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保证车身焊装夹具设计的基础条件通过对汽车车身焊接夹具设计的一般规律进行探讨，提出了在焊接夹具设计中所应该遵循的基础条件。
在现生产中，焊接夹具的设计充满了丰富的特殊性，因此，具体问题须具体对待。
关键词：焊接夹具设计经验性综合技术汽车车身焊接夹具的设计是一门经验性很强的综合性技术，在设计时首先要确定生产纲领，熟悉产品结构，了解变形特点，把握制件及装配精度，通晓工艺要求。
只有做到这些，才能对焊接夹具进行全方位的设计。
一、生产纲领生产纲领决定焊接夹具的自动化水平及焊接工位的配置，是通过生产节拍体现的。
生产节拍由夹具动作时间、装配时间、焊接时间、搬运时间等组成。
夹具动作时间主要取决于夹具的自动化程度；装配时间主要取决于冲压件精度、工序件精度、操作者的熟练程序；焊接时间主要取决于焊接工艺水平、焊接设备的自动化程度、焊钳选型的合理化程度等；搬运时间主要取决于搬运的自动化程度、物流的合理化程度等。
只要把握住以上几点，就能合理地解决焊接夹具的自动化水平及制造成本这对矛盾。
二、汽车车身的结构特点汽车车身一般由外覆盖件、内覆盖件和骨架件组成，覆盖件的钢板厚度一般为0.8-1.2mm，骨架件的钢板厚度多为1.2-2.5mm，也就是说它们大都为薄板件。
对焊接夹具设计来说，有以下特点：1、结构形状复杂，构图困难汽车车身都是由薄板冲压件装焊而成的空间壳体，为了造型美观和壳体具有一定的刚性，组成本身的零件通常是经过拉延成型的空间曲面体，结构形状较为复杂。
2、刚性差、易变形经过成型的薄板冲压件有一定的刚性，但和机械加工件相比，刚性要差得多，而且单个的大型冲压件容易变形，只有焊接成车身壳体后，才具有较强的刚性。
3、以空间三维坐标标注尺寸汽车车身产品图以空间三维坐标来标注尺寸。
为了表示覆盖件在汽车上的位置和便于标注尺寸，汽车车身一般每隔200mm或400mm划一坐标网线。
三个坐标的基准是：前后方向(Y向)———以汽车前轮中心为0，往前为负值，往后为正值；上下方向(Z向)———以纵梁上平面为0，往上为正值，往下为负值；左右方向(X向)———以汽车对称中心为0，左右为正负。
汽车装焊夹具设计基础汽车行业在我国的工业领域中占有着重要的地位，随着我国经济的发展，汽车业在近几年也有了突飞猛进的发展。
汽车的先进性、科技性、品质性也在迅速的增长。
汽车的产量、质量的提高涉及到众多方面的提高，包括原材料、工艺、工装设备、企业的经营状态和管理方式等等。
汽车装焊夹具是汽车生产工装设备的重要部分。
就我了解和掌握的一些装焊夹具设计知识写出来和大家一起讨论学习。
在设计装焊夹具之前要对汽车以及汽车各个部位有一定的了解，下面分别介绍：一、 车的基准线、坐标线 CAR LINE（以下简称车线）车线是表示汽车的基准线，各个汽车厂家的车线基准零点是相同的，都是车前轮中心和车宽方向中心的交点。
通常所说的车前、车后、左侧、右侧是指座在驾驶员的位置上看，前进方为车前，反之为车后，左手位为左侧，右手位为右侧，一般在车宽方向遵循左负右正的原则（日产系为左正右负）。
车长的表示有：X、L、TL车宽的表示有：Y、W、BL车高的表示有：Z、H、WL以上的表示方法因不同的汽车厂家而不同。
具体见图示1来加深理解。
车宽 车长X图示1二、 汽车车体及构成部件车体组成的主要部件有：地板、左右侧围、前后车门、发动机盖、行李箱盖、顶盖、顶盖前后横梁、前后防撞杠、前后翼子板等等，每个部件都由若干个零部件组成。
从结构上讲，焊接的散件都是有空间形状的冲压成型件，不但存在由于刚性差引起的变形以外还存在着一些回弹变形。
要将两个或两个以上的零部件组合成一个部件都需要由相应的独立夹具来完成。
详见图示2加深理解。
顶盖顶盖后横梁顶盖前横梁后窗台板右侧围后防撞杠前风窗下横梁后裙板地板前防撞杠左侧围图示2：车体的主要构成部品三、 紧单元几种类型装焊夹具有单个或多个夹紧单元组成，夹紧形式分气动夹紧、手动夹紧、混合夹紧、手持。
每个单元的构成都是由基本支撑夹紧单元演变而来，所以先掌握最基本的设计思路是很重要的。
首先初学者应该先了解一个夹紧单元的构成以及各个零件的行业名称，先对它有个感知上的认识。
AUTO TIME2020/12Automobile culture 丨汽车文化033车时代时要借助焊接夹具加固焊接物，为对焊接精度以及焊接最终的质量给予保障，针对焊接夹具的使用，对其可靠性提出了非常严格的要求。
焊接夹具属于非标设备当中的一种，具体的生产过程，如果可以借助架构的科学设计要素，完善技术工艺的有效处理，能够将夹具的质量提升，进而使其使用价值有所加大，对焊接精度会产生非常重要的推动效果。
1.定位基准定位基准是设计焊接夹具工艺的关键性要素，也是最基本的一项要素。
在具体生产时，需要先利用图纸定位基准夹具[1]。
例如：如果焊接工序比较轻松，那么在实际生产时，可结合焊接夹具图纸提供的各项信息，严格校对，使夹具生产基准单一化。
但生产工序如果非常多并且繁杂，需要对工序基准的统一性尽可能保证，这样才能实现大规模精细化生产中，不会有基准差异出现的定位误差问题。
通常来说，夹具固定过程中，需要借助圆孔定位法，以便对焊接的精准度给予保障，之后在对面定位工艺充分考量。
焊接夹具设计的图纸如果冲突于具体的生产工具或者生产条件不符合标准时，需要对定位的基本方式给予考虑。
焊接夹具的应用，最突出效果便是对焊接当中的焊件加以固定，但约束焊件的自由度，存在一定的限度，不能过紧，更不能没有任何限制的约束。
编制基准方案，要结合图纸以及焊件提出的生产要求开展[2]。
例如：首先，焊件对于圆孔定位法进行应用时，夹具的定位基准需要同步开展；如果夹具对菱形销或者其他形式进行应用，当做基准时，需要控制好差异，差异限制尽量不大于三个。
此外，还要对夹具结构具备更强的稳定性给予保障；其次，定位基准要结合具体的情况加以调节，选择的材料要确保耐热性。
如果对面定位进行应用，开展基准时，要严格把控好夹具的具体数量，尽量大于三个以上，可通过CR12MOV 材料实施加热工作。
在矫正定位基准时，难免会有磨损情况，所以生产工艺要有相应的改进。
为对焊接精度提升，需要实施矫正夹具以及定位基准工作。
汽车焊接工装夹具设计汽车焊接工装的设计概述汽车车身夹具的设计是一门经验性很强的综合性技术，在设计时首先要确定生产纲领，熟悉产品结构，了解变性特点，把握制件及装配精度，通晓工艺要求。
只有做到这些，才能对焊接夹具进行全方位的设计。
一、六点定则在车身焊装夹具上的应用在设计车身焊装夹具时，常有两种误解:一是认为六点定则对薄板焊装夹具不适用;二是看到薄板焊装夹具上有超定位现象。
产生这种误解的原因是把限制六个方向运动的自由度理解为限制六个方向的自由度，这种限制不仅依靠夹具的定位夹紧装置，而且依靠制件之间的相互制约的关系。
只有正确认识了薄板冲压件焊装生产的特点，同时又正确理解了六点定则，才能正确应用这一原则。
从定位原则看，支撑对薄板来说是必不可少的，可消除由于工件受夹紧力作用而引起的变形。
超定位使接触点不稳定，产生装配位置上的干涉，但在调整夹具时只要认真修磨支撑面，其超定位引起的不良后果是可以控制在允许范围内的。
上世纪八十年代，车身焊接使用的夹具形式大量是从冲压模具的定位面截切而来的，即在车身冲压零件的型腔上定位，被称为“定位块”。
其具有的特点为:定位面积大、设计及制造周期长成本高的特点。
随着工装制造水平与检测手段的提高，车身焊接夹具的定位转化为定位板定位，板厚在16、20、25几档中选用，整个夹具本体改为焊接合件，在制造、装配上都缩短了周期，相对降低了成本。
定位块与定位板相比较，二者有如下特点:1、定位块是加工件，其余支撑部分为铸铁件，定位块在装配调整后再配作定位销。
在外观上它有两种式样:大面积的定位块、小面积的气动或手动压头;大面积的定位块、大面积的气动或手动压头。
前者造成定位块加工复杂，产生车身零件压紧力不够;后者干涉焊钳的点焊操作及装件困难。
在生产中使用的夹具，其精度必须保证产品总成的要求:其选择的定位面数量比较保守，宁多勿少;每个定位块的装配全部是用四个螺钉在沉孔中固定在焊接支撑底板上，因焊渣飞溅的填充，造成返修更换的困难。
工装夹具设计标准版次：OR目录一、底板1、夹具底板要求采用Q235-A板材和型材焊接而成,底板的焊缝采用非连续焊缝,焊缝高度为5mm,焊缝长度大于600mm采用间断焊,每条焊缝长度不小于125mm,焊缝总长度不小于焊接总长度的1/2.焊缝要求牢固,光滑平整,不允许有夹渣、气孔等缺陷,底板焊接后应经热处理退火消除应力.2、夹具的底板加工后的厚度为20～30mm；注意：为了方便运输,底板的宽度尺寸应小于2200 mm 底板周边的槽钢开口向外,中间加强用的槽钢间距不宜大于1000mm.3、长度尺寸L<1280mm,宽度尺寸B<500mm 或台面面积<0.64平方米,底板加工后的厚度为20mm,槽钢为10号槽钢；脚轮选用∶科顺4-4109-929-BRK4和4-4108-929承重1080公斤.4、长度尺寸1280≤L<1600mm,宽度尺寸500≤B<700mm 或0.64平方米<台面面积<1.12平方米,底板加工后的厚度为20mm,槽钢为14b号槽钢；脚轮选用∶科顺4-5109-929-BRK4和4-5108-929承重1360公斤.5、长度尺寸1600≤L<2000mm,宽度尺寸700≤B<800mm 或1.12平方米<台面面积<1.6平方米,底板加工后的厚度为25mm,槽钢为16号槽钢；脚轮选用∶科顺4-6109-929-BRK4和4-6108-929承重1640公斤或7-10609-979-BRK1和7-10608-979承重5448公斤.6、长度尺寸L>2000mm 或台面面积>1.6平方米,底板加工后的厚度为30mm,槽钢为20号槽钢.7、如果是旋转夹具,则底板采用60mm 60mm 5mm的方钢管.8、如果是涂胶架,则采用50mm 50mm 4mm的方钢管.9、底板的上表面即安装基准面的平面度为IT8级,表面粗糙度.10、底板的加工基准边基准边一般长60mm,宽5mm.设计布置图如下：11、底板上测量基准孔主要是三座标检测用设计形式如下：其中3－φ10H7的基准孔为通孔,3-φ30的沉头孔深2mm.加工时应随底板的安装基准面一次性加工而成.基准孔至少要三个,它的布置必须是非直线,而且形成的三角形的区域尽量大,应该布置在支撑块的支座形成的多边形的外部,同时应考虑三座标在夹具装配完成后检测探头的可接近性.12、底板的安装基准面上若需刻坐标网格线,坐标网格线的深度0.2 mm,宽度线距为100或200mm,并在刻线的两端刻上坐标号,坐标号应与汽车产品图上的坐标号相一致.根据客户需求13、底板上应最少有横竖各一条测量基准槽,其截面宽度为10 mm 、深度为5 mm、一边为直角的倒梯形槽当边长大于2米时应平行对称布置两条,间距一般为1米.根据客户需求设计图示如下：14、安装螺钉如无特殊要求均采用级内六角螺钉.15、吊环螺钉:当夹具重量小于1吨时用M16；1～2吨时用M24；2吨以上用M30 底板上仅制孔,不装吊环螺钉.二、调平机构16、底板固定在地面的方式有可调式地脚螺钉.17、在任何情况下,采用的各种固定方式都不能引起设备的几何精度发生变化.18、在一些手动设备特殊的情况下,可以采用1个支撑的固定方式.19、对于底板尺寸小于 1.2m 1.2m,需要使用3个支撑,并且足够保证固定.3个支撑的布置采取三角形,以保证设备的最佳稳定性.20、对于底板尺寸超过1.2m1.2m,选取支撑的规则如下：尺寸在1.2m和2m内————————————————— 4支撑尺寸在2m和4m内—————————————————— 6支撑优先选用“通用标准库”中的TOPZ0001/TOPZ0002/TOPZ0003、TOPZ1003/TOPZ2003各种高度的支承座或L形安装座或支承过渡座.四、基准球座及测量安装座1、优先选用“通用标准件库”中的TOPC0002/TOPR0002.2、基准球座至少要三个,应该布置在支撑块的支座形成的多边形的外部.它的布置必须是非直线,而且形成的三角形的区域尽量大.3、基准球座也不能布置在机器人焊钳或手工焊钳的运动轨迹上.4、测量安装座的布置应保证ROMER可接近,且不与焊钳,焊钳的吊挂装置等发生干涉,数量根据具体夹具形式来定.“通用标准件库”中备有ROMER的模型,可进行检测位置的模拟.5、在一些情况下, 如果夹具允许,测量球可直接布置在底板上如：包边设备,样架等.五、调整垫a)优先选用“通用标准件库”中的TOPD.b)调整垫的理论设计厚度和数量一般根据客户的需求而定.如神龙汽车有限公司焊接夹具一般要求一组调整垫的数量不能多于3片c)调整垫的常用规格为：、、、1、2、4、5mm.1、使用导向板是为了防止放错工件小件 ,便于装件等.工件边缘与导向板之间的距离为2mm,导向板的调整范围为±5mm,工件刚好脱离定位销时,靠近导向板的工件边缘规定为导向板的弯曲位置.2、焊钳导向处的材料为铬锆铜CuCrlZr,同时要考虑焊钳导向板和支座之间的绝缘;即加绝缘垫和绝缘套筒等推荐板厚：最小16mm手持移动式焊点导向板由于要减轻焊点导向板的重量,推荐使用CESTILENE HD 1000R苹果绿色材料；推荐板厚：最小20mm焊钳导向板示意图焊钳导向板导槽优先选用V形,也可采用U形.在V/U形槽边缘加工530°导角作为预留磨损量一般为5mm左右 .绝缘垫和绝缘套筒的材料一般采用不易破碎的胶木,推荐使用树脂胶木.固定式焊钳导向板一般安装在装配钢板的下面,与钢板表面平行,距离为2－5mm.七、限位块推荐选用U形限位块,用于大翻板或者定位销、螺柱导套等处,定位精度比较高,且重复定位比较稳定.既可保证夹紧后压头与支承块的间隙,也可在夹紧部件倾斜布置时,保证压头的几何位置.参考“通用标准件库”的TOPX.八、绝缘垫片材质为尼龙10101、优先选用“通用标准件库”中的TOPJ2、绝缘垫片有M6、 M 8两种垫片M6螺栓绝缘套代码为TOPJ1001-H=H=8、10、12、18四种规格M8螺栓绝缘套代码为TOPJ2001-H=H=10、12、18、20四种规格φ8销绝缘套代码为TOPJ2001-H=H=10、12、16、18、20五种规格九、可调机构一定位销1、与主定位销不平行的定位销必须采用伸缩销.2、优先选用“通用标准件库”中定位销TOPDX.3、定位销工作表面形式：圆柱形、菱形、削扁、带缺口如下图4、选用材料：20Cr热处理：渗碳淬火,渗碳深度1.2mm直径小于12mm-1.5mm直径大于12mm,表面硬度要求HRC48-52.5、装在磁场内的定位销选用材料为不锈钢,仅对工作表面进行渗氮处理；6、定位销直径：主定位销直径＝定位孔名义直径－0.2mm辅定位销直径＝定位孔名义直径－0.5mm定位销的加工公差： 0 /－7、定位销的工作表面：定位销截面可以是圆形、菱形、削扁或圆形带缺口的.如下图二定位销座定位销座推荐的形式,如下图：定位销直A B C D E *F I R S T U 2012903095,202047,515161420 40209540117,203047,520262240 60301140117,303057,5252632△注意：定位销座销孔不得为盲孔.三设计形式定位销设计安装形式应为二维或三维可调型.十、压头和支撑块1、厚度- 18 ± 1 mm.- 最小 37 +1/0 mm------用于与外观零件接触的支撑块和夹紧器压头门外板,顶盖,等....支撑块和压头的厚度相同.2、材料42 CrMo ,热处理方式：工作表面采用淬火淬火深度：2 mm,表面硬度可达到HRC 55.对于外观零件的压头如:侧围,门,顶盖…在现场调试后进行热处理,火焰淬火和水冷却.3、特殊情况接触铝制零件的压头和支撑块:- 表面抛光: Ra 0,2 mm- 周边圆角: r 5 mm 仅对厚度 37 mm .4、压头压紧方式1压头的压紧力一般要求垂直于工件的厚度方向.具体如下图：1个锁止自由度 2个锁止自由度2夹紧器正常情况下夹紧钢板,压头所允许的最大倾角15°.5、支撑块和压头的可调支撑块设计时应确保在功能方向的一维或二维可调,特殊情况可设计为三维可调,另外在设计支撑块或压头时应尽可能选取平面处,尽量不要选取复杂的型面做为定位支撑面.压头与压紧臂在设计时应尽可能分开可调,不要做成一体.十一、外购件的选择1、脚轮向荣、科顺；无油轴套嘉善；电机采用SEW或FLANDER产品；2、气缸类1常用的气缸有：普通型、封闭式、耳环式、销钉缸四种.一般选用SMC公司的产品特殊情况下也可选用FESTO的气缸,比如要求单独发信号时.若客户无要求,可选用国产气动元件品牌：如烟台FAST等耳环式夹紧气缸优先选用CK1A型.吊具气缸采用锁紧气缸CAN系列和CLS系列.行程超过400mm的气缸必须安装防尘护套.2CNOMO标准缸的选用原则：客户要求；一个零件上有多个方向和多个支撑,尤其是在装焊厚度较厚的零件时.3、手动夹紧器GOOD HAND ；优先选用：GH-701-D, GH-701-K, GH-702-D, GH-702-K；GH-304-CM, GH-305-CM, GH-304-EM, GH-305-EM, GH-304-HM, GH-305-HM.十二、钢板间隙1、一般情况e≤ 1.5mm焊接: 压头/支撑块间的间隙 =标准厚度e 1+ 6% +0其中标准厚度e＝压头和支撑块之间所有零件的厚度之和2、包边:包边机的理论厚度凹模和镶块间＝标准厚度 1+ 6% ++其中标准厚度e＝凹模和镶块间之间所有零件的厚度之和3、板厚较厚零件e>1.5 mm压头/支撑块间的间隙 =标准厚度e 1+ 6% +0其中标准厚度e＝压头和支撑块之间所有零件的厚度之和十三、焊接夹具的通用公差1、支撑面,压头和定位块的公差 : ± 0,20 mm2、固定和活动定位销的公差在带气压的工作条件下 : ± 0,10 mm 参照零件的位置.3、底板的参考坐标点 : 平行度 = 0,05 mm 在共同的区域.4、对于焊接设备上同时加工几个部件的情况,它们之间定位销,支撑面的最大偏差不超过 0,20 mm .5、焊接或其他方式的底板的平面度和曲率,在长度小于1000时最大不超过0,05,在长度大于1000时最大不超过0,1 .验收的必要条件：至少有4个支脚. 供应商负责提供所需的布置以满足这个条件.6、水平面上定位孔与定位孔之间的公差为±0.02mm,粗糙度为.7、所有的定位孔与基准面的公差为±0.05mm,粗糙度为.8、翻转机构的重复到位精度为±.9、精度孔的同心度、平行度、垂直度的精度容许误差在0.02mm以下.十四、焊接检具的通用公差1、通用公差 :± 0.20 mm2、定位基准支撑和定位销的位置公差：± 0,10 mm3、基准平台的平行度：= 0,05 mm4、对于同一规格型号的多个检具,它们之间的偏差不能超过0.20 mm.5、焊接的机器检测平台或其它平台的平面度及平整度,长度小于1000的,最大不得超过0,05；长度超过1000的,最大不得超过0,1.检测平台用4脚支撑.必须遵守验收条件.6、用于建立车身坐标系的基准小球：球度：0.05mm,基准球空间位置度：0.1mm.7、基准球位置坐标值的确定方法：用定位元素拟合车身坐标系,在此拟合坐标系中确定基准球位置坐标值,作为基准球的理论坐标值.在以后的所用过程中,使用基准球心理论坐标值建立车身坐标系.十五、制图（一）尺寸标注要求设计基准和加工基准统一的原则.（二）图幅图面一般用A3、A4两种图幅,必要情况下可用更大图幅.A3图纸采用横向,A4图纸采用竖向.（三）各种安装面及非安装面光洁度的要求一般安装面的表面光洁度至少,非安装面的光洁度为,底板上大的非安装面达到即可.（四）各种材料热处理技术要求：1 45钢调质处理技术要求：1、热处理：HB220-2502、未注形位公差按照 GB/T1184-H3、未注线性公差按照 GB/T1804-m4、孔口、锐边倒角 1×45°5、表面发黑2 45钢淬火处理技术要求：1、热处理：HRC40-452、未注形位公差按照 GB/T1184-H3、未注线性公差按照 GB/T1804-m4、孔口、锐边倒角 1×45°5、表面发黑3 Q235钢焊接技术要求：1、本件为焊接件,焊接质量符合机械工程用焊接标准2、型材表面为非加工面3、焊后非加工面,焊接加工至.4、未注焊缝均为连续焊缝,焊缝高度5mm,焊缝长度大于600mm时采用间断焊,每条焊缝长度不小于125mm,焊缝总长度不小于焊接总长度的1/25、焊接无缺陷,牢固,焊后打磨,焊缝光滑6、焊后退火消除焊接应力7、未注形位公差按照 GB/T1184-H8、未注线性公差按照 GB/T1804-m9、孔口、锐边倒角 1×45°10、非工作表面喷底漆防锈漆及面漆4 底板孔位图通用技术要求：1、底板基准A上以相互垂直的基准B、C为基准刻出座标网络线,网络线的间距100±,线深,线宽,网格间的平行度和垂直度的允差为,在网格线对应位置标记座标号；2、螺纹孔与螺纹孔、螺纹孔与销孔的尺寸公差为±；销孔与销孔之间的尺寸公差为±；销孔与基准面之间的尺寸公差为±；与基准边的角度公差为±5′.3、锐边倒钝5 20Cr材料技术要求：1、渗碳淬火1.5mm,HRC48-522、未注形位公差按照 GB/T1184-H3、未注线性公差按照 GB/T1804-m4、锐边倒角 1×45°5、表面发黑五图样与工件在图纸中的表达方式要求总图、部件图上应标注：夹具轮廓尺寸、操作高度、坐标线尽量与汽车坐标线统一、坐标基准、坐标基准孔、各部件的安装位置、汽缸位置、所有定位尺寸坐标基准孔应相对于坐标线标注,在图中按汽车产品件在汽车中的实际位置建立汽车坐标；同时按夹具的基础建立坐标系.在夹具上有产品图的摆放位置,并用细双点划线绘出.设计时应注意焊点的坐标位置,必须留有充分的焊钳工作空间位置,便于施焊.用双点划线表示焊钳的外形.六、左右对称件制图的原则一般左右对称件,仅绘制右件图,在2D图中注明“注：TOP--右件图号如图所示,TOP--左件图号与之对称”.七、常用材料及标准件对应的国标号Q235-A GB/T 700-1988 热轧槽钢GB/T 707-1988热轧钢板和钢带 GB/T 709-1988 热轧扁钢 GB/T 704-1988热轧圆钢、方钢 GB/T 702-1986、GB/T 705-1989热轧等边角钢GB/T 9787-1988 热轧不等边角钢GB/T 9788-1988结构用和输送流体用无缝钢管 GB/T 8162-1999内六角螺钉 GB/T 内六角平端紧定螺钉 GB/T 77-2000六角头螺栓全螺纹 GB/T5783-2000 吊环螺钉 GB/T 825-1988平垫圈 GB/T 弹簧垫圈 GB/T 93-1987内螺纹圆柱销 GB/T十六、夹具编号原则T O P0713-001000即：TOP0713-0010002007年公司所接的第13个项目中的第一个分项夹具总图T O P0713-027000第27个分项夹具总图T O P0713-027100第27分项夹具的 100组件图120组件图 120150组件图 150160组件图 160T O P0713-027120120组件中的部件图 121122123对于夹具中的水、电、气部分图及目录分配图号为：001—— 020具体分配号参照部门设计编号标准底板分配号为：025—— 050。
浅谈汽车焊接夹具的结构设计随着社会经济的发展和科技水平的提高，汽车行业获得了广阔的发展空间，有力地促进了国民经济的发展。
在人们的生活有了极大改善的情况下，人们对汽车的外观、性能、舒适性、安全性等方面有了更多的需求。
白车身是整车的基础，而汽车焊装夹具的结构和精度直接决定车身的焊接质量。
为此，本文将从汽车焊接夹具进行分析，希望有效的控制并提高车身的焊接质量。
1.汽车焊接夹具的简介把车身冲压件在一定的工艺装备中定位并夹紧，组合成车身分总成及总成，同时利用焊接的方法使其形成整体的过程称为装焊过程。
它是车身的装配和焊接连续进行的一个过程，焊装过程所使用的夹具称为焊接夹具。
在焊接过程中，合理的夹具结构有利于合理安排流水线生产，便于平衡工位时间，降低非生产用时。
对具有多种车型的企业，科学地考虑共用或多车型共用一套夹具，有利于建造混型生产线，提高生产效率。
为提高我国汽车焊接夹具的设计水平，本文对汽车焊接夹具的设计原理、结构和设计方法、原则进行了一定的研究和探讨。
2.白车身焊接工艺的特点2.1使用材料及结构特点汽车焊接材料主要是低碳钢的冷轧钢板、镀锌钢板，及少量的热轧钢板。
它们可焊性好，适宜大多数的焊接方法，但由于是薄板件，因而刚性差、易变形。
在结构上焊接散件大多数是具有空间曲面的冲压成形件，形状、结构复杂。
2.2焊接方法汽车焊接方法主要有CO2气体保护焊和电阻焊。
CO2气体保护焊应用范围较广，且对夹具结构要求不十分严格。
电阻焊对夹具要求严格，尤其是多点焊、机器人点焊。
因汽车焊接以电阻焊为主，所以本文将针对电阻焊夹具的设计进行探讨。
2.3焊接工艺流程汽车焊接的基本特征就是单件到部件再到总成的一个组合的过程。
从分总成到车身焊接总成的每一个过程，既相互独立又相互关联，因此分总成的焊接精度决定了整车焊接总成的焊接精度和焊接质量。
为了保证产品的质量，这就要求从单件到总成的各个焊接工序采用统一的定位基准。
在整车出现质量问题时便于质量问题原因的分析，便于整改和控制。
汽车焊装夹具设计、制造规范1. 焊装夹具的设计依据：以业主提供的产品数模、国家通用件及标准件为设计依据。
2. 焊装夹具设计通则：2.1焊装夹具设计采取模块化设计方式，要求能满足焊接工艺要求，夹具设计图画法应贯彻国家机械制图标准。
2.2夹具操作方便，设计完成后的工装系统必须符合人机工程学的要求。
2.3夹具应有足够的装配、焊接空间，焊点在布置时应易接近。
2.4夹具本身必须有良好的制造工艺性和较高的机械效率。
2.5 所有工装夹具，控制面板及面板显示器的标签要求使用中文。
如果使用英语应得到业主的认可。
2.6所有图纸和文件中的尺寸、工程单位要求采用公制，所有的紧固件都必须是公制的。
设计中使用非公制前都应得到业主书面认可。
2.7紧固件：采用国标内六角螺钉及圆柱形内螺纹定位销，所有紧固的地方要采取防松措施。
2.8必须尽量选用已通用化、标准化的夹紧机构以及标准零部件，并做到零配件易互换，易维修。
2.9回转夹具要求从回转中心进气（使用特殊的进气机构，可以任意角度转动），回转夹具高度可调节。
2.10手动夹具的夹紧器选用一般推荐选用GOOD HAND牌标准产品。
2.11夹紧气缸一般采用带缓冲机构，以防快速夹紧工件时损坏工件。
3．焊装夹具设计规范及要求：3.1 总图及部件图设计3.1.1 总图设计原则上以左件为基础，图中说明图示为左件，右件与左件对称。
总图上应标注：夹具轮廓尺寸、连接尺寸、安装尺寸、定位尺寸、操作高度、产品件编号及名称、坐标线(与汽车产品数模坐标线统一)、坐标基准、坐标基准孔、各部件的安装位置。
所有定位尺寸、坐标基准孔应相对于坐标线标注，在图中按汽车产品件在汽车中的实际位置建立夹具设计坐标。
在夹具上有产品的摆放位置，并用细双点划线绘出。
焊点位置用表示.设计时应注意焊点的坐标位置，必须留有充分的焊钳工作空间位置，便于施焊。
用双点划线表示焊钳的外形。
总图上还应绘出夹具的操作步骤顺序图，特殊步骤必须详细说明。
汽车焊装夹具结构设计在汽车焊接流水线上，真正用于焊接操作的工作量仅占30%～40%，而60%～70%为辅助和装夹工作。
因装夹是在焊接夹具上完成的，所以夹具在整个焊接流程中起着重要作用。
在焊接过程中，合理的夹具结构，有利于合理安排流水线生产，便于平衡工位时间，降低非生产用时。
对具有多种车型的企业，如能科学地考虑共用或混型夹具，还有利于建造混型流水线，提高生产效率。
一、汽车焊接工艺特点（一）材料与结构汽车焊接材料主要是低碳钢的冷轧钢板，镀锌钢板，及少量的热轧钢板。
它们可焊性好，适宜大多数的焊接方法，但由于是薄板件，因而刚性差、易变形。
在结构上，焊接散件大多数是具有空间曲面的冲压成形件，形状、结构复杂。
有些型腔很深的冲压件，除存在因刚性差而引起的变形外，还存在回弹变形。
（二）焊接方法汽车焊接方法主要有CO2气体保护焊和电阻焊。
CO2气体保护焊应用范围较广，且对夹具结构要求不十分严格。
电阻焊对夹具要求严格，尤其是多点焊、反作用焊和机器人点焊。
因汽车焊接以电阻焊为主，所以本文将针对电阻焊夹具的设计进行探讨。
（三）焊接工艺流程汽车焊接的基本特征就是组件到部件再到总成的一个组合再组和过程。
从组件到车身焊接总成的每一个过程，既相互独立，又承前启后，因此组件的焊接精度决定着部件总成的焊接精度，最后影响和决定着车身焊接总成的焊接精度与质量，这就要求相互关联的组件、部件及车身焊接总成夹具的定位基准应具有统一性和继承性，只有这样才能保证最终产品质量，即使出现质量问题也易于分析原因，便于纠正和控制。
焊接过程以流水线生产为主，所以夹具设计应有利于流水线的布置和设计，同时也考虑给生产管理提供方便。
二、焊接夹具的设计方法与步骤1．在设计焊接夹具之前，应首先了解生产纲领、产品结构特征、工艺需要及生产线布置方式，作好充分的工艺调研，参照国内外先进的夹具结构，并结合实际情况确定夹具总体方案。
诸如是固定夹具还是随行夹具，机械化、自动化水平是高是低，几种车型主要夹具是否混型共用等。
汽车装焊夹具设计基础汽车行业在我国的工业领域中占有着重要的地位，随着我国经济的发展，汽车业在近几年也有了突飞猛进的发展。
汽车的先进性、科技性、品质性也在迅速的增长。
汽车的产量、质量的提高涉及到众多方面的提高，包括原材料、工艺、工装设备、企业的经营状态和管理方式等等。
汽车装焊夹具是汽车生产工装设备的重要部分。
就我了解和掌握的一些装焊夹具设计知识写出来和大家一起讨论学习。
在设计装焊夹具之前要对汽车以及汽车各个部位有一定的了解，下面分别介绍：一、 车的基准线、坐标线 CAR LINE（以下简称车线）车线是表示汽车的基准线，各个汽车厂家的车线基准零点是相同的，都是车前轮中心和车宽方向中心的交点。
通常所说的车前、车后、左侧、右侧是指座在驾驶员的位置上看，前进方为车前，反之为车后，左手位为左侧，右手位为右侧，一般在车宽方向遵循左负右正的原则（日产系为左正右负）。
车长的表示有：X、L、TL车宽的表示有：Y、W、BL车高的表示有：Z、H、WL以上的表示方法因不同的汽车厂家而不同。
具体见图示1来加深理解。
车宽 车长X图示1二、 汽车车体及构成部件车体组成的主要部件有：地板、左右侧围、前后车门、发动机盖、行李箱盖、顶盖、顶盖前后横梁、前后防撞杠、前后翼子板等等，每个部件都由若干个零部件组成。
从结构上讲，焊接的散件都是有空间形状的冲压成型件，不但存在由于刚性差引起的变形以外还存在着一些回弹变形。
要将两个或两个以上的零部件组合成一个部件都需要由相应的独立夹具来完成。
详见图示2加深理解。
顶盖顶盖后横梁顶盖前横梁后窗台板右侧围后防撞杠前风窗下横梁后裙板地板前防撞杠左侧围图示2：车体的主要构成部品三、 紧单元几种类型装焊夹具有单个或多个夹紧单元组成，夹紧形式分气动夹紧、手动夹紧、混合夹紧、手持。
每个单元的构成都是由基本支撑夹紧单元演变而来，所以先掌握最基本的设计思路是很重要的。
首先初学者应该先了解一个夹紧单元的构成以及各个零件的行业名称，先对它有个感知上的认识。
零件的名称各个公司的叫法不同。
下面的几个图示为不同类型的基本夹紧单元范例（以气动夹紧为主），各个零件的名称为我公司叫法。
1.单纯的支撑夹紧类型夹紧臂 CLAMP ARMCYLIDER 夹紧块CLAMP支撑块 GAUGEGAUGE因材料的不同会有不同的安装方式调整垫片HENGE PIN图示32. 有定位销的类型汽车焊装夹具就是用来把多个具有空间曲面的冲压件组焊在一起，由于冲压件是薄板，刚性差又容易变形，所以在相互组焊时定位元件很重要，定位销是主要的定位元件。
定位销通常分主定位销、次定位销，主定位销为圆形销，次定位销为菱形销，关于定位销的要求以及位置都会在仕样书中给出。
定位销的形式可分为固定式和活动式，活动式可分气动和手动两种。
根据板件定位的具体情况定位销可以安装在型板或夹紧臂上来完成其功用。
图示4图示5：定位销为活动式 图示６：夹紧臂上安装定位销夹紧臂上安装活动销的形式在这里就不以图例说明了，其形式和图示５基本相同，只是安装位置有所不同而已。
３.有夹紧无支撑的类型设计此类型的夹紧单元时必须加限位块CAUCHER或STOPPER，为了防止对板件造成损坏，如图示７。
什么样的场合应该用哪种限位块，在后面的内容有详细介绍。
４.有支撑无夹紧的类型，如图示８。
５.单纯定位销的类型，如图示９。
图示7第４、５这两种类型的夹紧单元设计起来相对简单些，其他复杂单元无非就是这几种类型任意组合或在此基础上增加或减少相应零件。
图示８ 图示９６.双极夹紧单元如图示10这种类型的单元设计起来相对复杂些，但也是以前几种类型为基础。
7. 使用H-LINK型连接板的夹紧单元此类型的夹紧单元和普通LINK连接的夹紧单元相比较，CLAMP打开的的角度大，而且压头在打开状态下比普通LINK连接的相比高度要低一些，其运动轨迹不是一个同半径的规律曲线。
四、设计中的几点注意事项汽车装焊夹具的特点就是组件到部件再到总成的一个组合过程。
每一个过程既相互独立又承前启后，所以每个过程的焊接精度和质量都会影响到最后总成的焊接精度和质量。
汽车焊装夹具的设计要在满足功能要求的情况下结构尽量简单而美观，还要便于焊接操作以及保证焊接时的良好空间性。
夹具的结构设计中会有一些要点需要注意，下面分别作以介绍。
1. 以图示10为例设计双级单元时要注意的问题：１）、第一级气缸要有足够的输出力。
２）、第一级连接板LINK的销孔为Φ16H7，HUSH为JDB 162216（嘉善），在型板两侧要加侧垫片WASHER，型号为JTW-18。
注意不要忘记型板两侧的安装螺孔。
３）、第一级气缸带动的活动型板必须安装限位块，目的要保证夹紧精度和防止车体板件出现压痕、凸凹等板件变形的损坏。
第一级气缸图示102. 以图示4为例，一级夹紧单元通常我们设计规定A处要有轴套BUSH，夹紧臂CLAMP ARM的销孔大小为Φ14H7，轴套BUSH的型号为SF-1 1215（嘉善）。
B处根据客户要求而定，如果要加BUSH的话，型板的销孔大小、BUSH的型号和A处一样，C处一般不加BUSH。
3. 单元的具体结构设计时要求每个零件的外型尺寸（除了和板件接触部位）以及各个零件之间的装配尺寸（除了两个零件之间的装配有角度）都是整数值，而且要求和车线之间的距离也为整数值。
在有定位销的情况下，因为定位销的坐标值一般多数为小数，所以销子的安装孔在销子支座的位置数值为小数，但销子支座的装配尺寸和外型尺寸必须是整数值。
参照图示11可加深对上面内容的理解。
一般也为小数（为保证气缸与旋转点的整数关系）图示114. 对尺寸较大的型板可以考虑减重，在较大空白地方掏空，但要保证强度。
减重没有具体的规律可循，可根据具体情况而定。
如图示12所示5. 图示13为例，A、B、C、D的尺寸在设计中有规定，从图中可以看出此夹紧单元所用的气缸型号为CK1A50-75Y（SMC型号），气缸伸出夹紧状态时要求预留5mm的行程，所以A的尺寸为气缸行程ST减去5mm。
B的尺寸为气缸行程ST减去5mm的一半（ST-5）/2mm。
C的尺寸在最远端夹紧块的夹紧力足够的情况下取50mm,根据情况不同可以取大于50mm，但要求是逢5和10的整数值，而且要作夹紧力的验证必须保证有足够的夹紧力。
图示126. 连接板LINK 的选用图示14为普通一级夹紧单元连接板LINK 的局部视图，图示15为双级夹紧单元的第一级连接板LINK的局部视图，侧面加有侧垫片WASHER。
在选择WASHER时，内经比轴经大一个型号。
例如：轴经为Φ16时，WASHER选择型号为JTW-18，其内经尺寸为Φ18.2。
连接板LINK一般情况下选用标准件，有特殊要求时可以另行设计。
7. 限位块CATCHER、STOPPER的安装位置设计要求限位块的安装位置到基准的尺寸为整数值，LINK旋转轴中心到限位块安装位置的间距要大于等于LINK旋转轴中心到最远端压头间距的1/3，保证CLAMP夹紧的精度。
D的尺寸一般为小数，要求气缸在打开状态下夹紧块的最外端距离车体板件的最外端大于25mm或30mm。
图示13图示14图示158. 限位块CATCHER、STOPPER的使用限位块STOPPER的使用有以下几个方面：1）没有支撑有夹紧，而且夹紧的板件没有任一方向明显的倾斜角度；2） 多个夹紧块，其中有一块为空压，而且支撑夹紧的板件没有明显的倾斜角度；3） 精度要求不高的直线运动限位；4） 使用H-LINK 的夹紧单元必须有限位块STOPPER ，STOPPER 也可以和型板做成一体式。
限位块CATCHER 分为“V ”型和“H ”型，其使用有以下几个方面：1） 没有支撑有夹紧，而且夹紧的板件有任一方向明显的倾斜角度，要使用“H ”型；2） 夹紧臂上有定位销，要使用“H ”型；3） 支撑夹紧的A 、B 面夹角大于等于15度，要使用“H ”型；4） 精度要求较高的直线运动限位要，使用“V ”型和“H ”型都可以；5） 双级夹紧单元的第一级要使用CATCHER ，而且要用双螺栓连接的型号，多使用“H ”型；6） 在使用的气缸的缸经为Φ80时，需要加CATCHER ，使用双螺栓型号，根据具体情况选择“V ”型或“H ”型；7） 在可以使用限位块STOPPER 的场合也可以使用限位块CATCHER ，但多用“V ”型，反之则不可以。
8） 用CATCHER 时，要有一侧互为直角的边来限位；9. 焊点位置在车体板件的外表面时，要加铜垫板来防止焊点给板件表面留下的不美观，铜垫板的安装螺栓为专用紧固螺栓。
10. 板件的外表面直接和支撑块相接触时，支撑块的材料要使用尼龙、树脂、优力胶、橡胶等，防止板件外表面出现压痕、划伤等损坏。
11. 定位销为菱销时要注意菱销的防转方向，是根据和其有关联的圆销来决定的。
如图示16所示 图示1612. 夹紧单元气动元件气缸的选择，要在满足打开范围的情况下，根据夹紧臂的重量和夹紧力的大小相结合来决定。
13. 自行设计和杆端外螺纹型气缸连接的过渡块时，注意连接的螺纹孔为细牙螺纹，大小要查阅气缸产品样本，和气缸保持一致。
以上总结的一些注意要点，希望在具体的结构设计上得到充分的应用。
四、 夹具设计步骤对装焊夹具有了一定的认识了解以后就可以进一步的学习设计了，当然前期会从一些相对简单的夹具设计开始。
在正式设计之前还必须要了解掌握一些设计资料，有些是客户提供的，我们称之为原始资料。
其中包括：正式的车体数模、设计仕样书、工艺卡、焊点布置图、焊枪图、板件的投放顺序等等。
设计仕样书是整个夹具设计的主要依据，客户对夹具的要求都会体现在其中，所以设计者必须先学习仕样书，整理设计所必须的资料和车体数据，同时也是对设计资料的确认，并检查是否有漏掉或错误的资料数据，并及时向客户反馈。
前期的工作准备好以后就可以进行设计了。
1. 根据仕样书提出的装夹位置对数模进行断面的剖切，如图示17。
图示172. 根据仕样书要求对剖切的断面进行上下支撑夹紧块的设计。
一般情况下我们设计是从断面开始向外延展和从基板BASE 向上延展相结合。
图示18：仕样书范例以图示18来举例说明，此仕样要求夹紧方式为手动夹紧，根据客户提出的操作高度要求（一般操作高度为800mm 左右）和焊点位置（一般取中间焊点位置）可以定出基板BASE 的高度。
从焊点位置向BASE 方向返800mm （以800mm 为例），取其位置附近的整数车线位置为FLOOR 面的高度位置。
如图示19所示图示19BASEFLOOR仕样号01设计完成之后如图示20所示图示203. 按照仕样要求逐一设计，在设计过程中要进行焊枪模拟来检验是否能顺利完成打点任务，最终的夹具要求在满足一切功能要求的同时尽量要美观、轻量化。
