夾具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文研究的是汽車左前縱梁及輪罩的焊接夾具設(shè)計(jì)問題，要求使工件定位迅速，裝夾迅速，省力，減輕焊件裝配定位和夾緊時(shí)的繁重體力勞動(dòng)。實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，使焊接條件較差的空間位置焊縫變?yōu)楹附訔l件較好的平焊位置，勞動(dòng)條件的改善，同時(shí)也有利于提高焊縫的質(zhì)量。</p><p>　　本文首先分析了汽車左前縱梁及輪罩焊裝夾具設(shè)計(jì)

2、的必要性和可行性；然后圍繞左前縱梁及輪罩焊裝夾具設(shè)計(jì)這一核心，通過對(duì)汽車焊裝生產(chǎn)線、汽車焊裝夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析，歸納了焊裝夾具的設(shè)計(jì)步驟和要點(diǎn)；重點(diǎn)對(duì)汽車左前縱梁及輪罩焊接夾具的設(shè)計(jì)，包括定位器的設(shè)計(jì)，夾具體設(shè)計(jì)，夾緊裝置的設(shè)計(jì)。其中，定位器的設(shè)計(jì)是保證焊件在夾具中獲得正確裝配位置的零件和部件，應(yīng)利用先裝好的零件作為后裝配零件某一基面上的定位支撐點(diǎn)，可以減少定位器的數(shù)量，提高裝配精度；夾具體的設(shè)計(jì)是通過控制焊件角變形的夾緊力計(jì)算和控

3、制焊件彎曲變形的夾緊力計(jì)算來確定的，通過公式計(jì)算得出拘束角變形所需的單位長度（焊縫）夾緊力,再根據(jù)焊件形狀、尺寸來完成夾具體的設(shè)計(jì)。</p><p>　　夾緊裝置的設(shè)計(jì)是本文設(shè)計(jì)的重中之重，這次設(shè)計(jì)的主要核心是通過氣缸來改善傳統(tǒng)手動(dòng)夾緊的的繁重體力消耗以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)要求，設(shè)計(jì)氣缸主要是對(duì)工件的夾緊，合理的氣缸選擇，合理的氣動(dòng)原理思路，極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>

4、　　關(guān)鍵詞：工裝; 夾具；汽動(dòng)；焊接</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This study is the car left front rail and wheel cover welding fixture design, requirement for a workpiece positioning rapidly and

5、 clamping quickly, effort, reduce welding assembly positioning and the clamping heavy manual labor. Realization of mechanization, make for better conditions for the downhand welding position welding, improve working cond

6、itions and to improve the welding quality of poor condition of the space position of welding seam welding.</p><p>　　This paper first analyzes the car left front longitudinal beam and the wheel cover the nece

7、ssity and feasibility of welding fixture design, and then around the left front rail and wheel cover welding fixture design of the core, according to structural characteristics of car body welding production line, automo

8、bile welding fixture analysis, summed up the welding fixture design steps and main points; key to car left front longitudinal beam and the wheel cover welding fixture design, including loca</p><p>　　Clamping

9、 device design is the most important in this paper, the main core of this design is through the cylinder to improve the traditional manual clamping of the heavy manual to improve production efficiency. According to the r

10、equirements, the design of the cylinder is mainly for the clamping of the workpiece, a reasonable choice of the cylinder, a reasonable aerodynamic principle of thinking, greatly improving the production efficiency and pr

11、oduct quality. </p><p>　　Key words: Tooling；fixtures；pneumatic；welding</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 緒 論………………………………………………………………………4</p><p>　　1.1 課

12、題的背景及意義………………………………………………………………4</p><p>　　1.2 焊裝夾具國內(nèi)外研究概況………………………………………………………4</p><p>　　1.3 汽車焊裝夾具研究概況…………………………………………………………5</p><p>　　1.3.1 車身焊接原理…………………………………………………………………5</p&

13、gt;<p>　　1.3.2 汽車車身常用焊接方法………………………………………………………6</p><p>　　1.3.3 焊裝夾具的功用………………………………………………………………8</p><p>　　1.3.4 焊裝夾具設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………9</p><p>　　1.3.5 夾具的基本構(gòu)成……………………

14、…………………………………………9</p><p>　　1.3.6 夾具的設(shè)計(jì)步驟……………………………………………………………10</p><p>　　1.4 本課題研究內(nèi)容………………………………………………………………10</p><p>　　第2章 車身焊裝夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………12</p><p>

15、　　2.1 定位加緊方案確定……………………………………………………………12</p><p>　　2.1.1 夾具的定位方案的確定……………………………………………………12</p><p>　　2.1.2 夾具的夾緊方案的確定……………………………………………………14</p><p>　　2.2 單元夾具設(shè)計(jì)思路……………………………………………………

16、………16</p><p>　　2.2.1 主要控制斷面形狀（MCS）…………………………………………………16</p><p>　　2.2. 2夾具單元設(shè)計(jì)思路…………………………………………………………16</p><p>　　2.3 夾具單元設(shè)計(jì)過程……………………………………………………………17</p><p>　　2.3.1

17、U09夾具單元設(shè)計(jì)過程……………………………………………………17</p><p>　　2.3.2 U14夾具單元設(shè)計(jì)過程……………………………………………………23</p><p>　　第3章 生成二維圖…………………………………………………………………29</p><p>　　3.1 裝配圖的二維圖………………………………………………………………29<

18、/p><p>　　3.2 零件圖的二維圖………………………………………………………………32</p><p>　　結(jié) 論………………………………………………………………………………35</p><p>　　致 謝………………………………………………………………………………36</p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………………………………

19、……………………………………37</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1課題的背景及意義</p><p>　　汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有特殊地位和作用，汽車工業(yè)能極大地帶動(dòng)和促進(jìn)其它工業(yè)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并且成為顯示一個(gè)國家工業(yè)發(fā)達(dá)水平的重要標(biāo)志。隨著汽車市場競爭的日益加劇，加快

20、了汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代步伐，汽車新產(chǎn)品的開發(fā)和制造周期越來越短。增加新車型沖壓模具和焊接工裝夾具雖必不可少，但汽車換型最主要的是改造焊接生產(chǎn)線。在汽車制造業(yè)中，汽車焊裝夾具在汽車焊裝線投入中占有相當(dāng)大的比例，焊裝夾具的設(shè)計(jì)制造直接影響汽車的生產(chǎn)規(guī)模、效率和生產(chǎn)質(zhì)量。</p><p>　　車身焊裝是車身制造的重要組成部分，它是將已經(jīng)沖壓成形的車身零件在夾具上定位夾緊后，通過點(diǎn)焊、凸焊、CO2保護(hù)焊、釬焊以及粘接工藝（

21、主要是電阻點(diǎn)焊）裝配成為白車身的過程。目前，國內(nèi)的焊接裝備生產(chǎn)廠家綜合技術(shù)實(shí)力不足，不具備設(shè)計(jì)制造高水平的成套焊裝線的能力，面對(duì)汽車行業(yè)的日益激烈的競爭又不允許國內(nèi)的汽車生產(chǎn)廠家用國產(chǎn)的裝備進(jìn)行試驗(yàn)，只好成套引進(jìn)，使得國內(nèi)接裝備生產(chǎn)廠家近年來與國外水平的差距越來越大。國內(nèi)汽車焊接生產(chǎn)水平與國外逐漸接近，而國內(nèi)焊接裝備制造水平與國外差距卻逐漸加大，提高我國焊裝線及焊裝夾具自主設(shè)計(jì)和制造水平迫在眉睫。</p><p>

22、;　　1.2 焊裝夾具國內(nèi)外研究概況</p><p>　　中國的汽車制造業(yè)已有50年的歷史，只是在近幾年中才得到了飛速的發(fā)展。相比之下，我國汽車制造業(yè)的工藝水平，特別是焊接工裝夾具水平，顯得越來越不適應(yīng)這種快速發(fā)展速度的要求。這種現(xiàn)象的存在，原因在于在我國機(jī)械加工行業(yè)的傳統(tǒng)習(xí)慣中，焊接制造工藝的地位不高。在中國眾多的汽車制造生產(chǎn)廠家中，焊接工裝夾具通常采用的是專用工裝夾具，它是針對(duì)一道或幾道特定的焊接工藝而配備的

23、。隨著目前汽車生產(chǎn)小批量、個(gè)性化的發(fā)展趨勢，這類工裝的使用就越來越受到限制，其設(shè)計(jì)生產(chǎn)的周期較長，場地占用較大，重復(fù)使用率較低的缺點(diǎn)充分的暴露出來。這種現(xiàn)狀很大程度制約了我國汽車制造業(yè)焊接工藝水平的提高，延長了新車型研發(fā)的周期。在世界先進(jìn)國家的汽車制造業(yè)，對(duì)廣泛使用的焊接工裝夾具已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行合理選用即可。</p><p>　　在國內(nèi)對(duì)焊接夾具的系統(tǒng)研究不夠重視，汽車焊接夾具的開發(fā)設(shè)計(jì)更是一個(gè)薄弱

24、環(huán)節(jié)。在我國現(xiàn)有的所有引進(jìn)車型中, 焊接夾具幾乎無一例外全部依賴進(jìn)口。焊接夾具開發(fā)的滯后狀態(tài)嚴(yán)重制約了我國汽車工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。這與國外的技術(shù)封鎖有關(guān)但更主要的是我們重引進(jìn)輕研究開發(fā)重眼前利益, 輕長遠(yuǎn)打算。我國不少科研部門和制造單位從事了這項(xiàng)有益的作, 如機(jī)械工業(yè)部第四設(shè)計(jì)研究院、沈陽牡機(jī)制造公司、成都飛機(jī)制造公司和一汽、東風(fēng)等國內(nèi)著名汽車大集團(tuán)都是其中的佼佼者。由于國產(chǎn)焊裝起點(diǎn)都不高,批量不大,與西方汽車大國相比水平還有待在實(shí)踐中進(jìn)

25、一步提高。</p><p>　　在世界先進(jìn)發(fā)達(dá)國家，焊接工藝及柔性焊接生產(chǎn)線備受關(guān)注，特別是柔性焊裝生產(chǎn)線適應(yīng)不同產(chǎn)量、不同生產(chǎn)率、不同自動(dòng)化程度、不同工廠環(huán)境的特點(diǎn)，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)是車身焊裝線的主流發(fā)展趨勢。而且在工業(yè)發(fā)達(dá)國家和汽車大國,焊裝的研制開已形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的新興工業(yè)部門焊裝的開發(fā)與設(shè)計(jì)已形成子標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化人們能夠緊隨汽車車身車型更新?lián)Q代的步伐,及時(shí)地為新產(chǎn)品提供相應(yīng)的焊接生產(chǎn)線為汽車廠家早上

26、批量占領(lǐng)市場提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)裝備保證,爭得了寶貴時(shí)間。應(yīng)該看到汽車焊接夾具是一項(xiàng)利潤豐厚的智力型產(chǎn)品,占一個(gè)車身車型開發(fā)費(fèi)用的1/6左右。按目前國際上一個(gè)轎車車身正常開發(fā)費(fèi)用5000-8000萬美元計(jì)算,焊接夾具至少占800萬美元以上。它真正的材料費(fèi)用是很低的，大部分是在設(shè)計(jì)制作費(fèi)用上。</p><p>　　1.3汽車焊裝夾具研究概況</p><p>　　1.3.1車身焊接原理</p

27、><p>　　焊接是兩個(gè)或兩個(gè)以上的金屬零件之間不可拆卸的聯(lián)接方法之一，其實(shí)質(zhì)是利用局部加熱或加壓的辦法，使被連接處的金屬熔化，促成兩金屬的原子相互滲合并接近到0.3~0.5nm的金屬晶格距離，完全依靠原子間的結(jié)合力把兩個(gè)分離的金屬構(gòu)件連接起來。</p><p>　　在焊接過程中，一般都是把局部加熱到熔化溫度以上然后冷卻結(jié)晶凝固，它經(jīng)歷加熱→ 熔化 → 金屬冶金反應(yīng) → 結(jié)晶→ 固態(tài)相變 →

28、形成接頭等幾個(gè)過程，又是一個(gè)復(fù)雜的冶金反應(yīng)、材料熱處理及變形應(yīng)力的產(chǎn)生過程。</p><p>　　影響焊接應(yīng)力與變形的因素，主要是兩個(gè)方面：第一是焊縫附近不均勻加熱的范圍和程度，也是產(chǎn)生熱變形的范圍和程度。第二是焊件本身的剛度以及受到周圍邊界約束的焊接，即阻止焊縫及其附近加熱所產(chǎn)生熱變形的程度。這兩方面作用的結(jié)果決定了焊縫附近塑性變形區(qū)的大小和分布，也決定了殘余應(yīng)力與殘余變形的大小。人們可以從設(shè)計(jì)和工藝兩方面來采

29、取減小焊接應(yīng)力與變形的措施。</p><p>　　1、人們可以采取的設(shè)計(jì)措施有：</p><p>　　1）、盡可能減少焊縫的數(shù)量，避免不必要的焊縫；</p><p>　　2）、選擇合理的焊縫尺寸和形狀；</p><p>　　3）、合理選擇結(jié)構(gòu)形式和安排焊縫位置；</p><p>　　4）、避免焊縫布置得過分集中。<

30、;/p><p>　　2、人們可以采取的工藝措施有：</p><p>　　1）、焊前將結(jié)構(gòu)或部件裝配成具有與焊接變形相反方向的預(yù)先反變形，反變形應(yīng)該能抵消焊后形成的變形；</p><p>　　2）、對(duì)于剛性小的結(jié)構(gòu)，可以采用夾具支承夾緊的方法，增加結(jié)構(gòu)要焊接時(shí)的剛性，達(dá)到減小焊接變形的目的；</p><p>　　3）、選用合理的焊接方法和規(guī)范，可以

31、減小變形量；</p><p>　　4）、選擇合理的裝配焊接順序，即把結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)胤殖刹考?，分別裝焊接，使不對(duì)稱的焊縫或收縮量較大的焊縫在焊接過程 中能比較自由地收縮而不影響整體結(jié)構(gòu)， 然后再拼焊成整體，這樣有利于控制變形。采用機(jī)械或加熱的預(yù)拉伸，使薄板預(yù)先得到拉伸，然后在張緊的薄板上裝配焊接骨架，可有效防止變形。</p><p>　　1.3.2 汽車車身常用焊接方法</p>&

32、lt;p>　　車身焊裝過程中應(yīng)用最多的是電阻焊，一般占整個(gè)焊接工作量的60％以上，有的轎車車身幾乎全部采用電阻焊，高級(jí)轎車還采用粘接點(diǎn)焊方法。電阻焊是所有焊接方法中焊接效率最高的一種，適用于大量生產(chǎn)，在薄板焊接方面使用最廣。其他焊接方法還有點(diǎn)焊、螺柱焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等。</p><p><b>　　1、電阻焊</b></p><p>　　電阻焊加熱時(shí)間比較

33、短，熱量較集中，焊接過程中產(chǎn)生的應(yīng)力和變形較小，通常在焊后不必進(jìn)行校正和熱處理。不需要焊絲、焊條、保護(hù)氣體、焊劑等焊接材料，焊接成本比較低。操作較簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)效率比較高，是汽車車身制造中應(yīng)力最廣泛的焊接方法。</p><p>　　電阻焊是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并在焊接處通以電流，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，斷電冷卻時(shí)，在壓力繼續(xù)作用下實(shí)現(xiàn)金屬結(jié)

34、合，形成牢固接頭。這種工藝過程稱為電阻焊，也叫接觸焊。 </p><p><b>　　電阻焊有以下特點(diǎn)：</b></p><p>　　1）、利用電流通過工作工件焊接處的電阻而產(chǎn)生的熱量對(duì)工件加熱，即熱源不是來源于工件之外，而是內(nèi)部熱源。</p><p>　　2）、整個(gè)焊接過程式在壓力作用下完成的，即心須施加壓力。</p><

35、p>　　3）、在焊接處不需要加任何填充材料，也不需要任何保護(hù)劑，電極壓力和焊接電流是產(chǎn)生電阻焊的基本條件。</p><p><b>　　2、點(diǎn)焊</b></p><p>　　點(diǎn)焊是一種高速、經(jīng)濟(jì)的連接方法，主要用于車身總成、地板、車門、側(cè)圍、后圍、前橋和小零部件等、它適用于焊接搭接頭、接頭氣密性要求低、厚度小于3mm的沖壓、軋制的薄板件，因此廣泛用于汽車車身的焊

36、接。</p><p>　　點(diǎn)焊按一次形成的焊點(diǎn)數(shù)，可分為單點(diǎn)焊和多點(diǎn)焊：按對(duì)焊件的供方向，可分為單面點(diǎn)焊和雙面點(diǎn)焊。</p><p>　　最常見的點(diǎn)焊方法是雙面點(diǎn)焊（電極從工件兩側(cè)供電），尤其是雙面點(diǎn)焊，在車身焊接中運(yùn)用最多，這時(shí)工件的兩側(cè)均有電極壓痕。單面點(diǎn)主要用于電極難以從兩側(cè)接近工件或工件一側(cè)要求壓痕較淺的場合，如汽車車身外表面或裝飾面板的點(diǎn)焊，此時(shí)，一側(cè)是電極，另一側(cè)是接觸面積較大

37、的導(dǎo)電板，可以消除或減輕下面的壓痕，在汽車車身大量生產(chǎn)中，單面多點(diǎn)焊也獲得廣泛應(yīng)用。</p><p>　　焊點(diǎn)質(zhì)量不僅取決于焊點(diǎn)尺寸，還與焊點(diǎn)表面與內(nèi)部質(zhì)量有關(guān)。焊點(diǎn)在外觀上要求表面壓坑線，平滑呈均勻過渡，無明顯凸或局部擠壓的表面鼓起，外表面沒有環(huán)狀或徑向裂紋；表面不得有熔化或粘附的銅合金。從內(nèi)部看，焊點(diǎn)形狀應(yīng)規(guī)則、均勻，焊點(diǎn)尺寸應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求；內(nèi)部無超標(biāo)的裂紋和縮孔；焊點(diǎn)核心周圍無嚴(yán)重過熱組織。</

38、p><p>　　焊點(diǎn)尺寸主要焊點(diǎn)直徑，焊透率和表面壓坑深度等。</p><p><b>　　3、螺柱焊</b></p><p>　　螺柱焊是將金屬螺柱等緊固件焊于工件上的焊接方法，它是焊接緊固件的一種快速方法，不僅效率高，而且可以通過專用設(shè)備對(duì)接頭質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，能夠得到全斷面熔合的焊接接頭，從而保證接頭的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和接頭強(qiáng)度。在汽車車身零

39、件組焊過程中，常常利用螺柱焊在一些小零件上焊接安裝汽車附件用的緊固件。</p><p>　　廣泛采用的螺柱焊方法主要有電弧螺柱焊和電容放電螺柱焊。它們都是利用直流焊接點(diǎn)原來產(chǎn)生電弧。</p><p>　　4、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊</p><p>　　二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是融化極氣體保護(hù)電弧焊的一種，它是采用可熔化的專用二氧化碳焊絲與被焊工件之間的電弧作為熱源來融化焊絲與

40、母材金屬，并向焊接區(qū)輸送二氧化碳保護(hù)氣體，使電弧、 融化的焊絲、 熔池及附近的母材金屬免受周圍空氣的有害作用。連續(xù)送進(jìn)的焊絲金屬不斷熔化并過渡到熔池，與熔化的母材金屬融合形成焊縫金屬，從而使工件互相連接起來。</p><p><b>　　5、凸焊</b></p><p>　　凸焊是在焊件的貼合面上預(yù)先加工出一個(gè)或多個(gè)凸點(diǎn)，使其在另一焊件表面接觸并通電加熱，然后壓塌，用

41、于車身零部件、減震器閥桿、制動(dòng)蹄、螺釘、螺帽和小支架等。凸點(diǎn)的作用是將電流和壓力限在特定位置上。凸焊主要用于將螺母，墊圈等小零件焊接到較大的沖壓件上。</p><p><b>　　6、縫焊</b></p><p>　　縫焊是用一對(duì)滾盤電機(jī)代替點(diǎn)焊的圓柱形電極，與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)個(gè)熔核相互重疊的密封焊縫的焊接方法。它主要用于用于車身頂蓋雨檐、減震器封頭、油箱、

42、消聲器和機(jī)油盤等氣密性要求高的焊縫。</p><p>　　1.3.3焊裝夾具的功用</p><p>　　1、在汽車車身焊接過程中定位夾緊，保證車身零件之間正確的裝配關(guān)系，同時(shí)保證車身焊接質(zhì)量及焊接過程順利。采用焊裝夾具可以精確地對(duì)零件進(jìn)行定位并牢固的夾緊，保證裝配件的相對(duì)位置，減少了由于人工劃線的誤差帶來的定位不精確。同時(shí)焊裝夾具在焊接過程中使零件的變形受到一定的限制，可以大大減少焊接變形

43、，使焊后零件的結(jié)構(gòu)尺寸容易達(dá)到圖紙要求。</p><p>　　2、縮短焊裝時(shí)間，能夠批量生產(chǎn)，減少加工費(fèi)，降低產(chǎn)品成本。采用了焊接夾具，零件由定位元件定位，不用劃線，不用測量就能得到準(zhǔn)確的裝配位置，加快了裝配作業(yè)的進(jìn)程。另外在焊裝夾具上備有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)牢固夾緊，可減輕工人的體力勞動(dòng)，提高裝配效率，夾具可強(qiáng)行夾固焊件或預(yù)先給予反變形，能控制和消除焊接變形，提高焊接質(zhì)量，減少或取消焊后矯正變形或修補(bǔ)工藝缺陷的工序，使整個(gè)

44、產(chǎn)品的生產(chǎn)周期縮短。雖然制作焊裝夾具增加了產(chǎn)品成本，但焊裝夾具的使用減少了裝配和焊接工時(shí)的消耗，提高了產(chǎn)量，易形成大批量生產(chǎn)，從而減少加工費(fèi)用，使產(chǎn)品總成本降低。</p><p>　　3、增加了產(chǎn)品的均勻性，能得到具有互換性的產(chǎn)品。采用焊裝夾具后，由于保證了裝配精度，控制了焊接變形，使焊接質(zhì)量穩(wěn)定，所以可提高焊件的互換性能。</p><p>　　4、減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，使不熟練工人操作也成

45、為可能。如果不使用夾具，在裝配定位焊接時(shí)，要求工人在生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間內(nèi)劃線來保證裝配焊接零件的相互位置是不可能的。在焊接時(shí)，裝配鉗工要始終扶持住工件，保證其位置在焊接過程中不發(fā)生變動(dòng)，這項(xiàng)工作也非常困難和疲勞。焊裝夾具的使用降低了對(duì)工人的技術(shù)要求，也減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p>　　1.3.4焊裝夾具設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1、焊裝夾具必須保證焊件焊后能獲得正確的幾何形狀和尺寸

46、，尤其是保證車身上門窗等孔洞的尺寸和形狀。在裝配時(shí)，夾具必須使被裝配的元件獲得正確的位置和可靠和夾緊，并且在焊接時(shí)能阻止焊件產(chǎn)生變形。</p><p>　　2、焊裝夾具應(yīng)動(dòng)作迅速，操作方便。操作位置要處于工人容易接近．最宜操作的部位。特別是手動(dòng)夾具，其操作力不能過大，操作頻率不能過高，操作高度應(yīng)設(shè)計(jì)在工人最易用力的部位。當(dāng)夾具處于夾緊狀態(tài)時(shí)，應(yīng)能自鎖。</p><p>　　3、焊裝夾具的設(shè)

47、置應(yīng)便于施工，有足夠的裝配．焊接空間，不能影響間接操作和焊工觀察，不妨礙焊件的裝卸。所有的定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)與焊點(diǎn)保持適當(dāng)距離，或布置在焊件的下方或側(cè)面。夾緊機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件應(yīng)能夠或轉(zhuǎn)位。</p><p>　　4、夾緊可靠，剛性適當(dāng)。夾緊時(shí)不破壞焊件的定位位置和幾何形狀，以及焊件的表面質(zhì)量。夾緊力適當(dāng)，使夾緊后既不使焊件松動(dòng)滑移，又不使焊件的拘束過大而產(chǎn)生較大的應(yīng)力。</p><p>　　

48、5、為了保證使用安全，應(yīng)設(shè)置必要的安全互鎖保護(hù)裝置。</p><p>　　6、用于大型零件焊接的夾具，要有足夠的強(qiáng)度和剛度，特別是夾具的剛度，對(duì)結(jié)構(gòu)的形狀精度．尺寸精度影響較大。</p><p>　　7、在同一個(gè)夾具上，定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式不宜過多，并且盡量只選用一種動(dòng)力源。</p><p>　　8、焊裝夾具本身應(yīng)具有較好的制造工藝性和較高的機(jī)械效率，盡量使

49、制作時(shí)投資少成本低。</p><p>　　9、盡量選用已通用化．標(biāo)準(zhǔn)化的夾緊機(jī)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零部件來設(shè)計(jì)制造焊裝夾具。</p><p>　　上述這些原則是設(shè)計(jì)車身焊裝夾具時(shí)所必須考慮的，但具體到焊裝夾具的結(jié)構(gòu)上卻是差異甚大，有的焊裝夾具只有一個(gè)簡單的框架，有的則相當(dāng)復(fù)雜。一般來說，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)批量的大小和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)并結(jié)合工廠的生產(chǎn)條件來選擇焊裝夾具的類型，設(shè)計(jì)夾具。</p>&l

50、t;p>　　1.3.5 夾具的基本構(gòu)成</p><p>　　汽車焊接夾具的主要裝置有由夾具基板、定位裝置、夾緊機(jī)構(gòu)和一些輔助機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　l、夾具基板</b></p><p>　　基板是焊接夾具的基礎(chǔ)元件，夾具其他部分都是建立在這個(gè)基板之上的，因地它的精度直接影響到夾具的精確性，因此對(duì)基板的工作平面有著嚴(yán)格的要求?；?/p>

51、板的上表面都設(shè)有基準(zhǔn)線，用于夾具的自身測量和準(zhǔn)確定位。為了節(jié)約材料、減輕夾具重量、降低成本，在不影響夾具定位機(jī)構(gòu)和基準(zhǔn)槽的情況下，夾具基板應(yīng)盡量采用框架結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　2、定位裝置</b></p><p>　　夾具定位裝置是用來確定焊接件的相對(duì)位置和裝配關(guān)系的，定位裝置一般有定位銷和定位面兩種，定位銷又有固定銷、氣動(dòng)伸縮銷、插銷等，定位面一般根據(jù)焊

52、接零件需要定位處的型面做成定位塊。</p><p><b>　　3、夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　汽車焊接夾具的夾緊機(jī)構(gòu)是為了固定焊接零件，防止點(diǎn)焊時(shí)因作用力太大而導(dǎo)致的零件錯(cuò)位變形。主要分為手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)兩種，在實(shí)際生產(chǎn)中，一般配合使用手動(dòng)、氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，保證正常生產(chǎn)。</p><p><b>　　4、輔助機(jī)構(gòu)&

53、lt;/b></p><p>　　為了夾具能夠更加方便的用于實(shí)際生產(chǎn)過程中，有些夾具還包括3種輔助機(jī)構(gòu)，如旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、反作用焊接結(jié)構(gòu)、測量機(jī)構(gòu)等。</p><p>　　1.3.6夾具的設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　1、在焊接夾具設(shè)計(jì)之前，首先要了解整個(gè)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定生產(chǎn)綱領(lǐng)，明確焊裝線的初步規(guī)劃，運(yùn)用同步工程學(xué)的知識(shí)，先期切入到骨架數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)階段，做好

54、充分的工藝準(zhǔn)備工作，再結(jié)國內(nèi)外先進(jìn)的夾具結(jié)構(gòu)和本公司的實(shí)際情況，規(guī)劃出夾具的總體方案。最終確定是用固定式夾具還是隨行夾具、自動(dòng)化程度的高低、是否考慮多種車型共用等。</p><p>　　2、根據(jù)白車身數(shù)據(jù)及焊點(diǎn)規(guī)劃方案，規(guī)劃出焊接樹狀圖，規(guī)劃出整個(gè)焊裝線方案，同時(shí)結(jié)合飯金件的模具工藝方案和總裝的裝配工藝，規(guī)劃出合理的定位孔、支撐面及壓緊方式。</p><p>　　3、根據(jù)夾具焊點(diǎn)規(guī)劃和焊接

55、樹狀圖確定的焊裝線規(guī)劃，確定夾具的輔助設(shè)備和公用動(dòng)力。</p><p>　　4、焊裝夾具的整體坐標(biāo)要和設(shè)計(jì)坐標(biāo)一致，這樣就保證整個(gè)從設(shè)計(jì)到制造的基準(zhǔn)統(tǒng)一，同時(shí)考慮夾具的模塊化，系列化，包括基板的模塊化、L座、墊片、連接塊等，這樣即保證了精度又縮短了制造周期。</p><p>　　1.4本課題研究內(nèi)容</p><p>　　汽車左前縱梁及輪罩在焊裝過程中，由于薄板剛性差

56、易變形，為了保證零部件之間正確的相對(duì)位置和焊接間隙，必須通過焊裝夾具將其固定。為保證汽車左前縱梁及輪罩裝配尺寸的準(zhǔn)確性，最重要的手段就是正確的工裝定位。汽車焊裝夾具與其他夾具相比，定位單元型面復(fù)雜，精度要求高，設(shè)計(jì)制造難度大。</p><p>　　本文針對(duì)汽車左前縱梁及輪罩，構(gòu)思夾具設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行焊點(diǎn)規(guī)劃，焊鉗選型，夾具工藝分析等。最終完成焊接夾具設(shè)計(jì)。</p><p>　　第2章 車身焊

57、裝夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1定位加緊方案確定</p><p>　　2.1.1夾具的定位方案的確定</p><p>　　夾具的定位加緊一般采用六點(diǎn)定位原則，本設(shè)計(jì)同樣采用該定位方式。</p><p>　　所謂六點(diǎn)定位是指要使工件在夾具中的位置完全確定，其充分必要條件是將工件靠置在按一定要求布置的6個(gè)支撐面上，使工件的六個(gè)自由度全部被限

58、制，其中每一個(gè)支撐點(diǎn)相應(yīng)的限定一個(gè)自由度。這就是六點(diǎn)定位準(zhǔn)則，又稱“六點(diǎn)定律”。</p><p>　　在進(jìn)行裝配焊接作業(yè)時(shí)，首選應(yīng)使焊件在夾具中得到確定的位置，并在裝配、焊接過程中一直保持將其保持在原來的位置上。我們把焊件按圖紙要求得到確定的位置的過程稱為定位；把焊件在裝配焊接作業(yè)中一直保持在確定位置上的過程稱為夾緊。設(shè)計(jì)夾具過程中通常采用過定位方式即六點(diǎn)定位，進(jìn)行定位，將工件的六個(gè)自由度全部限定。</p&

59、gt;<p><b>　　定位基準(zhǔn)的優(yōu)先原則</b></p><p>　　1、車身零件的制造工藝，定位基準(zhǔn)確定的先后順序?yàn)榭偝伞挚偝伞M件→零件。因?yàn)槿绻b配件的定位基準(zhǔn)不確定，則不可能正確評(píng)價(jià)和確定零部件的精度，也無法決定零部件的準(zhǔn)確修正方向。同時(shí)為了使車揣零件在制造過程中的變化要素最小，需要把含有更多變化要素的裝配件上的定位基準(zhǔn)首先確定。</p><p

60、>　　2、為了確定車身零部件的位置，需要基準(zhǔn)孔、基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)端的組合，但是在同一方向上約束時(shí)，采用基準(zhǔn)面、孔、端的順序不同，考慮車身零件的形狀，定位基準(zhǔn)選擇的先后順序?yàn)榛鶞?zhǔn)面→基準(zhǔn)孔→基準(zhǔn)端。這是因?yàn)闆_壓零件的成形順序是先拉延后沖孔，先選基準(zhǔn)面再選基孔定位與零件的成形順序保持一致；優(yōu)先選用基準(zhǔn)面可以使相鄰零件的貼合面累積誤差最小，也容易補(bǔ)償剛性不足的零件形狀，而且如果基準(zhǔn)孔的位置和孔間距不準(zhǔn)確會(huì)造成被焊零件的位置不穩(wěn)定。</

61、p><p>　　定位基準(zhǔn)位置的選定方法</p><p>　　夾具定位基準(zhǔn)的選定必須以沖壓件零件圖、裝配焊接后的零件圖、車身焊裝工藝流程和工藝方案、車身裝配公差要求以及基本車型的有關(guān)資料為依據(jù)。其選用方法為：</p><p>　　1、夾具定位基準(zhǔn)面的厚度一般為16或19mm，只有地板框架處夾具定位基準(zhǔn)面的厚度選 用19mm。為了便于夾具設(shè)計(jì)與檢測，定位基準(zhǔn)面盡量選 在與車

62、線平行的位置，且與車線之間的距離為整數(shù)；若定位基準(zhǔn)的位置與車線傾斜，則從車線處標(biāo)注尺寸和角度。</p><p>　　2、定位基準(zhǔn)面要盡量可能選在斷面形狀一致的位置，盡量避免斷面發(fā)生變化的位置。</p><p>　　3、定位基準(zhǔn)孔要盡可能與定為基準(zhǔn)不重合。這是因?yàn)榻鼫?zhǔn)孔與基準(zhǔn)面的定位方向不同，當(dāng)零件定為基準(zhǔn)面發(fā)生變化時(shí)，定位基準(zhǔn)孔的位置也發(fā)生變化。</p><p>　

63、　4、分析整條生產(chǎn)線上各工位零件的構(gòu)成以及各構(gòu)成零件的位置，使定位基準(zhǔn)的位置盡量選在能夠貫穿整條生產(chǎn)線的位置上，即生產(chǎn)線上各工位的定位基準(zhǔn)盡量保持一致，以減小工位間的定位偏差。</p><p>　　5、定為基準(zhǔn)盡量選在被焊零件有貼合要求或功能要求的位置，如有裝配關(guān)系要求的面或孔，有位置要求的端部或孔等。</p><p>　　6、定為基準(zhǔn)盡量選在容易上件取料的位置，容易實(shí)現(xiàn)焊裝自動(dòng)化的位置，

64、以及設(shè)裝配累計(jì)誤差最小化的位置。</p><p>　　7、對(duì)于相同的零件的定位，其定位基準(zhǔn)位置盡量要統(tǒng)一。</p><p>　　8、定位基準(zhǔn)要選在可以減小焊接變形的位置上。當(dāng)焊面的長度足夠時(shí)，可以將定位基準(zhǔn)面直接選在焊接面上。</p><p>　　9、各被焊零件要盡可能單獨(dú)定位，不能只依靠相鄰零件型面的貼合來定位。</p><p>　　式樣書

65、中本工位各套夾具分布如圖2-1所示</p><p>　　圖2-1 加緊定位分布圖（MCP）</p><p>　　2.1.2 夾具的夾緊方案的確定</p><p>　　氣動(dòng)夾具具有加緊動(dòng)作迅速、夾緊力穩(wěn)定、操作方便、安全無污染、清潔干凈等鮮明特點(diǎn)，因此本設(shè)計(jì)中采用的是氣動(dòng)加緊。此類夾具用壓縮空氣作為動(dòng)力源，通過管道、氣閥、氣缸等元件，產(chǎn)生加緊工件的夾緊力。</

66、p><p>　　氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是以壓縮空氣為傳力介質(zhì)，推動(dòng)氣缸動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)夾緊作用的機(jī)構(gòu)。由于氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊速度快，夾緊力比較穩(wěn)定，操作簡單，不污染環(huán)境，并可實(shí)現(xiàn)程序控制，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，在批量和大批量汽車焊裝生產(chǎn)線上廣為應(yīng)用。通過氣動(dòng)回路控制，操作者可在一個(gè)工作位置操作按鈕開關(guān)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)方位的氣缸動(dòng)作控制，而且夾緊、松動(dòng)速度極快，從而能大大縮短生產(chǎn)輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。</p><

67、p>　　在進(jìn)行焊裝夾具設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，首先要確定裝配焊接時(shí)所需夾緊力，然后根據(jù)夾緊力的大小和方向、被焊接零件的結(jié)構(gòu)、夾緊點(diǎn)的布置，安裝空間的大小等來選擇夾緊機(jī)構(gòu)的類型和數(shù)量。</p><p>　　夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面，以保證零件定位穩(wěn)定，變形較小。當(dāng)夾緊力的方向與重力方向一致時(shí)，可使夾緊力最小。選擇夾緊力的作用點(diǎn)時(shí)，主要應(yīng)當(dāng)考慮工件夾緊時(shí)要穩(wěn)定、變形最小。所以夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位件上，應(yīng)盡

68、量選在零件剛性最好的部位上，以減少夾緊變形。</p><p><b>　　1、夾緊氣缸的選取</b></p><p>　　在車身焊裝夾具中常選用帶Y型雙肘接頭的夾緊氣缸作為動(dòng)力源，如圖2-2所示為已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的夾緊氣缸活塞桿縮回時(shí)的外形結(jié)構(gòu)尺寸圖。其接頭銷軸C與壓板相連，通過氣缸活塞桿帶動(dòng)壓板運(yùn)動(dòng)，安裝銷軸D固定，使氣缸繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。夾緊氣缸的缸徑主要有32、50、63三

69、種系列可根據(jù)夾緊力大小不同來選用，缸徑越大，氣缸輸出作用力越大，則夾緊力也越大。氣缸行程有50、75、100、125、150等系列，氣缸行程影響壓塊的打開角度，當(dāng)行程越大，打開的角度也越大。選擇氣缸行程時(shí)，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)行程大于使用行程5～10mm，這樣可保證夾具的可靠夾緊，補(bǔ)償壓板夾緊面的磨損量。也就是說如果選擇的氣缸行程為75mm，則其實(shí)際行程為70mm，應(yīng)為要留出5mm的補(bǔ)償量</p><p>　　圖2-2標(biāo)

70、準(zhǔn)化氣缸收回時(shí)的外形結(jié)構(gòu)尺寸圖</p><p>　　2、夾緊力的計(jì)算過程</p><p>　　設(shè)計(jì)中壓塊的結(jié)構(gòu)可以簡化為圖2-3</p><p>　　圖2-3壓緊過程簡圖</p><p>　　由杠桿平衡原理有 </p><p>　　其中，P－單杠雙作用氣缸推力，</p><p><b&g

71、t;　　F－夾緊力，</b></p><p>　　A－氣缸作用力臂，mm</p><p>　　B－夾緊力臂，mm </p><p>　　由氣缸運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)原理有：</p><p>　　其中，－氣缸負(fù)載率，即氣缸活塞桿軸向負(fù)載力與理論輸出力之比，一般取%</p><p><b>　

72、　d－氣缸缸徑，cm</b></p><p>　　p－氣缸系統(tǒng)使用壓力，kgf/cm2，汽車焊裝線氣壓一般調(diào)節(jié)為～5 kgf/cm2</p><p>　　代入公式求出夾緊力F</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在車身焊接中，夾緊力F30才能滿足焊接要求。如果F＜30 可以調(diào)整A/B的值或選用大缸徑d的氣缸</p><p>　　2.2

73、單元夾具設(shè)計(jì)思路</p><p>　　2.2.1主要控制斷面形狀（MCS）</p><p>　　MCS是組合件在MCP位置上的斷面形狀和夾具構(gòu)造簡圖。在MCS中，規(guī)定了定位面的大致形狀，方式，夾緊打開方向，定位銷方式（固定，移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)）等。如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4夾具加緊定位方式構(gòu)造簡圖（MCS）</p><p>　　2

74、.2.2夾具單元設(shè)計(jì)思路 </p><p><b>　　1、U09夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　結(jié)合根據(jù)式樣書中U09和P02的結(jié)構(gòu)以及位置，U09夾具定位加緊板件，且這套夾具附近有一個(gè)直徑為9.9的孔，這個(gè)孔需要用銷定位，這個(gè)銷要求固定且兩個(gè)方向可調(diào)。這套夾具初步設(shè)計(jì)成由連接板、壓塊、定位塊、夾緊汽缸、銷、銷支架等組成。</p><p

75、><b>　　2、U14夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　結(jié)合根據(jù)式樣書中U14的結(jié)構(gòu)以及位置，U14需要加緊兩個(gè)點(diǎn)，且兩個(gè)加緊點(diǎn)的跨距較大，為保證夾具打開后車件可以順利的垂直放下和取走，該位置的夾具需要有較大的打開角度。這套夾具初步設(shè)計(jì)成由連接板、壓塊、定位塊、夾緊汽缸等組成。</p><p>　　2.3夾具單元設(shè)計(jì)過程</p><p&

76、gt;　　2.3.1 U09夾具單元設(shè)計(jì)過程</p><p>　　按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求作出設(shè)置夾具部位的斷面形狀及相應(yīng)車線，將確定的夾具基座面的位置畫出，作為夾具的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。根據(jù)定位夾緊面的斷面形狀以及周邊零件、裝備的干涉情況，確定該夾具的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1、切取斷面線</b></p><p>　　根據(jù)斷面位置與

77、車線關(guān)系，采用一維斷面。截取斷面，首先設(shè)置工作部件，將斷面線A面為車線絕對(duì)值小的一面,B面為車線絕對(duì)值大的一面已確定斷面位置，開始截取斷面。</p><p><b>　　2、簡畫裝配草圖</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)壓板時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)壓板的打開狀態(tài)，氣缸的行程來確定旋轉(zhuǎn)點(diǎn)及氣缸安裝絞支點(diǎn)的位置，同時(shí)要考慮氣缸打開或關(guān)閉時(shí)連接部分是否干涉。</p>

78、<p>　　進(jìn)入草圖界面，根據(jù)斷面線的形狀設(shè)計(jì)壓板的形狀。 在設(shè)計(jì)壓板時(shí)應(yīng)先確定3個(gè)圓的位置，因?yàn)橐紤]當(dāng)氣缸打開將所焊接部件拿出時(shí)是否與所設(shè)計(jì)的夾具壓板干涉，一般將它們之間的打開余量設(shè)為大于20毫米，并做打開分析，看是否干涉。如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 U09草圖</p><p>　　為了避免給設(shè)計(jì)造成浪費(fèi)，在作運(yùn)動(dòng)分析之前須先對(duì)草圖進(jìn)行打開狀態(tài)干涉分析。

79、通過旋轉(zhuǎn)角度，來確定氣缸行程是否能夠保證氣缸處于打開狀態(tài)時(shí)，不會(huì)發(fā)生干涉。通過學(xué)習(xí)可知，行程50mm的氣缸在滿足各項(xiàng)要求的情況下所打開的最大角度為53.13度，，因此可以通過打開角度，使壓板臂草圖旋轉(zhuǎn)來檢驗(yàn)其剛打開時(shí)是否會(huì)與發(fā)生干涉。</p><p><b>　　3、壓塊的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)夾點(diǎn)位置首先將壓板的草圖繪制出來，點(diǎn)擊拉伸按鈕，厚度為16

80、。如圖2-2和圖2-3</p><p>　　圖2-2 壓板1的拉伸</p><p>　　圖2-3 壓板2的拉伸</p><p><b>　　4、定位塊的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)夾點(diǎn)位置將定位塊的草圖繪制出來，點(diǎn)擊拉伸按鈕，厚度為16。如圖2-4和圖2-5</p><p>　　圖2

81、-4 定位塊1的拉伸</p><p>　　圖2-5 定位塊2的拉伸</p><p><b>　　5、壓板的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)壓塊和草圖中支點(diǎn)的位置，確定壓板相對(duì)尺寸如圖2-6、圖2-7和圖2-8。</p><p>　　圖2-6 壓板主體尺寸</p><p>　　圖2-7 壓

82、板焊接體尺寸</p><p>　　圖2-8 壓板耳朵尺寸</p><p><b>　　6連接板實(shí)體的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于車身焊裝夾具設(shè)計(jì)采用過定位原則，應(yīng)盡量減小接觸面積，以免因定位太多而造成定位不可靠。一般接觸面積寬度選為15-20mm即可。因?yàn)檫B接板上要安裝夾緊氣缸所以在設(shè)計(jì)連接板時(shí)應(yīng)該根據(jù)氣缸選型的型號(hào)，來定氣缸安裝孔及

83、鉸支孔的大體位置.</p><p>　　設(shè)計(jì)連接板時(shí)應(yīng)根據(jù)壓板的設(shè)計(jì)及氣缸的行程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇行程為50的氣缸，其尺寸按照45行程來計(jì)算。在設(shè)計(jì)時(shí)把首先打開的氣缸即上面的氣缸設(shè)計(jì)成與地面成90度放置。同時(shí)應(yīng)遵循所設(shè)計(jì)夾具的工位特點(diǎn)、受力情況及材料的節(jié)省等方面來考慮設(shè)計(jì)。步驟如前因連接板為獨(dú)立的整體可直接進(jìn)行拉伸，拉伸厚度為16毫米，為節(jié)省材料在滿足受力要求的前提下進(jìn)行倒角及切除多余部分。設(shè)計(jì)前已經(jīng)確定了BAS

84、E 的高度為750mm。確定支架高度為400mm，連接板尺寸如圖2-9所示</p><p>　　圖2-9 連接板外形尺寸</p><p><b>　　7、銷支架的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)銷支架時(shí)，首先需要把銷裝配在合適的位置，根據(jù)銷的位置設(shè)計(jì)銷支架，銷支架的具體尺寸如圖2-10所示</p><p>　　圖2

85、-10 銷支架外形尺寸</p><p><b>　　8連接塊的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在裝配圖中進(jìn)行連接塊的設(shè)計(jì)。這樣可以隨時(shí)調(diào)整其形狀，使銷支架，定位塊等零件通過連接塊更好的連接在連接板上。在裝配中調(diào)整各孔的位置，使各連接孔為整數(shù)。連接支架也要做的比較結(jié)實(shí)。 根據(jù)安裝位置和尺寸來設(shè)計(jì)，組裝圖如圖2-11所示</p><p>　　圖2

86、-11 U09裝配圖</p><p><b>　　9、干涉運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p>　　在運(yùn)動(dòng)分析過程中，需定義移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副，在本設(shè)計(jì)中其定義是這樣的：分別定義壓板、壓塊、氣缸頭、氣缸體為轉(zhuǎn)動(dòng)副，其中氣缸體和氣缸頭氣缸連接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，壓板與壓塊同時(shí)繞支點(diǎn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)氣缸頭沿氣缸桿作平移運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　氣缸打開后需對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡

87、進(jìn)行保存，運(yùn)動(dòng)軌跡需保存兩個(gè)，一個(gè)為氣缸完全打開時(shí)的狀態(tài)，一個(gè)為氣缸運(yùn)動(dòng)到最大偏轉(zhuǎn)角度的位置。前者為了說明氣缸完全打開時(shí)，在放置車板時(shí)，不會(huì)與其產(chǎn)生干涉，后者是為了說明氣缸打開過程中不會(huì)與夾具支架發(fā)生干涉。</p><p>　　運(yùn)動(dòng)分析是檢查夾具是否能夠打開和檢查在打開時(shí)是否與其它夾具或車件發(fā)生干涉，如圖所示：</p><p>　　圖2-12 夾具的打開狀態(tài)</p><

88、;p>　　2.3.2 U14夾具單元設(shè)計(jì)過程</p><p><b>　　1、切取斷面線</b></p><p>　　根據(jù)斷面位置與車線關(guān)系，采用一維斷面。截取斷面，首先設(shè)置工作部件，將斷面線A面為車線絕對(duì)值小的一面,B面為車線絕對(duì)值大的一面已確定斷面位置，開始截取斷面。</p><p><b>　　2、簡畫裝配草圖</b

89、></p><p>　　在設(shè)計(jì)壓板時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)壓板的打開狀態(tài)，氣缸的行程來確定旋轉(zhuǎn)點(diǎn)及氣缸安裝絞支點(diǎn)的位置，同時(shí)要考慮氣缸打開或關(guān)閉時(shí)連接部分是否干涉。</p><p>　　進(jìn)入草圖界面，根據(jù)斷面線的形狀設(shè)計(jì)壓板的形狀。 在設(shè)計(jì)壓板時(shí)應(yīng)先確定3個(gè)圓的位置，因?yàn)橐紤]當(dāng)氣缸打開將所焊接部件拿出時(shí)是否與所設(shè)計(jì)的夾具壓板干涉，一般將它們之間的打開余量設(shè)為大于20毫米，并做打開分析，看是否

90、干涉。如圖2-13所示：</p><p>　　圖2-13 U14草圖</p><p>　　為了避免給設(shè)計(jì)造成浪費(fèi)，在作運(yùn)動(dòng)分析之前須先對(duì)草圖進(jìn)行打開狀態(tài)干涉分析。通過旋轉(zhuǎn)角度，來確定氣缸行程是否能夠保證氣缸處于打開狀態(tài)時(shí)，不會(huì)發(fā)生干涉。通過學(xué)習(xí)可知，行程100mm的氣缸在滿足各項(xiàng)要求的情況下所打開的最大角度為87.062度，，因此可以通過打開角度，使壓板臂草圖旋轉(zhuǎn)來檢驗(yàn)其剛打開時(shí)是否會(huì)與

91、發(fā)生干涉。</p><p><b>　　3、壓塊的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)夾點(diǎn)位置首先將壓板的草圖繪制出來，點(diǎn)擊拉伸按鈕，厚度為16。如圖2-14和圖2-15</p><p>　　圖2-14 壓板1的拉伸</p><p>　　圖2-15 壓板2的拉伸</p><p><b&

92、gt;　　4、定位塊的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)夾點(diǎn)位置將定位塊的草圖繪制出來，點(diǎn)擊拉伸按鈕，厚度為16。如圖2-16和圖2-17</p><p>　　圖2-16 定位塊1的拉伸</p><p>　　圖2-17 定位塊2的拉伸</p><p><b>　　5、壓板的設(shè)計(jì)</b></p&g

93、t;<p>　　根據(jù)壓塊和草圖中支點(diǎn)的位置，確定壓板相對(duì)尺寸如圖2-18和圖2-19。</p><p>　　圖2-18 壓板主體尺寸</p><p>　　圖2-19 壓板耳朵尺寸</p><p><b>　　6連接板實(shí)體的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于車身焊裝夾具設(shè)計(jì)采用過定位原則，應(yīng)盡量減小接觸面

94、積，以免因定位太多而造成定位不可靠。一般接觸面積寬度選為15-20mm即可。因?yàn)檫B接板上要安裝夾緊氣缸所以在設(shè)計(jì)連接板時(shí)應(yīng)該根據(jù)氣缸選型的型號(hào)，來定氣缸安裝孔及鉸支孔的大體位置.</p><p>　　設(shè)計(jì)連接板時(shí)應(yīng)根據(jù)壓板的設(shè)計(jì)及氣缸的行程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇行程為100的氣缸，其尺寸按照95行程來計(jì)算。在設(shè)計(jì)時(shí)把首先打開的氣缸即上面的氣缸設(shè)計(jì)成與地面成90度放置。同時(shí)應(yīng)遵循所設(shè)計(jì)夾具的工位特點(diǎn)、受力情況及材料的節(jié)

95、省等方面來考慮設(shè)計(jì)。步驟如前因連接板為獨(dú)立的整體可直接進(jìn)行拉伸，拉伸厚度為16毫米，為節(jié)省材料在滿足受力要求的前提下進(jìn)行倒角及切除多余部分。設(shè)計(jì)前已經(jīng)確定了BASE 的高度為750mm。確定支架高度為150mm，連接板尺寸如圖2-20所示</p><p>　　圖2-20 連接板外形尺寸</p><p><b>　　7連接塊的設(shè)計(jì)</b></p><

96、p>　　在裝配圖中進(jìn)行連接塊的設(shè)計(jì)。這樣可以隨時(shí)調(diào)整其形狀，使銷支架，定位塊等零件通過連接塊更好的連接在連接板上。在裝配中調(diào)整各孔的位置，使各連接孔為整數(shù)。連接支架也要做的比較結(jié)實(shí)。 根據(jù)安裝位置和尺寸來設(shè)計(jì)，組裝圖如圖2-21所示</p><p>　　圖2-21 U14裝配圖</p><p><b>　　8、干涉運(yùn)動(dòng)分析</b></p><

97、p>　　在運(yùn)動(dòng)分析過程中，需定義移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副，在本設(shè)計(jì)中其定義是這樣的：分別定義壓板、壓塊、氣缸頭、氣缸體為轉(zhuǎn)動(dòng)副，其中氣缸體和氣缸頭氣缸連接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，壓板與壓塊同時(shí)繞支點(diǎn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)氣缸頭沿氣缸桿作平移運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　氣缸打開后需對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行保存，運(yùn)動(dòng)軌跡需保存兩個(gè)，一個(gè)為氣缸完全打開時(shí)的狀態(tài)，一個(gè)為氣缸運(yùn)動(dòng)到最大偏轉(zhuǎn)角度的位置。前者為了說明氣缸完全打開時(shí)，在放置車板時(shí)，不會(huì)與其產(chǎn)生干涉

98、，后者是為了說明氣缸打開過程中不會(huì)與夾具支架發(fā)生干涉。</p><p>　　運(yùn)動(dòng)分析是檢查夾具是否能夠打開和檢查在打開時(shí)是否與其它夾具或車件發(fā)生干涉，如圖所示：</p><p>　　圖2-22 夾具的打開狀態(tài)</p><p><b>　　第3章 生成二維圖</b></p><p>　　3.1裝配圖的二維圖</p&

99、gt;<p>　　在每個(gè)試圖中，尺寸標(biāo)注必須遵循一定的原則。每一組結(jié)構(gòu)都應(yīng)該有橫向和縱向與基準(zhǔn)建立的尺寸關(guān)系。每遇到一組結(jié)構(gòu)時(shí)，首先觀察該組結(jié)構(gòu)是否是裝配特征，如果屬于裝配特征，確定該特征屬于重要尺寸類型還是無關(guān)緊要的尺寸。重要的定位特征尺寸，需要與基準(zhǔn)建立直接的尺寸關(guān)系。在本設(shè)計(jì)中定位基準(zhǔn)選擇的是空間坐標(biāo)線，也就是基準(zhǔn)車線，通過車線和定位銷之間的尺寸連接關(guān)系，將尺寸關(guān)系由，定位銷傳遞到車線，以對(duì)各裝配零件實(shí)現(xiàn)尺寸傳遞關(guān)系

100、。</p><p>　　無論是孔還是壓塊、定位塊，都要與車線建立位置尺寸關(guān)系，每一個(gè)特征都要有兩個(gè)方向的定位尺寸，在標(biāo)注每個(gè)特征時(shí)，就要看一下該特征是否與基準(zhǔn)車線構(gòu)成了橫向和縱向的尺寸關(guān)系，如果沒有或者缺少，說明該特征的尺寸標(biāo)注是不準(zhǔn)確的，需要補(bǔ)充或修改。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)要出兩套夾具的裝配圖</p><p>　　圖3-1 U09主視圖</p>

101、;<p>　　圖3-2 U09右視圖</p><p>　　圖3-3 U09俯視圖</p><p>　　圖3-4 U14主視圖</p><p>　　圖3-5 U14右視圖</p><p>　　圖3-6 U14俯視圖</p><p>　　3.2 零件圖的二維圖</p><p>　　按照

102、設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)要在兩個(gè)單元中選擇四個(gè)零件出二維圖。U09單元中我選擇05號(hào)和09號(hào)零件繪制零件圖，U14單元中我選擇02號(hào)和06號(hào)零件繪制零件圖。零件圖二維圖的制作過程與裝配圖的二維圖制作過程類似。零件圖的視圖方向應(yīng)盡量與主視圖的方向保持一致，比例為1：1。</p><p>　　圖3-7 U09-05定位塊零件圖</p><p>　　圖3-8 U09-05定位塊零件圖</p>

103、;<p>　　圖3-9 U14-02定位塊零件圖</p><p>　　圖3-10 U14-06定位塊零件圖</p><p>　　在零件圖中需要標(biāo)注各特征的形狀尺寸和位置尺寸。在標(biāo)注尺寸前需要確定位置和加工基準(zhǔn)，由于該零件為加工件所以其定位基準(zhǔn)也就是該零件的加工基準(zhǔn)。鎖有的尺寸線都應(yīng)從基準(zhǔn)銷向外引出。</p><p>　　無論是裝配圖還是零件圖，需要在兩

104、面分別明確標(biāo)示出A、B兩面的位置。在這里應(yīng)該特別提到的是粗糙度的標(biāo)注，支撐板與定位塊之間的尺寸精度是影響工件裝夾精度重要尺寸，零件接觸面有Ra3.2的表面粗糙度要求。零件中有表面發(fā)黑要求，即對(duì)表面進(jìn)行熱處理。這主要是因?yàn)椋瑝簤K和定位塊，經(jīng)常與車板發(fā)生配合，磨損較嚴(yán)重，如果不做表面熱處理，尤其是與車板接觸的表面，磨損會(huì)很嚴(yán)重，易造成夾具的損壞，造成定位塊或者壓塊因磨損而無法使用，造成浪費(fèi)。</p><p>　　經(jīng)過

105、以上各步驟，本次畢業(yè)實(shí)際的目的已經(jīng)達(dá)到，U09和U14單元夾具也已成形。最后以成品U02號(hào)和U14號(hào)夾具的三維視圖為本設(shè)計(jì)論文畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)中我通過分析設(shè)計(jì)任務(wù)書，我的任務(wù)是三維設(shè)計(jì)兩套夾具以及組裝圖和部分零件的二維圖。在這過程中我遇到了很多問題，有CATIA軟件方面的，也有設(shè)計(jì)方面的。

106、夾具設(shè)計(jì)其實(shí)并不簡單，它需要綜合我們所學(xué)的各方面的專業(yè)知識(shí)，如《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》、《金屬工藝學(xué)》等，而且還要考慮工藝和成本問題。同時(shí)還要求我們對(duì)CATIA操作非常熟悉，對(duì)專業(yè)知識(shí)掌握得相當(dāng)牢固。如果一方面缺乏，工作將很難進(jìn)行下去。</p><p>　　由于以前對(duì)夾具設(shè)計(jì)不太了解，車身焊接方面知識(shí)懂得不多。設(shè)計(jì)工作思路很不清晰，因此走了不少彎路。在了解了夾具的相關(guān)知識(shí)和設(shè)計(jì)規(guī)

107、定后，才有了一個(gè)清晰的設(shè)計(jì)思路。</p><p>　　在做之前首先分析任務(wù)書，定出基座的高度和位置，做一基準(zhǔn)面便于支架的定位這很重要。否則設(shè)計(jì)出來的各套夾具支架的底面不再同一基座的面上，再去調(diào)解支架相對(duì)比較麻煩。 在做的過程中，夾具準(zhǔn)確定位和夾緊要遵循六點(diǎn)定位原則，尤其是U09夾具單元的銷支架的定位是設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)、如何準(zhǔn)確定位銷支架是關(guān)鍵。需要你采取自上而下的裝配關(guān)系去考慮，將銷先裝上而后定位。</p>

108、;<p>　　當(dāng)整套夾具大體設(shè)計(jì)完后，應(yīng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。當(dāng)出現(xiàn)干涉時(shí)，我們還要不斷的修改旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的位置，旋轉(zhuǎn)點(diǎn)是一個(gè)重要的參數(shù)。在設(shè)計(jì)過程中我們要不斷的改動(dòng)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的位置。</p><p>　　在標(biāo)注二維圖的過程中，我也出不少問題，有許多尺寸漏標(biāo)了。對(duì)于有關(guān)尺寸標(biāo)注知識(shí)掌握得不夠，剛開始沒有一個(gè)清晰的思路。首先我們應(yīng)確定下料基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)，而后依次向外標(biāo)出，防止漏掉一些重要尺寸，還要標(biāo)注公差，需要我們對(duì)公

109、差概念很好的理解。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)讓我感觸很深，做任何工作都要認(rèn)真踏實(shí)，切勿急躁。在做工作前，應(yīng)對(duì)工作進(jìn)行認(rèn)真分析和充分準(zhǔn)備，多思考，勤動(dòng)手，明確一個(gè)清晰的思路，而后再做可避免出一些錯(cuò)誤，只有經(jīng)過反復(fù)的修改以后，充分考慮各方面要求，才能最終設(shè)計(jì)出令人滿意的產(chǎn)品，而不是欣賞品才能進(jìn)行加工。</p><p>　　現(xiàn)在的我實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還很不足，做得還尚待提高。在以后的工作中，我會(huì)多多積

110、累經(jīng)驗(yàn)，不段提高自己的專業(yè)素質(zhì)和能力。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　尊敬的院領(lǐng)導(dǎo)、指導(dǎo)老師：</p><p>　　在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，院領(lǐng)導(dǎo)為我們創(chuàng)造了良好的設(shè)計(jì)環(huán)境，在軟件方面給與我們極大的幫助，并從各種硬件方面盡量滿足我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。在此我對(duì)院領(lǐng)導(dǎo)表示由衷的謝意。</p><