1、焊装夹具设计手册一 概念及名称1 . 基准点及车线的规定一般情况下汽车坐标系的原点规定为车前轮轴心线的中点。 TL 或 X表示车长 以车前轮为原点向车尾方向为正，向车头方向为负。BL 或 Y表示车宽 以车的对称中心线为原点，面对车的行驶方向，向右为正，向左为负。WL 或 Z表示车高 以车前轮为原点，向上为正，向下为负。见图 11；有时，汽车生产厂家也可自行规定基准点及坐标系的位置。图 11由于夹紧位置的需要而将夹紧单元旋转一定角度时，其车线的标注如图 12，其中 45图 122.夹紧单元（POST）一个典型的夹紧单元通常包括 L 板、支板、夹紧臂、定位块、 垫片、 回 转 销 、 定 位 销
2、、 定 位 销 连接 板 、 到 位 止 动 块 或 限 位 块 ,、 连 接 板 、 气 缸 等 。 见 图 1 3图 133.夹具一套完整的夹具一般包含若干夹紧单元（POST）、基板（BASE）、举升机构（LIFTER）甚至旋转机构。根据操作方式可划分为手动夹具、气动夹具及液压夹具；根据控制方式可划分为气控夹具、电控夹具等。见图 1-4（手动夹具）, 见图 1-5（气动夹具）。图 1-4 图 1-5二 基板（Base 板）Base 板一般由槽钢与钢板焊接而成。槽钢多采用 10#、12#、14b#、16#、20#、25b# 等，钢板厚度多采用 t=20mm 或 t=25mm（此为加工完成的厚
3、度，选用毛料时，因考虑加工余量，相应的板厚取 t=25mm或 t=30mm）。对于小夹具或滑台等亦可采用 t=3040mm 的钢板焊接而成，而对于总拼夹具以及顶盖装焊夹具，其滑台及支架则可采用矩形方管与钢板焊接而成。1.Base 的最大外形尺寸对于 Base 的设计应充分考虑焊接及加工的工艺性，以及吊装、运输等方便性。对于只加工顶底两面的普通 Base 而言，其长度暂不界定，但宽度不得大于 2m，能够运输的最大宽度（非 Base 本身）为2.3m。见图 2-1图 2-1而对于较宽大的 Base，为了使其便于加工，往往将其划分为若干个 Base，Base 间则以支架相联接，此时该 Base 的单
4、侧或双侧就需加工。 见图 2-2（单侧），见图 2-3（双侧）。图 2-2 图 2-3仅加工单侧：其宽度不大于 2000mm，加工双侧时其宽度不大于 1600mm，而对于 Base 长度方向的两端需加工时其尺寸见图 2-4。图 2-4对于总成线中装焊顶盖工位，其两侧滑台 Base 因较高，往往用方管焊接而成，此时其 高 度 不 大 于1550mm， 当 其 侧 面 需 加 工 孔 时 ， 其 距 顶 面 最 大 距 离 不 大 于 500mm， 见 图 2-5。图 2-52.Base 尺寸与所使用型钢型号关系表：BASE 尺寸 800X1200800X1200|1000X16001000X16
5、00|1500X20001500X2000|2000X32002000X3200|3000X40003000X4000|3500X5000上面板 t1 20 20 20 20 20 25下面板 t2 15 15 15 20 20 20槽钢型号 C10 C12 C14 C16 C20 C25b注：表中所示板厚 t1、t2 为加工完成的尺寸3.Base 设计中应注意焊接及加工工艺性a.槽钢的布置对于普通 Base 而言，槽钢布置见图 2-6，槽钢间距为 700mm900mm，个别情况 除 外 ， 并 且 四 周 槽 钢搭 接 以 八 字 为 主 ， 但 如 滑 台 以 及 Base 间 的 连 接
6、 板 等 ， 以 方 管 、 矩 形 管 焊 合 而 成 的 框 架 结 构 不 允 许采 用 八 字 结 构 ， 而 在 露 出 型 材 腹 腔 的 部 位 加堵，见图 2-7。图 2-6 图 2-7b.槽钢的接口 见图 2-8图 2-8c.在端面处钢板需探出槽钢 20mm 以便焊接。d.对于长条型的小型 Base，其结构应如图 2-9 所示，突出部便于机加工时装夹。e.下板的布置 如图 2-10图 2-10 图 2-11f. Base 的起吊装置图 2-9小型 Base 使用起吊环，于 Base 上表面钻 M30 螺孔，钻孔时应注意起吊钢丝绳是否会与 Post 等发生干涉；大型 Base
7、需采用吊耳，结构见图 2-11，其相关尺寸已形成标准。g.地脚结构地脚板结构如图 2-12，其中过孔直径 28，螺孔尺寸为 M24，且已形成标准。若 Base 较矮需加装支腿时，其结构见图 2-13。图 2-12 图 2-13h.若使用方管、矩形管焊合结构件及 Base 时，应预先加工出气孔，以免气体受热膨胀，引起不必要的变形。i. Base 的基准槽基准槽的位置应优先选用车线数值的 100 的整倍数，其次选用车线数值的 50 的整倍数。对于小型Base，基准槽可贯通，对于大型 Base 其基准槽可断续，（见图 2-14）此外在设计 Base 钻孔图时，尽量避免将孔打入基准槽内。见图 2-15
8、图 2-14 图 2-15 j.为避免 Lifter 及个别 Post 上气缸与 Base 干涉，应提前在 Base 板上开出相应孔，这些孔的位置及尺寸应标示在 Base 焊接图中，以便在机加工前将孔切割出来，尤其当 Post 的气缸底部与 Base 面间隙小于 25mm 或沉入 Base 面板以下时，其开孔尺寸见图 2-16 及图 2-17，当该 Post 周围有其它夹紧单元时，其开孔尺寸酌情而定。图 2-16 图 2-17k.对于旋转 Base，为减小其转动惯量，一般只在有 Post 的部位铺以钢板，其它部位做镂空处理。此外，旋转 Base 如无特殊情况，其拐角部位做倒角处理，（见图 2-
9、18）以减小其回转半径。l. Base Link 及联接板当焊接线含输送机构时，为不使各单一夹具，因输送力的作用而产生偏移，需用 Base Link 将各单一Base 联接起来形成一个刚体，Base link 一般采用 100X100 方管或 100X150 矩形管焊合而成，其结构形式如图 2-19，其与 Base 间尺寸链见图 2-20。联接板的作用是将 Base 与 Base Link 联接起来，现已形成标准件见图 2-21。图 2-19 图 2-21图 2-20三 .L 板及 H 腿L 板是固定在 Base 或 H 腿上，用以联接支板、夹紧臂及定位块等的专用支座。其高度自 100mm 至
10、500mm 间，每隔 50mm 划分为 2 类 9 种规格，已形成标准。见图 3-1 及 3-2。图 3-1 图 3-2图 2-18此外，在特殊场合为减小尺寸或减轻重量，可将 L-Plate 与支板作为一体或采用其它形式。见图 3-3及 3-4。图 3-3 图 3-4在车身线及侧围线上因采用了输送机构，工件与 Base 面间尺寸往往较大，此时就需在 L-Plate 及Base 间采用一个过渡的支撑架H 腿。目前 H 腿的高度自 400mm1000mm 间划分为 4 类 12 种规格。且已形成标准件。见图 3-5 及 3-6图 3-5 图 3-6四 .支板目前，支板只将定位面与 L-plate
11、联接起来，其本身并不直接定位工件（个别情况例外）， 支板所用材料为 Q235-A，依据合同及技术协议其厚度分为 16mm 及 19mm 两种规格。见图 4-1图 4-1当支板尺寸过大时为减轻重量，可开孔处理，见图 4-2；或将该 Post 分为两个，见图 4-3。图 4-2此外，为使气缸摆动灵活，其吊耳处，应 为图 4-4 结构。当 Post 上定位块 A、B 面间的斜角大于 10时，或夹紧臂上装有斜的 Locate pin 时，在支板及 L-plate 间需采用斜铁，其尺寸标注见图 4-5。图 5-1 图 5-2 图 5-3五.夹紧臂图 4-4图 4-3图 4-5去除1.紧臂的夹紧力普通 P
12、ost 中夹紧臂夹紧力不得小于 30kgf，当 Post 为双级夹紧臂时，第一级气缸直径为 63，第二级气缸直径为 50。（图 5-1）此外，当 Post 为双夹紧臂且分为支板和夹紧臂时，支板侧气缸直径为 63，夹紧臂侧气缸直径为 50。见图 5-2一般情况下（图 5-2）尺寸 A=60，系统压力为 0.5MPa，气缸的效率为 80%时，夹紧臂的夹紧力如下表所示：缸径（mm） 气缸力（kgf） B/A50 78.5 2.563 125 4.280 200 2.8此外，对于汽车车架类夹具由于其板厚较 大，需要夹紧力在 5080kg 以上。此时，气缸直径应为63 或 80。2.夹紧臂的开启角度：为
13、方便装卸工件，必须保证夹紧臂有一定的开启角度，一般而言，夹紧臂打开以后，其与工件间隙沿搬运方向的投影不小于 30mm，见图 5-3。3.使用气缸夹紧时应注意的几个问题：a. 为保证夹紧，不能将气缸的行程全部使用出来，应保留 510mm 余量。例如：额定行程为 75mm的气缸使用 70mm 作为实际行程，保留 5mm 以保证有效的夹紧。b. Hinge Pin 在高度方向的位置应在实际行程的 1/2 高度以保证气缸在运动过程中摆动均匀，且两个极限位置姿态一致。见图 5-4。c. 气缸底部距 Base 面的间隙不小于 25mm，气缸摆动的极限位置应在图中表达，其与可能发生干涉的部位距离不得小于 1
14、5mm。见图 5-5。d.当气缸行程较大时，应注意夹紧臂与气缸头的结合处，以免干涉见图 5-6。图 5-4 图 5-5e. 见图 5-6，当 A100 时 B 取 25；当 100A150 时 B 取 30；当 150A200 时 B 取 35；但当夹紧臂上有定位销时，为便于固定支座，尺寸 B 可酌情而定。图 5-6此外对于地板本体等夹具，由于夹紧臂过长，不便用钢板制作，应用矩形管制作夹紧臂，既有刚性，重量又轻。但当夹紧臂过长时打开后会造成取件困难，此时可将夹紧臂只打开一定角度，然后将夹紧臂横向转出，见图 5-7。图 5-74.夹紧臂上的工艺孔：夹紧臂较长时为加工方便，一般开有工艺孔，工艺孔的位置及尺寸见图 5-8。为便于加工工艺孔，其孔距及孔径应优先选用附表二所给数据。5.若该工位为弧焊夹具，则整个 POST 除气缸及 L-PLATE 外都需镀铜处理。六.定位块为便于调整，我公司制造的焊接夹具广泛采用了定位块。1.种类定位块的毛坯已成标准件：依高度划分为三种规格 50mm、70mm、90mm；依宽度又可划分为两种规格16mm、19mm；依种类又可分为四种见图 6-1。图 6-1 图 6-2 关于定位块具体应用实例因过于繁杂，在此不作赘述。 2.材料：图 5-8
