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1、李新伟,汽车车身制造工艺学,学习目标,2,3,10.1 概述,概念：在汽车车身的装配焊接过程中，由于车身零件多是薄钢板件，刚性差，所以在装焊过程中必须首先将工件固定到专用机械装置上来进行定位和夹紧，以保证各零件相互之间贴合以及相对位置准确。这种专用的工位机械装置称为装焊夹具。作用：把零件或者部件的相对位置准确固定并夹紧。,4,10.1 概述,1、按夹具的功用及用途分,（1）装配用的夹具。（2）焊接用的夹具。（3）装焊夹具。汽车车身的大型装焊夹具大都是装焊夹具。（4）检验夹具。检验工件尺寸大小和形状等参数时，用来夹持或安装被测工件，便于进行检测的一种装置。起量规的作用。,5,10.1 概述,2、
2、按夹具的工作范围分,（1）通用夹具。这类夹具采用了规格化或标准化的零件，无需调整或稍加调整就可以适用于不同的工件的装焊工作。这类夹具目前在汽车装焊中应用很少。（2）专用夹具。只适用于某一工件或焊件的某一工序装配焊接。由于汽车产量大，生产效率要求高，故多采用专用夹具。,6,10.1 概述,3、按夹具本身构造分,（1）固定式夹具。（2）移动式夹具。（3）悬挂式夹具。,7,10.1 概述,4、按夹紧动力源分,（1）手动夹具。（2）气动或液压夹具。（3）电动夹具。车身装焊夹具可分为：合件装焊夹具、分总成装焊夹具、车身总成装焊夹具。,8,10.1 概述,不论哪一类装焊夹具，都应该满足下列要求：,1、保证
3、焊件焊后能获得正确的几何形状和尺寸。夹具必须使零部件获得正确的位置和可靠的夹紧，并且在焊接时能阻止焊件产生变形。2、使用时安全可靠。夹具上受力的器件应具有足够的强度和刚度，足以承受重力和焊件变形所引起的各个方向的力。3、容易制造和便于维修。夹具零部件应尽量标准化、通用化，易于加工制作；易磨损的零件要便于更换。,9,10.1 概述,不论哪一类装焊夹具，都应该满足下列要求：,4、便于施工和操作。在保证强度和刚度的前提下，应轻便灵巧；定位、夹紧、松开应省力又迅速；夹具应使装焊过程简化；能使焊缝处于最方便施焊的位置；具有使焊枪、焊钳、焊具进出和移动的空间和工人自由操作的位置；在夹具上便于进行中间质量检
4、查等。,10,10.1 概述,不论哪一类装焊夹具，都应该满足下列要求：,5、降低夹具的制造成本。6、应尽量将焊缝调整在平焊位置进行焊接。,焊接位置,温故而知新,1、装焊夹具的概念？2、装焊夹具的作用？,11,1、概念：在汽车车身的装配焊接过程中，由于车身零件多是薄钢板件，刚性差，所以在装焊过程中必须首先将工件固定到专用机械装置上来进行定位和夹紧，以保证各零件相互之间贴合以及相对位置准确。这种专用的工位机械装置称为装焊夹具。2、作用：把零件或者部件的相对位置准确固定并夹紧。,12,10.2 装焊件在夹具上的定位与夹紧,汽车地板焊接,在夹具上进行装配焊接时，一般分几步进行？,讨论,13,在夹具上装
5、配焊接时，一般分三步进行：,10.2 装焊件在夹具上的定位与夹紧,14,1.定位原理2.定位基准选择原则3.定位元件,一.定位,15,刚体六点定位原理,空间中的刚体有几个自由度？,1.定位原理,一.定位,16,六点定位原理的应用,六点定位原理对于任何形状的工件定位都是适用的，如果违背这个原理，工件在夹具中的位置就不能完全确定。但是工件形状不同，定位表面不同，加工要求不同，定位点的布置情况会各不相同。宗旨是使用最简单的定位方法，使工件在夹具中迅速获得正确的位置。,一.定位,17,一.定位,2.分类,18,一.定位,XOY平面设置支撑点1、2、3消除：YOZ平面设置支撑点4、5消除：XOZ平面设置
6、支撑点6消除：,完全定位,19,一.定位,不完全定位,20,整体式车门的装焊夹具1、2定位销 3定位器 4夹紧器 5底板 6管道 7配气阀,汽车地板装焊夹具,一.定位,过定位,21,由于车身覆盖件面积较大又易变形，所以车身装焊夹具上出现过定位是经常的。这些过定位不仅没有产生超出工件装焊要求的不良后果，而且增加了工件的刚性，减少了焊接变形。焊装件要获得正确的定位，首要的问题是选择定位基准。,一.定位,22,3.定位基准选择原则,一.定位,23,一.定位,24,4.定位元件种类及结构,零部件的定位是通过其定位基准与夹具上的定位元件相接触而实现的。,常用的定位元件：,一.定位,25,挡铁,4.定位元
7、件种类及结构,一.定位,挡铁是应用最普遍、结构最简单的一种定位元件，主要应用于车身骨架的装焊夹具中。,26,挡铁,固定挡铁：按定位原理直接把它们焊到钢制的支承件上,3.定位元件种类及结构,一.定位,27,挡铁,可拆挡铁：直接插入支承件的锥孔上,3.定位元件种类及结构,一.定位,28,挡铁,是用螺栓固定在支承件上的，可以调整挡铁的固定位置。,4.定位元件种类及结构,一.定位,29,挡铁,活动挡铁：只要将活动销拔出，挡铁即可退出。便于工件的装卸。,4.定位元件种类及结构,一.定位,1,2,1活动销 2挡铁,30,定位销是靠圆柱面与工件的定位基准孔接触进行定位的。在汽车车身件焊装中，由于工件厚度不大
8、，多用短定位销。,4.定位元件种类及结构,一.定位,31,样板是预先按各零件的相互位置制作的。装配时，使它和工件紧靠来实现工件的定位。,4.定位元件种类及结构,一.定位,32,小批量的客车厂，常将客车的几根主要轮廓线制成样板，在装焊车身骨架或覆盖件时，就用这些样板来确定其位置，以保证所产客车的外形基本相同。,4.定位元件种类及结构,一.定位,33,支撑板,支撑板分平面和曲面两种，起到辅助支撑的作用，防止工件因重力产生变形。平面支撑板主要用于工件定位表面是平面的场合，其形式可与一般夹具设计用的支撑板相同或类似。,4.定位元件种类及结构,一.定位,34,支撑板,如果工件的定位表面是曲面，则要用曲面
9、支撑板定位。,4.定位元件种类及结构,一.定位,35,1.夹紧目的2.夹紧力的三要素（大小、方向、作用点）,二.夹紧,36,一是使工件的定位基准与定位元件紧密接触；,在焊装夹具上对工件夹紧有两个目的,二是保持工件位置在焊装过程中不变动。,要达到上述目的，必须研究解决夹紧力的大小、作用方向、作用点。,二.夹紧,37,确定夹紧力大小时，一般应考虑下列因素：夹紧力应能够克服零件的局部变形。由于车身薄板件刚性小，在备料、储存、运输过程中可能引起局部的不平直，因为强力装配会引起很大的装配应力，所以严重时必须矫正后才能投入装配，对于轻微变形可以通过夹紧器去克服。夹紧力要足以应付焊接过程中热应力引起的约束反
10、力。当工件在夹具上实现翻转或回转时，夹紧力应足以克服重力和惯性力，把工件牢牢地夹持在夹具上。,夹紧力的大小,二.夹紧,38,夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面。以保证变形较小，工件不会产生位移。夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。当夹紧力的方向与重力的方向一致时，就可使夹紧力最小。夹紧力作用方向应使工件变形最小。,二.夹紧,39,选择夹紧力的作用点时，主要应当考虑工件夹紧时要稳定、变形最小。所以夹紧力的作用点应落在定位元件上，也可以落在几个定位元件所组成的平面内。夹紧力的作用点还应尽量选在工件刚性最好的部位上，以减少夹紧变形。,夹紧力的作用点,二.夹紧,40,夹紧力作用点应在刚性较好部位,夹
11、紧力不使工件翻转,二.夹紧,41,并不是夹紧器都会有上述受力情况。但是从安全角度出发，应当全面考虑这些因素，把最不利的受力状态所需要的最大夹紧力确定下来，然后再增加一定的安全余量，作为设计夹紧机构的基本数据。至于夹紧力大小的具体数值，一般根据经验和类比来确定。,二.夹紧,42,1.夹紧器定义、分类2.常见类型夹紧器,三.夹紧器,43,装焊时，对零件施加外力，使它始终保持既定位置的装置称为夹紧机构或夹紧器。,定义,三.夹紧器,44,楔块式螺旋式铰链式,按作用原理分,按外力来源分,手动式气动式液动式,不论哪一类夹紧机构，都应动作灵活，操作方便，体积小，有足够的行程，夹紧时不损伤车身覆盖件的外表面。
12、,分类,三.夹紧器,45,(1)楔块式夹紧器,三.夹紧器,此图是一个最基本的楔块式夹紧器，楔块1向右便将工件2夹紧在定位元件3上面。优点是结构简单，缺点是夹紧或松开都需要用锤子敲打，用力不当容易损坏工件和夹具。楔块式夹紧器很少单独使用，一般与其它夹紧器结合使用。,1楔块 2工件 3定位元件,46,(2)螺旋夹紧器,螺旋夹紧器由螺杆、螺母和主体三个基本部分组成，此外，还有压块就和手柄等其它零件。当螺旋拧进或退出时即可夹紧或松开零件。优点是结构简单。缺点是容易压伤工件表面，易带动工件旋转。且螺旋每转行程较小，动作缓慢，效率较低。,手柄,螺杆螺母,主体,压块,三.夹紧器,47,推动手柄，间隙S增大或减小，工件被松开或夹紧。常用的夹紧机构大都是各种铰链式夹紧器，很多已经标准化。铰链式夹紧装置优点是夹紧力大，夹紧和松开动作迅速，且有一定的自锁性。缺点是被夹紧的工件厚度范围较小。,(3)铰链式夹紧钳,三.夹紧器,
