初探汽车焊装夹具的基本设计规则

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1、初探汽车焊装夹具的基本设计规则江铃模具厂李钊【摘要】：本文介绍在汽车焊装夹具的设计中应遵循的原理和规则，即基准重合原理、销定位规则、支持型板应用规则、支持臂应用规则和布局原则。【关键词】：汽车焊装夹具；设计；规则在汽车车身焊接生产线中最重要的设备是夹具，其乃决定车身质量的关键。夹具方案设计是夹具的核心任务，关系到夹具使用的成败。装焊夹具是用于保证零件装配相互关系的尺寸精度和性能的设备，可分点焊夹具、弧焊夹具、装配夹具、涂胶夹具等，按动作又可分为动夹具和气动夹具。夹具方案设计之前，要明确设计依据首先，根据生产纲领、工作制度计

2、算生产节拍其次，清楚工件的产品图，被焊工件的焊接位置、焊接顺序、焊接方式、焊钳的种类和规格、焊点数量、夹紧方式及工件先后上件顺序等再次，通过改变每套夹具完成的上件和焊点数量，尽可能平衡各工位的工作时间。焊接夹具的数量在设计过程中，根据产品结构和焊装工艺、生产节拍的需要确定。1．基准重合原理夹具的核心作用在于定位冲压件和焊接总成准确，且精度高，焊接出来的车身误差小，在允许范围内，故定位基准选取显得尤为重要。定位基准是零件或部件的某个明显位置，用来确定该零部件在整车上的x、Y、z坐标系统内的理论位置，一般情况下，在产品图纸或三

3、维数据模型上均有指定的若干基准。德国大众、美国福特、日本马自达等汽车生产公司早已应用RPS技术来提高产品质量，而国内自主品牌汽车设计因其起步较晚，现在也开始应用。lIPS是ReferencePointSystem的缩写，即定位参考点，是模具、夹具和检具的共同定位点。RPS是以控制产品定位、功能、测量的基准点。以数据的形式为目标，在产品图纸上按照工艺生产过程明确规定了零件和总成的控制基准点和公差要求的数据，避免了由于基准点变化造成的零件尺寸公差加大。据统计，在对50多个汽车生产线的分析中可以看出尺寸变动误差产生的原因分布如图

4、1所示。其中产品和工艺设计不一致占27％，工装夹具问题占13％，冲压件尺寸误差占23％，生产设备维护问题占图1尺寸变动误差产生的原因分布37％。我们从以上原因分布可以发现，夹具方案设计基准的选取非常重要，应该与产品的设计基准或装配基准相重合(基准重合原理)，这样可以消除由于基准不同而产生的尺寸误差，简化装配协调关系，提高装配精度。定位基准选择是否合理的标准是能否保证定位可靠、精度高、方便装配与焊接以及有利于简化夹具结构等的关键。一般应该选择零件上重要的装配孔、工艺孔和装配面做定位基准。定位基准通常分为孔定位和型面定位两种，

5、由于孔定位相对的定位精度更高，在可能的情况下，应首先采用孔定位作为主要定位基准。准确的定位基准是保证零部件装配几何精度的重要保证，因此在确定装焊夹具方案时，要仔细分析零部件的各个基准，完成部件的几何形状分析，根据定位基准传递的一致性，一整套装焊夹具的定位基准的选择，还应具有继承性和统一性。通盘考虑从低级总成到高级总成各夹具上定位基准的设置可能性，以及各个定位基准对保证第一、二级总成装配几何精度的重要性，从而在产品图纸给定的若干基准中筛选出合适的主要和次要定位基准，并保证定位基准、尤其是主要定位基准前后呼应、贯穿始终。此外，

6、定位基准、定位孔和定位面的选择还要考虑到对总成尺寸的影响要尽量小，以减小总体尺寸的累计误216差。2．销定位规则销定位要好于型面定位，尤其是冲压件质量相对较差的情况下，销定位的产品精度远远大于型面定位的产品，但是定位的销孔必须是冲压出来的。如果是配钻的孔j则不能作为定位销孔。销必须垂直冲压件孔的局部表面，否则难于退件。在夹具上定位一个冲压件或者焊接总成应该用两个销、两个夹紧部件，但对于大件，如在傩围总成夹具中内板总成，要用到三个销、多个夹紧部件；对于小件，由于空间尺寸的限制只能用一个销和一个夹紧部件来定位夹紧，靠冲压件的型

7、面来保证精度，这种情况是很常见的，大部分的小冲压件是采用这神定位模式。工件定位按定位原则执行，不允许过定位和欠定位。当需要两销定位时，采用一圆销和一菱形销配合使用。常见的定位销形式见表1表1常见的定位销形式序号名称断面图适用范围备注适用范围最广的定位销，蹦性l垂直固定圆销固定在BASE板上常见的定位销，用于一个冲压对于直径较小的第二或2垂直固定菱形销同上件或者分总成的第二或第三个第三个销，加工菱形销比较困难，也有用圆销的情销，主要是减少取件的阻力况3直线运动销幽。靼在无法采用垂直销的情况下用，在节拍允许和操作方便的情况下使

8、用手动，否则采用气动％Jus”-jJ。e当带有定位销的部件不能在固固定于夹持—气P}与目既lMP定部件上生“根”时采用本方4带定位销的夹持臂臂上的活动销’／沙式，多用于。盒”式工件结构中、肾司／／‘高处冲压件定位在夹具方案选取时应考虑优先性，设计及制造方便，定位精度高。对于以上4种定位销形式，优先顺序是