汽车车体焊接夹具设计基础

夹

具 设 计 基 础

汽车车体焊接夹具设计基础

一、概念

汽车车体（BODY）大约由1000件以上的部件构成，大部分为铁皮。这些铁皮大多以点焊的方式结合在一起。焊接和时候必须把每个部件固定在规定的位置，这种有定位功能紧固功能的工具就叫夹具（JIG，治具）。制造车体的专用夹具叫车体夹具（车体设备）。

二、分类

动力源：手动夹具、气动夹具、电动夹具； 用 途：通用夹具、专用夹具、组合夹具；

构 造：固定式夹具、移动式夹具、悬挂式夹具； 设 备：夹具、电焊机械、机器人、专用生产钱。

三、功能

A：精确定位； B：夹紧； C：引导；

D：使用便捷；

E：改善工作条件，降低产品成品。

四、设计流程

工件数模处理（WORK 预处理）→根据仕样书检讨定位夹紧位置→GUN插入→设计（2D、3D）→客户承认（相应出现的仕样变更和修改）→出图（2D）→提出购入品→精度表、回路图、节拍图

五、番线的作用

番线就是空间位置的号码线。

车身基准坐标（0线）是前车轴中心以及车宽的中心线。

下面主要介绍日本三大车系的番线表示方法：

丰田（TOYOTA） 本田（HONDA） 尼桑（NISSAN）

长 TL T 宽 BL B 高 WL H

丰田：左右都是用正数表示（当左右有差异的时候，仕样书上用RH/LH指示）； 本田：左右都是用正数表示（当左右有差异的时候，仕样书上用BR/BL指示）； 日产：车前进方向左侧用正数，右侧用负数。

六、尺寸标注

我们所设计出的产品最终是要交付制造，而制造需要的是平面图纸，所以我们的尺寸标注显得尤为重要。下面就我们进行标注应当注意的问题说明一下。 （注：视图关系有一角法和三角法之分，我们公司所用的是 一角法 ）

1、三个视图一定要对齐； 2、标注顺序为：落料、焊接、加工，一般先加工面，再由面加工销孔（PIN）； 3、所用公差：

面 → PIN ±0.05 面 → 面 ±0.1

PIN → PIN ±0.02（±0.03 NISSAN）（相关、同组） PIN → PIN ±0.05（不相关、不同组） PIN → 面 ±0.1

4、主要常用部品的标注方法：

因为A尺寸为PIN的高度方向安装尺

寸,PIN的高度精度要求没那么高,所以

不要公差;B尺寸为削边PIN的削边安

装面的安装尺寸

,因为PIN

的削边安装

面的公差为

,所以B公差用

.

七、夹具设计

车体夹具的定位原理：六点定

任何物体在在空间都有六个自由度。车体工件定位是用夹具将工件置于正确位置，也就是消除要件相对于夹具的六个自由度；定位方法一般用点、线、面的接触来实现。

我们常用的定位基本元件有： A、 托块和压块；

B、 LOCATOR PIN（销）； C、 V 槽和导向挡块。

1、常规夹具的部品名称；

09、CLAMP 立座 01、BRACKET

10、CLAMP ARM 02、GUIDE CYLINDER 导向气缸

11、HINGE PLATE 板 03、PLATE

12、GUIDE 限位块 04、STOPPER

13、SHIM 感应器支架 05、SW BRACKET

14、CYLINDER 感应器 06、SWITCH

07、LOCATOR PIN 销 15、PIN BRACKET

压块 08、LOCATOR 16、WASHER

托块

摇臂

铰链板 导向

垫片 气缸 销支架 垫圈

2、夹具的设计； 工件定位最基本的定位单元就是我们常见的托块(LOCATOR)、压块(CLAMP)和销(PIN)。下面我们看看托、压块的设计。首先根据仕样书确定托、压块的位置及LOCATOR和CLAMP面的长度(一般情况下LOCATOR和CLAMP面的长度为：10、15、20、25mm,具体长度根据仕样和空间大小自行选择)，厚度一般有12、16、19、22、25mm等等，根据厂家不同而不同。其安装面和边在

设计的时候尽量使其到番线的距离为5的倍数；选择一个好的旋转支点，主要是让CLAMP能够打开，使工件在焊接完毕后顺利的拿出，和CLAMP在压紧时的夹紧力不让工件产生变形和位移，支点到番线的距离尽量为5的倍数；CLAMP在打开状态时，UNCLAMP的最外边离工件的边缘距离最好在25以上或角度在15度以上。如右图中方框中的数据为5的倍数

注：如何正确选择夹紧力

A、大小

①能够克服工件上的局部变；

②能够克服重力和惯性应力，将工件牢牢固定在夹具上； ③足以应付焊接过程中工件变形；

④足以应付焊接过程中热应力引起的约束应力。 B、方向

①一般垂直于首要定位基准； ②使工件不易产生位移；

③因重力因素，首要定位基准最好水平。 C、着力点

一般选择位于定位支撑之上或几个支撑所组成的定位面内，并应使夹紧力作用在零件刚度最大部位。

不能产生力距；

不能使工件产生变形。

八，设计注意事项： 1， 捆包尺寸：

捆包最大尺寸确认：

长度 MAX=7900mm； 宽度 MAX=2150mm； 高度 MAX=2300mm。

2， 作业高度：

一般作业高度H=750mm-900mm。

3，传感器位置设定：

最佳检测距离设定

4 ，焊接导向设定；

a， 打点位置与导向位置保持一致； b， 焊枪进入方向沿导向方向进入； c， 确保焊枪进出无干涉； d， 焊枪导向绝缘设定。 5，零件装配及作业可行性；

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a， 原则上在原位置进行装配调试作业； b， 考虑作业时作业者手、工具等空间； c， 考虑转轴销安装拆卸空间； d， 预留出配管等空间； e， 预留出气缸调速阀的调整空间； f， 自锁气缸上强制所紧螺丝调整空间； g， 转轴如果选用开口销，其直径需大于 2.5mm。 6，焊枪焊接空间：

a， 保证焊枪在焊接，打开，进枪和后退过程中没有干涉区； b， 焊枪与固定部分的间隙保证 10mm 以上。

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7，引出焊电极板安装：

安装状态确认：a，与工件不干涉； b，电极板可动构造设计。

8，定位销设定：

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A タイプ (ナット締め）

B タイプ (セットビス)

定位销的确认：

a,定位销位置与 RPS 位置保持一致； b,定位销优先使用 A 形式； c,选用 B 形式时止头螺丝背向焊接方向安装； d,使用菱形销时，注意菱形销定为方向； c,使用菱形销时注意防转。 9，托快、压块干涉：

设计托压块时注意零件 R 角处是否干涉。

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10，基准的安装拆卸：

a,有空间安装零件； b,垫片容易调整； c,预留足够的工具进出空间； d,安装、拆卸时注意附近的配管配线。 11，地脚调整：

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12，焊枪动作

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a,打点位置与打点图一致； b,打点时焊枪与工件垂直； c，打点时焊枪与工件，夹具等周边设备无干涉； d,焊接姿态确认； e，无法避开焊接干涉的情况下允许打开焊接（节拍允许的情况下） 13，直线轨道设定

a,露出加油口； b,在轨道上方设定盖板，防焊渣； c,导轨与滑块需定位（销定为或面定位） ； 14，定位销形式：

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15，折弯件板金按表格尺寸设计：

16，筋板焊接

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17，焊接件

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九，常见材料热处理

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