chǎn)生機(jī)械能順利轉(zhuǎn)換為氣體壓力能，以供給給氣缸進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的操作。另一部分則是動力裝置，即氣缸、氣馬達(dá)等，其主要作用是將產(chǎn)生的壓力能，再次轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而推動工裝夾具進(jìn)行上升、下降、旋轉(zhuǎn)、夾取等操作。兩組系統(tǒng)會通過管路進(jìn)行連接，其流量情況則會通過控制閥來調(diào)整，借此來確保工裝夾具運(yùn)行過程的穩(wěn)定性和安全性，具體組成部件如圖2所示。

3.2 應(yīng)用特點(diǎn)

在實(shí)際應(yīng)用中，氣動系統(tǒng)在使用期間具備了以下應(yīng)用特點(diǎn)：第一，系統(tǒng)將空氣作為動力來源，其原料不具備任何的污染問題，而且也不需要擔(dān)心來源問題，原料的來源十分廣泛。第二，因為系統(tǒng)在工作期間，將空氣作為了主要的生產(chǎn)原料，因此系統(tǒng)工作時具備了較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，可以有效降低材料生產(chǎn)期間的應(yīng)用成本。第三，氣動系統(tǒng)的構(gòu)成相對簡單，在應(yīng)用期間基本不存在燃爆的問題，系統(tǒng)使用時的安全性較強(qiáng)，滿足系統(tǒng)的基礎(chǔ)應(yīng)用需求。第四，系統(tǒng)在應(yīng)用期間具備了較強(qiáng)的使用壽命，而且在出現(xiàn)應(yīng)用問題后進(jìn)行檢修時，也可以在短時間內(nèi)完成故障排查工作，具備了較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。

4 氣動系統(tǒng)在汽車車身工裝夾具上的應(yīng)用

4.1 氣缸的應(yīng)用

在氣動系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)中，氣缸屬于基礎(chǔ)的構(gòu)成部分，如圖3所示，氣缸主要由缸筒、緩沖套、密封圈、緩沖閥等結(jié)構(gòu)組成。在工作中，其主要作用是將壓縮空氣內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，氣缸另一端通過軸桿和工裝夾具關(guān)聯(lián)在一起，產(chǎn)生的機(jī)械能通過軸桿傳遞到夾具中，推動其進(jìn)行上升、下降、旋轉(zhuǎn)、夾取等操作。在對氣缸進(jìn)行選擇時，也需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，進(jìn)行氣缸缸徑的選擇，該數(shù)值需要通過計算模型來獲得;第二，對于氣缸的行程進(jìn)行選擇，除特殊要求需要定制行程外，可選擇標(biāo)準(zhǔn)行程作為參考;第三，加強(qiáng)安裝型式的選擇，目前使用較多的型式包括前法蘭式、后法蘭式、懸耳式等，結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行選擇即可。

4.2 控制閥應(yīng)用

在氣動系統(tǒng)運(yùn)行過程中，控制閥的主要作用是對進(jìn)氣量進(jìn)行控制，以穩(wěn)定汽車車身工裝夾具的工作狀態(tài)。在夾具執(zhí)行不同操作指令時，其耗費(fèi)的能量存在著一定差異，此時便需要借助控制閥來完成進(jìn)氣量調(diào)整，借此來影響到氣缸運(yùn)行時產(chǎn)生的機(jī)械能。在氣動系統(tǒng)中的控制閥很少單獨(dú)進(jìn)行應(yīng)用，一般都會和其他氣動附件，如油霧器、空氣過濾器等附件一起進(jìn)行使用。目前應(yīng)用較多的控制閥有兩類，一類是節(jié)流閥，其作用是用來控制系統(tǒng)內(nèi)的流速，常用的節(jié)流閥有單向節(jié)流閥和雙向節(jié)流閥[1]。另一類是換向閥，我們常常用的是二位五通閥，用來控制氣流的流通方向，穩(wěn)定系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定性。

4.3 氣動三聯(lián)件

為了穩(wěn)定夾具的工作狀態(tài)，一般會將一些零件組合在一起進(jìn)行使用，如氣動三聯(lián)件就是將減壓閥和油霧器、空氣過濾器組合在一起的單元系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中，會將氣動三聯(lián)件中的某一結(jié)構(gòu)，如減壓閥，和氣源管路連通在一起，而另一端口則會和換向閥的進(jìn)氣口連接在一起，使其可以形成一個穩(wěn)定的通路[2]。在單元系統(tǒng)中，一般都會配備氣壓表，用來監(jiān)測氣動系統(tǒng)壓力的變化情況。在具體的工作期間，過濾器會對空氣中的水分和顆粒物過濾掉，將干凈的壓縮空氣傳入到氣缸當(dāng)中，而油霧器則會結(jié)合情況為軸桿提供霧化處理的潤滑油，以此來確保整個工作流程的順利進(jìn)行。

4.4 管路應(yīng)用

在氣動系統(tǒng)工作過程中，會使用到許多的管路結(jié)果，其主要作用是用來傳輸壓縮空氣，所使用的材料主要有鋼制管道和尼龍膠管兩種。如果使用的管道為鋼制材料，那么可采用水煤氣管來輔助工作的進(jìn)行，因其穩(wěn)定性較強(qiáng)，一般會將其直接和氣缸連接在一起，作為系統(tǒng)運(yùn)行期間的主氣管道[3]。而使用到的膠管會作為輔助氣路，將其和小型系統(tǒng)關(guān)聯(lián)在一起。但是接頭位置都是用鋼制管道，而且還需要搭配密封圈進(jìn)行使用，從而確保管路運(yùn)行過程的穩(wěn)定性。

4.5 消聲器應(yīng)用

在氣動系統(tǒng)工作期間的主要原料為空氣，壓縮空氣在管路中傳輸時會產(chǎn)生一定的噪音，影響到工作周圍環(huán)境質(zhì)量。因此在氣動系統(tǒng)組建期間也會使用到消聲器結(jié)構(gòu)，用于降低管路使用噪音，提高氣路運(yùn)行期間的穩(wěn)定性。在對消聲器進(jìn)行選擇時，需要結(jié)合工裝夾具的基礎(chǔ)規(guī)模和氣動系統(tǒng)規(guī)模來進(jìn)行篩選。同時也需要明確消音器具體的安裝位置，如管道連接處、彎道處、排氣口等，借此來提高消音器的應(yīng)用效果。另外，對于經(jīng)常接拔的部位也需要使用消音器，同時也需要安裝轉(zhuǎn)換頭，確保系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定性[4]。

5 結(jié)束語

綜上所述，在汽車車身工裝夾具應(yīng)用過程中，氣動系統(tǒng)具備很強(qiáng)的使用價值。該系統(tǒng)在使用期間，能夠輔助工裝夾具動態(tài)調(diào)整夾取壓力、移動速度，這也避免了夾取過程中零件脫落、變形的情況出現(xiàn)。而且系統(tǒng)在應(yīng)用中，還可以優(yōu)化生產(chǎn)線的資源配置，在確保產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的同時，減少生產(chǎn)期間的成本支出。

參考文獻(xiàn)：

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