装焊夹具设计标准

装焊夹具设计标准规范序言装焊夹具是在汽车车身的工序组装过程中，保证各相关零部件快速准确定位；在工序焊接过程中，保持各件正确的相对位置，保证足够的焊接操作空间；在完成工序焊接工作之后，保证工序成品能方便、快速地取出；进而确保车身焊接制造的几何精度，提高生产效率所必需的工艺装备。随着汽车工业发展的日新月异，装焊夹具的设计和制造水平也在不断地提高，并且从一个方面成为体现车身制造工艺水平的重要标志。制定本标准的目的在于为本公司内部确立一个装焊夹具设计、制造方面的大略原则。在接受客户定单时，对于涉及相关技术性的条目，如果客户无特殊要求，则依本标准的原则进行设计和制造；如果客户另有标准，则依客户提出的要求进行。装焊夹具设计、制造工作流程工艺分析并根据客户要求编制仕样书（如果客户已有仕样书，此过程可以省却）→仕样书会签→投入总成图设计→总成图会签→零、部件设计出图→投入机加工制造→装配→机能验证→检测→最终定位装配→解体喷（涂）漆→重新组装→客户初验收→包装出厂→现场调试、交货（客户终验收）设计工作内容2．1完成夹具机械部分的设计，其中包括：2．1．1完成夹具机械结构及零部件设计。2．1．2根据工序焊点位置和焊钳样式，在夹具图中进行焊钳动作模拟，并且对干涉部位进行避让修正。2．2完成气动部分设计，其中包括：2．2．1完成气动原理图设计，列出动作程序时间表。2．2．2在原理图的明细表中，列出所需气动元件的名称、规格型号、数量及制造或代理厂商。2．3编制明细表，其中包括：2．3．1自制或外协加工件明细表2．3．2标准件、外购件明细表2．4图纸格式及表述内容2．4．1图纸格式（另附图说明）2．4．2总成图和分总成图均采用总成图标题栏的格式，零件图采用零件图的格式，气动原理图采用总成图的格式。2．4．3需要在总成图中表述的内容为：工装的总体布局；工装的总体功能及各分总成之间动作配合关系；工装的总体轮廓尺寸及大致装配要求；工装总体的包装、起重、运输要求；对于左右对称制造的工装，需要在总成图中予以说明。2．4．4需要在分总成图中表述的内容为：本分总成具体的装配位置及精度要求；本分总成所含各零件的名称、数量、相互位置关系及装配技术要求；本分总成所含标准件的名称、数量、规格型号要求。2．4．5需要在零件图中表述的内容为：零件的结构尺寸及加工精度、表面粗糙度要求；零件的热处理要求。仕样书的编制3．1仕样书的格式（另附图说明）3．2仕样书内容的填写3．2．1产品及零部件的名称和图号，按客户提供的名称和图号填写。3．2．2是指仕样书本身的编号，一般按照项目分类后各具体项目所含内容的数量按顺序编写。编号内容分为三段：（□□□＿□□□＿□□□）第一段为项目代号，第二段为工装类型代号，第三段为顺序号。3．2．3布局方案采用简图加文字说明的形式，必要时对各局部的具体形式在附页的图表中作进一步说明。3．2．4在操作过程一栏中，要简要地将工序组成件、选用的焊钳形式（型号）列出，并且对操作顺序简要说明。3．2．5仕样书的附页，主要是对布局方案中各局部点的具体形式用简图作进一步说明，其中包括采用的定位、压紧及调整方式等。基准的确立4．1坐标系的确立4．1．1夹具设计的坐标系原则上与车身设计坐标系一致。以汽车前轴中点为坐标原点，向上为Z坐标正向，向后为X坐标正向，面向前方右侧为Y坐标正向；反向为负。4．1．2当需要在某些特殊部位（如前柱上部、侧围后部、前门上部等）布置夹紧点时，为了方便尺寸标注，需要把局部坐标旋转变换。原则上所采用的旋转基点（轴），应取在车身设计坐标50线倍数的交点上。4．2设计及制造基准4．2．1原则上设计基准与制造及装配基准应该一致，并且以车身设计坐标为原始基准。4．2．2对于夹具的基板，其上表面为基准面，并且与车身坐标一个方向上的百线重合。沿基板表面是车身坐标的另外两个方向，应加工出两道互相垂直的基准槽，并用钢印予以标记。基准槽形状如图所示，必要时，还可以在基板表面纵横两个方向上打刻间隔200毫米的坐标网格线，作为辅助测量基准。基板上的三维坐标基准即是整套夹具的基准。4．2．3对于定位支座，高度方向的基准是支座底面，其余两个方向的基准分别是支座对称中心和底面安装基准销孔中心线。如图所示4．2．4对于定位支承板，高度方向的基准是基准销孔中心线，其余两个方向的基准分别是安装孔对称中心和与定位支座的结合面。4．2．5定位销座的基准是其与调整垫片的结合面。4．2．6定位块的基准是安装底面。定位销的设计5．1定位销的基本结构定位销的结构要素分为三部分：即导入部分、工作部分、装配部分。5．1．1为了便于定位销与工件定位孔之间的导入，通常将定位销的导入部分设计成锥体，锥角根据不同使用情况分为30°和60°。5．1．2定位销工作部分的公称直径一般为工件定位孔直径-0.3毫米。记做：d=D-0.3。5．1．3定位销的公差定位销的公差设定为：dh85．1．4定位销的伸出长度定位销伸出定位孔的长度定在d/2-d/3之间。5．1．5定位销的紧固方式外螺纹-螺母紧固型内螺纹-螺钉紧固型紧定螺钉紧固型5．1．6定位销的装配精度定位销的装配配合通常取为H7/h65．2定位销的材料及热处理要求5．2．1定位销的材料为45钢5．2．2定位销的淬火硬度为HRC45-505．2．3定位销最终加工完成后要求煮黑处理5．3定位销的布置和调整5．3．1原则上对于一个工件，其主、辅定位销的轴线要求平行；不同工件的定位销之间，其轴线也要求尽量平行。遇特殊情况，则需要采用可以滑动的活销处理。5．3．2一般情况下，将定位销座在其定位平面上设计成二维可调的结构。每一个方向上的调整量为3毫米。5．3．3定位销座的调整通过调整垫片来实现，垫片的厚度分为：0.3毫米,0.5毫米,1毫米等规格，垫片表面要求光洁、平整、无毛刺。5．4滑动定位销结构在一些特殊情况下，为了便于定位销的退出和工件的装卸，需要将定位销与销座之间的结构设计成滑动的。其中有：5．4．1手动滑槽式：如图所示，定位销与芯轴装配在一起，销座的芯轴套上铣有导槽，拨动与芯轴相连的手柄，将芯轴推至上位后转动一个角度将手柄卡住，定位销即可保持在工作位置上。这种结构占用空间小，常用于局部空间受到限制的场合。一般情况下，手柄可以用螺钉代用。5．4．2连杆推拉式：如图所示，将定位销直接固定在推拉式快速夹紧器的芯轴，搬动夹紧器的手柄，即可实现定位销的轴向位置变换。操作快捷、方便。5．4．3气动定位销：将定位销与气缸杆连接起来，靠气缸活塞杆的动作实现定位销的轴向位置变换。这种结构的优势在于：a．可以实现远程控制b．可以实现群体控制因此，这种结构形式最适用于：手动不易达到的位置需要滑动定位销数量较多的情况5．5摆动定位销在一般的夹具设计中，定位销的应用情况都是定位销相对固定，工件置于定位销之上。但在有些场合，则需要先粗略地使工件就位，然后再用定位销精确定位，定位销置于工件之上。为了能方便地实现工件的装夹和取出，常常把定位销座设计成摆动式的，最常见的情况是，把定位销直接装在压紧臂上。5．6定位销设计中需注意的问题5．6．1由于需要定位的零件大多数都是薄板件，为避免干涉，在设计定位销的工作位置时，要使定位销的根部与定位孔边保留一段距离。如图示：5．6．2对于大直径定位销，当Φd＞32时，可以把销的柱面取平一小部分，以利于定位销进、出定位孔。如图示：5．6．3对于摆动定位销，其摆动中心原则上应该与定位孔处于同一平面内，以避免干涉。5．6．4在定位销倾斜使用的情况下，尺寸标注不要标在空间点上。如图示：5．6．5在滑动销被水平放置或接近水平放置时，要注意加防护盖，以避免焊接飞溅伤及导向部位。当滑动销垂直使用时，导向轴端面要高出导向套端面，避免飞溅和垃圾进入导向面之间。定位支座的设计6．1定位支座的基本结构及材料通常定位支座采用焊接结构，根据采用材料的形式不同，又大略分为纯钢板式结构和钢板-型材混合式结构两种类型。6．1．1纯钢板式结构这种结构一般由立面板、底面板、加强筋板三个基本单元组合焊接而成，材料为A3板。立面板和底面板加工后的板厚为14毫米，加强筋板厚度为8毫米。这种支座的底面部位一般直接与基板连接，也可以安装在辅助支座上，立面部位安装定位支承板，是夹具定位夹紧系统中的关键零件。6．1．2钢板-型材混合式结构这种结构一般由底面板、支承部分、上连接部分三个基本单元组合焊接而成。其中底面板和上连接部分的材料采用A3板；支承部分采用型材，根据不同的用途，可以有角钢、槽钢、圆管、方管等多种选择。这种结构形式可以在多种用途的支座中被采用，可以用作单纯的定位销座，也可以用做辅助支座。6．2定位支座的相关技术要求6．2．1定位支座的加工过程要求定位支座的加工过程要遵循：下料→毛坯焊接→时效处理→清理焊渣→喷防锈底漆→机械加工的步骤进行。6．2．2定位支座的形状及位置精度要求定位支座各加工表面之间要有形位公差要求，其中互相垂直的表面，垂直度误差为0.05毫米；互相平行的表面，平行度误差为0.05毫米；各表面本身的平面度误差为0.05毫米。6．2．3定位支座加工面之间的尺寸精度对于具有互相垂直加工表面的支座，其中一个面上的基准销孔中心与另一个表面之间的尺寸公差为±0.05毫米；对于具有互相平行加工表面的支座，两个表面之间的尺寸公差为±0.05毫米；两个基准销孔之间的尺寸公差为±0.02毫米。6．2．4定位支座的表面粗糙度要求原则上，与焊口接触的表面均被视为非加工表面，粗糙度为；作为安装基准的表面，粗糙度为；其它只与轮廓尺寸相关的表面，粗糙度为。定位支承板的设计7．1定位支承板的结构要素及材料定位支承板的基本结构要素为：保持本身安装位置的安装基准面、基准孔保持下一级定位单元位置的安装基准面、基准孔定位支承板的设计，主要是围绕着确立两组要素之间的相互位置这个中心点来进行。定位支承板的材料为A3板。7．2定位支承板的相关技术要求7．2．1定位支承板的形状及位置精度要求分别属于两组要素的加工表面，当两面平行时，平行度误差为0.05毫米；当两面垂直时，垂直度误差为0.05毫米；表面本身的平面度误差为0.05毫米。7．2．2定位支承板的尺寸精度要求分别属于两组要素的安装基准面、基准孔之间的尺寸公差为±0.05毫米。7．2．3定位支承板的表面粗糙度要求用作安装基准的表面（包括基准销孔），粗糙度为；其它只与轮廓尺寸相关的表面（包括螺栓过孔），粗糙度为。8．定位块和压紧块的设计8．1定位块和压紧块的基本结构要素及材料定位块和压紧块的基本结构要素分为：定位块和压紧块本身的安装基准面、基准孔定位和压紧形面在大多数场合，定位块和压紧块的材料选择45钢；在选择表面质量要求较高的外覆盖面作为定位、压紧面的情况下，定位块和压紧块本体应该选择具有一定弹性的材料，如聚氨酯等。8．2定位、压紧块设计的相关要求8．2．1定位、压紧形面的选取原则上，定位、压紧形面所选取零件部位的曲面参数不要超过二维，以便于加工和调整。8．2．2定位、压紧块的尺寸标注定位、压紧块的主要尺寸就是形面轮廓与安装基准面之间的尺寸，尺寸的标注基准就应该是安装基准面。8．2．3定位、压紧块的调整a．通常情况下，要求定位、压紧块在其定位、压紧表面的法向或近于法向的方向上可调，调整量为3毫米。b．定位、压紧块的调整通过调整垫片来实现，调整垫片的厚度分别为：0.3毫米,0.5毫米,1毫米等规格，垫片表面要求光洁、平整、无毛刺。8．2．4定位、压紧块的热处理要求对于材料为45钢的定位、压紧块，在经过调整并且定位、压紧表面研配合适后，要进行淬火处理，硬度为HRC45-50。9．限位块的设计9．1限位块的基本结构形式9．1．1端面型限位块这种限位块的主要作用在于限定对工件的压紧程度,避免在工件表面产生过度压痕。形状一般为方形，也可以设计成为圆柱形。9．1．2槽型限位块这种限位块的主要作用在于限制压紧臂的横向摆动，确保压紧或定位点位置的准确程度。常用于下列场合：压紧臂伸出过长，需要横向限位。需要二级定位压紧的设计布局，对第一级限位。定位销与压紧臂连接，对压紧