牵引夹具的结构设计

牵引夹具的结构设计（共12篇）

牵引夹具的结构设计 篇1

随着社会经济的不断发展,汽车成为人们日常生活中十分重要的交通工具。因此,对于汽车的生产企业而言,其车身的设计、车身的制造、车辆的销售等内容占据了汽车行业中的主要内容。在汽车制造的过程中,汽车焊接夹具的技术是保证车身质量的关键技术形式。

一、汽车焊接夹具的发展现状及工艺设计的要求

1.汽车焊接夹具的发展现状。由于企业产业的不断优化,在汽车生产的过程中,其焊接技术的应用也应该得到可持续的发展。随着生产及设计的厂家不断增多,其设计内容在数量上占有一定的优势性,但是,在技术实施的过程中仍然存在着一定的缺陷, 很多厂家的焊接夹具技术不能到达理想的程度,从而为整个设计技术的优化造成严重的影响。而且,对于一些汽车生产、制造的厂家而言,在技术应用的过程中并不能满足技术设计的合理需求,一些大型的汽车生产厂家会选择进口焊接夹具,这一现象的出现会给汽车的设计造成成本的提高, 从而导致汽车售价的增高,为消费者带来了经济压力。因此,在现阶段焊接夹具设计的过程中,应该保证技术设计的合理性,提高产品质量,从而为汽车行业的发展奠定良好的基础。

2.焊接夹具设计的基本要求。随着汽车制造行业的不断发展,要想在汽车设计的过程中,实现有效性焊接夹具的设计,就应该充分遵守以下几点原则。

(1)为了实现夹具制造的便利性以及维修的有效性,应该尽量选择通用化、标准化的夹具的标准结构,保证焊件焊接之后的正确尺寸及形状,特别是对于车身门窗以及空洞的尺寸而言,当出现在配装的状况时,应该尽量保证夹具配件的灵活性及正确性, 防止焊接时出现变形的现象。

(2)在技术应用的过程中,应该实现“夹紧可靠,刚度适当”的技术理念,当焊件夹紧时应该尽量避免出现破坏,在夹紧之后可以保证焊件不出现松动滑移的现象。

(3)焊接夹具的过程中,应该保证焊件的动作迅速、操作方便,保证处理位置时人工方便接近的地方。尤其是对于手动夹具而言,在操作的过程中,力度不宜过大,技术操作不应过于频繁。

(4)焊接夹具时应具有足够的装配空间,主要是为了不影响焊接的操作技术,优化焊件的技术处理理念。 对于不同的定位组件以及夹紧装置而言,都应该时刻保持位置的适当,优化焊件技术的应用,保证夹紧装置在执行组件的过程中,其伸缩转位得到合理应用。

二、焊接夹具设计中计算机的辅助流程

由于汽车焊接夹具在汽车制造的过程中,占据着很重要的地位,因此, 通过其计算机辅助流程的分析,旨在为焊接夹具的设计提供科学化的依据。

工艺书是在夹具设计之前,设计人员应该对工艺进行合理分析,通过数据、产品图以及参考车工艺的分析,制定出定位孔并有效编写MCP。 夹具设计的过程中,也应该根据焊接的位置特点,将各类约束条件进行有效处理,画出清晰的三维图。BASE基板的设计,基座面的车像方向应该将方便焊接零件作为设计原则,尽量选择焊接轮廓及尺寸较大的定位基准。 焊枪的选择应注意进枪打点以及打点后退枪的方便,在整个过程中,打点电极应该与板件垂直。 夹具3维设计后检查,在设计完成之后,需要检查工艺技术与设计理念的统一性,取件、房建是否可行、作业高度是否有效,都应该进行有效分析。绘制2维图时,零件图以及工艺要求都应该按照国家的规定进行合理分析。 出气路图、电路图的设计中,不仅应该明确技术操作的顺序,气路的基本原理, 更应该将按钮图、三联件等进行合理排版。

三、汽车焊接夹具的结构设计略论

1.汽车焊接材料及结构分析。在汽车焊接的过程中,材料的选择存在一定的局限性,主要是由于汽车所要求的性能及材料的物理性质较为苛刻, 从而导致所使用的材料存在限制。因此,在汽车制造行业中,其焊接技术主要可以分为三种,第一,是低碳钢构成的冷轧钢板;第二是镀锌钢板; 第三,是热轧钢板。对于者三种材料而言,其可焊接性极强,同时也可以适用大多数的焊接技术。但是,由于这几种材料的板件较薄,所以,在焊接的过程中容易出现变形的现象。

2.焊接夹具作业中焊接方法分析。 随着汽车制造行业的不断发展,其焊接技术出现了多样化的技术设计理念,通常情况下,主要会采用两种工作形式,第一种是在二氧化碳气体的保护之下,所从事焊接工作;第二类主要是电阻焊接。其中的二氧化碳气体保护装置是在技术应用的范围之内的,因此,对于这种技术而言,其要求相对较低,同时也没有太多的技术要求,但是,对于焊接夹具技术的应用较为严苛。所以,在实际技术操作的过程中,其技术的应用较为普遍。

总而言之,在现阶段汽车行业逐渐发展的过程中,要想实现作用技术的优化发展,就应该建立健全的制度管理理念。应该注意的是,在车身设计结束之后,汽车设计人员会按照汽车的力学性能以及相关的安全性能进行有效性的设计,从而充分保证汽车焊接点的合理分布,在技术合理使用的同时,实现汽车焊接的有效应用。

牵引夹具的结构设计 篇2

汽车车身焊装夹具的设计探索

本文介绍了汽车车身的结构特点,并据此分析了汽车车身焊装夹具的`设计原则及方法,总结了相关的夹具调试技术经验,最后提出了新形势下汽车焊装夹具设计的发展方向.

作 者：李涛 作者单位：一拖(洛阳)福莱格车身有限公司刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(26)分类号：U4关键词：汽车车身 焊装夹具 设计 调试 柔性化

铣工夹具旋转中心的设计改进 篇3

【关键词】铣工夹具；旋转中心；设计改进

0.前言

在铣床的铣削加工中，通常会用到各种夹具随着工作台一起运作。铣工工件在铣床加工中，除了通过各种方式定位以外，还起着加紧、固定的作用。即使在工件工作中，它仍然保持在原位置不变，不会因为机床的机械振动而产生位置的偏离，以保证工件加工过程中的精确性和操作过程的安全性。一些典型的夹具有直线进给式夹具、圆周式夹具、靠模进给式、组合夹具等。它们在用法上会根据机床加工特点各有不同。

1.铣床夹具的特点

传统的铣床夹具具有以下几种特点：第一，铣床夹具的夹力要足够大，由于机床在加工中会产生震动，所以它的抗震性要非常好以起到良好的夹具作用。第二，铣床夹具的刚度和强度要求非常高。第三，夹具的安装要求严格，安装必须到位以便于铣床加工中的使用。

2.铣工夹具的设计改进方式

2.1直线进给式铣床夹具的设计与改进

直线进给式铣床夹具，这种夹具是通过其部件上的一组板块和支撑丁实现定位。然后通过移动手柄以及浮动盘的移动以及定位键的操作实现定位和加紧。若将夹具两端分为A和B，按习惯设计的夹具，先加工好A处，再旋转180。角度到铣B处。但在实际生产过程中，通常则加工好A处之后，必须将铣床的横向走刀移到另一个定位刻度加工B处.若稍一疏忽，则会生成加工不良甚至产品报废。为确保产品质量，方便操作，常常采取分批加工的办法，即加工一批零件时，第一道工序是将A处全部加工好，第二道工序是将夹具转一个180。再加工B处。这样做的结果就是使生产过程变得十分复杂。在设计中，需要对夹具的旋转中心做一定的位置调整，这样就可将以上两道工序合并成一道工序，节省了许多辅助工艺时间，实现定位的准确，并且能够确保生产质量。

2.2圆周式夹具旋转中心的设计

这种圆周式夹具由拉杆、定位销、开口、挡销、转台和液压缸组成。一般适用于多工位加工的铣床上使用。为了使夹具结构紧凑、使用方便，对于夹具旋转中心的设计上，需要通过分析计算，对夹具旋转中心的角度进行调整，对它的轴承盖进行改造，在夹具上同时安装10个工件，由电动机带动回转工作，以实现高效生产。

2.3靠模进给式夹具的改进方式

靠模进给式夹具主要通过定向键（即定位件）的设计和改造，来提高它的性能。通常定向键通过与铣床工作台上的形槽配合确定夹具在机床上的正确位置；还能承受部分切削扭矩，减轻夹紧螺栓的负荷，增加夹具的稳定性，因此平面夹具及有些专用钻镗床夹具也常使用。

2.4组合式夹具旋转中心的设计

为了适应不同的生产条件，用夹具零部件组合成了易于连接和调整的组合夹具。这种夹具的特点是可调整夹具包括通用可调整夹具和专用可调整夹具，并且夹具的柔性较高。一般采用工具钢和优质合金钢制造，有基础件、支撑件、定位件、压紧件、紧固件、辅助件和组合件等几大类。在件与件的连接中，要求件的总装精度、尺寸精度非常高。对于夹具旋转中心的设计，要求能够准确定位后，起到固定、夹紧的作用。

3.其它铣工手动夹具的改进方式

3.1夹紧器的设计改造

夹紧器由两部分组成，即夹头和捏手。传统的夹紧器都使用时将工件置于钳口中，调整压紧螺栓使头部压块轻轻压紧工件，然后通过两个捏手用力加紧东西。通常钳口的夹紧范围为0～40毫米，夹紧力为300公斤左右。工件便被夹紧后，向外拉两捏手，主夹紧力消失，松开压紧螺栓就可卸下工件。此夹紧器的结构特点是，通过上夹头与捏手的铆接点、两捏手的铆接点、下夹头与捏手的铆接点、三点共线来实现其自锁。

3.2对手用钢锯片修磨器的构造的设计改进

修磨器是铣工工具中一种非常重要的工具。它是对手用钢锯片的损坏进行修磨的一种器具。通常，锯片的损坏分为下面三种情况，第一，锯片正常磨损，一般都是由于使用时间过长，钢锯片的锯齿出现磨坏的现象。当锯齿严重磨损后，锯片在工件的锯缝中只能打滑，而不是切削，出现此类情况后，应及时将磨损后的锯片卸下来，否则，锯片易折断。第二，在使用中由于用力不当出现锯片被折断的现象。第三，使用方法不正确打齿的锯片，在锯削薄板、薄管时，由于锯片的齿距大于锯削件的厚度，或者起锯的角度不当，都会造成锯片锯齿的损坏。对于修磨器旋转中心，齿轮的设计要求非常高。已知凸轮的运动规律0～6°上升3mm，60°～250°停止运动，250°～266°下降了3mm，266°～360°停止不动。按照这个规律，对旋转中心部件进行调整，以提高修磨器工作效率。

3.3活动头开口扳手旋转中心的优化设计

在铣床加工中，拆卸、回装中会用到活动头开口扳手。有些情况下甚至会采用厂家配备的几十公斤重的开口固定扳手，会因为工作空间的限制是笨重的大扳手用起来十分不便，而每安放一次扳手最多只能将螺母旋转60°。因此，通过对开口固定扳手进行受力分析，当扳手顺时针旋转时，螺母受到顺时针方向的力偶矩作用；而扳手头部则受到逆时针方向的力偶矩作用；当扳手逆时针方向旋转时，螺母受到逆时针方向的力偶矩作用，而扳手头部则受到顺时针方向的力偶矩作用。通过研究，将开口固定扳手头部制作成活动的，即具有中心旋钮，然后制作上活动头及下活动头，活动头与母板配钻销钉孔和固定孔，然后组装即成。使用时可根据角度的需要，取下一固定螺栓，让，一活动头活动，另一活动头固定不动，即可达到与棘轮扳手一般的效果。

3.4夹钳旋转中心的优化

夹钳的部件有基座、右钳、转油缸套筒、油缸活塞销钉、起竖臂销钉等。在设计中，夹钳基座结构对称，左右夹钳尺寸相同，左右连杆长度相等，星形转子三转臂长度相等。通过对各部件平移自由度和旋转自由度以及连接类型的调整，是该铣工夹具能使用于不同生产场合。

3.5柱形多用丝锥铰杠旋转中心的优化

普通生产中所用的标准丝锥铰杠只有一个夹持位置，只能夹持一种丝锥，给工作带来麻烦。鉴于这种情况，通过研究设计了柱形多用丝锥铰杠，该结构为在铰杠上用销固定一个固定套筒，活动套简与铰杠了用平键连接，只能轴向移动。在固定套筒的右端和活动套筒的左端端面上都铣有四个大小不等的90OV形槽，以形成四个大小不等的夹持位置，用来夹持不同规格的方样。再生产使用中，既省力又省时，达到了提高生产效率的目的。

4.结语

铣工夹具在设计中要求其结构简单、便于制造和后期的维修，在机械加工过程中要求加紧的位置准确不变，并且操作省力、安全。因此在工件设计中，通过实践经验，对夹具精度、夹具规划、夹具可及性和装夹稳定性进行分析，以分析结果作为来验证夹具设计的性能的依据。然后对铣工夹具旋转中心和夹具夹紧机构的的不断优化和设计以达到省力、安全、可靠、提高工作效率的要求。 [科]

【参考文献】

[1]杨可桢，程光蕴.机械设计基础（第四版）[M].北京：高等教育出版社，1999.28（2）：89-96.

[2]郑天丕.军用继电器标准浅析（二）[J].机电元件，1994，14（2）：48）53.

轴套钻孔夹具的设计 篇4

夹具是在金属机械加工中, 用以准确地确定工件在机床中的位置, 并将其夹紧, 以便进行正确的机械加工[1]。为了保证轴套上钻孔的加工精度, 选择内孔面作为主定位面, 一个端面作为次定位面, 并从另一端夹紧。这样不仅定位可靠, 还提高了加工精度。

1 夹具设计过程

1) 工件加工工序内容分析。工序内容:钻孔准8 (如图1) 。尺寸精度要求:孔的尺寸精度要求为未注公差。位置精度:孔的轴向位置尺寸及公差为56±0.1 mm, 径向位置要求是对基准A的对称度0.12 mm。工件材料:45钢, 调质硬度20~25HRC。加工设备:立式钻床Z525。加工刀具:锥柄麻花钻准8, 刀具材料为高速钢。

2) 开始绘图, 首先用双点划线画出工件图如图2所示。

3) 确定定位方案如图3 所示, 选择定位元件。圆孔4点定位用间隙配合的圆柱长心轴, 端面1点定位采用小端面定位方式。如图3所示, 孔轴的配合为

4) 确定导向装置, 如图4 所示。由于仅有钻孔工序, 所以选用固定钻套即可。钻套内孔配合, 外圆与钻模板的配合为。如图4所示, 钻套规格A8×20 (JB/T8045.1 -1999 标准) 。

5) 确定夹紧机构, 如图5 所示。此类心轴常采用螺旋夹紧机构, 在定位心轴上接一段螺纹, 加开口垫圈用螺母夹紧。要注意带肩螺母的最大直径要小于工件孔的直径, 以便于工件的拆卸。选择螺母为M16JB/T8004.1 -1999; 选择垫片为A16X60 JB/T8008.5 -1999。

6) 确定夹具体。定位心轴装在夹具体的孔中, 用螺母紧固, 为防止夹紧工件时心轴转动, 加一个平键止转, 如图6 所示。固定钻套装在钻模板上, 钻模板用3 个内六角螺钉固定在夹具体上, 用两个圆柱销定位, 如图7 所示。夹具体采用铸铁件, 也可以采用钢板焊接结构。最后画出夹具装配图样, 如图8 所示。

7) 装配图标注, 如图9 所示。标注夹具轮廓尺寸;标注夹具长、宽、高3 个方向的最大尺寸。标注夹具内的各配合尺寸:定位元件与工件的配合尺寸:心轴定位外圆与工件内孔配合尺寸为;钻套与麻花钻的配合尺寸为;钻套与钻模板的配合尺寸为;标注定位心轴与钻套之间的相对尺寸为56±0.02 (取工件公差的1/3~1/5) , 钻套中心与定位心轴的中心A基准的对称度为±0.02。标注定位心轴与夹具体的配合尺寸为

2 夹具的定位误差分析

1) 轴向定位误差分析 (孔中心与端面尺寸56±0.1) :

a.基准不重合误差 ΔB。夹具的定位基准与工序基准重合, 所以 ΔB=0。

b.基准位移误差 ΔY。因是平面定位, 基准位移误差是可以忽略不计的, 所以 ΔY=0。

c.即轴向定位误差ΔD=ΔB+ΔY=0。

2) 径向定位误差分析 (孔中心与基准A的对称度允差0.12) 。工序基准A是轴线, 定位心轴的定位基准也是此轴线, 两个基准重合, 无基准不重合误差。只存在基准位移误差:

a.基准不重合误差ΔB。夹具的定位基准与工序基准重合, 皆为孔, 所以ΔB=0;

b.基准位移误差 ΔY。定位心轴水平放置时, 销与孔表面单边接触, 基准位移误差按以下公式计算, ΔY= (TD+Td) /2= (0.025+0.025) /2=0.025。

c.即轴向定位误差 ΔD=ΔB+ΔY=0.025。

结论:ΔD=0.025 小于对称度公差0.12 的1/3, 说明定位方案可行。

3 夹紧力的分析

钻孔的切削力比较小, M16 螺纹的许用夹紧力可达5000N以上, 超过切削力的需要, 如果仅从夹紧力的角度考虑可以选用较小的螺纹。但由于工件的定位孔较大, 心轴较粗, 从结构上综合考虑, 选用M16 螺纹是比较合适的。

4 结语

在实际生产中, 经常会遇到轴套类零件钻孔加工, 通常会用心轴定位加工。本例中也是利用心轴进行主要定位, 然后利用零件一段面作为次定位面。实践证明, 这种加工方法简单易行, 保证了加工精度, 这种夹具设计思路可作为类似套筒类零件的钻孔加工[2]。

摘要：文中通过轴套类工件加工工序内容分析、确定定位方案、选择定位元件、确定导向装置、选择夹紧机构、设计夹具体、进行定位误差分析及夹紧力分析, 介绍了轴套类零件的钻孔夹具的结构及设计方法。

关键词：轴套,夹具,设计

参考文献

[1]何理瑞.快速加工中心孔的专用夹具设计[J].机床与液压, 2014 (42) :57.

分析车身焊接夹具的设计规律论文 篇5

在焊接夹具的设计过程中我们要对焊接夹具的精度进行有效的控制，主要分为了两个方面。首先是要保障焊接夹具的精度标准在设计过程中得到有效的落实;其次是要保障设计提出的精度要求在装配过程中能够有效的实现。

3.2 在焊接夹具的设计过程中要遵循设计过程的六点定则

焊接夹具的设计六点定则主要就是要对六个方向的自由度进行有效的控制，我们在设计过程中要通过相邻件的相互制约以及夹紧的定位来有效地控制运动自由度。在设计过程中要保障夹具的精度范围在产品的装配精度要求内。在定位面的选择上要尽量选择多面定位，保障焊接夹具的精度达到标准要求。

3.3 在焊接夹具的设计过程中要对分块定位给予足够的重视

在车身焊接夹具的设计过程中要充分的考量车身分块定位问题，设计过程中遵循的设计原则主要有三点。首先是焊接装配过程中要保障底板加强梁加工以及位置精度;其次是要对车身的前后两个风窗口的装配尺寸精度进行设计保障以及要求;最后是要对车身门洞的装配尺寸进行设计保障。

3.4 在焊接夹具的设计过程中要对结构的夹紧设计给予足够的重视

离心机中万能夹具转盘的设计 篇6

万能夹具转盘是40000g离心式稳态加速度试验机的重要部件之一，它的结构及加工质量直接影响着离心机转子与支承系统的使用寿命、影响着离心机的旋转平衡性，因此设计优质结构和质量的万能夹具转盘是关系整个离心式是否能研制成功的关键问题之一。

一、离心机中万能夹具转盘的设计

1.1 40000g离心式加速度试验机的离心装置由交流电机驱动，通过楔形带进行一级升速，使主轴达到试验时所需转速，试验时的试品是通过子夹具安装在万能工作转盘的某一半径处，工作转盘做等速回转时，试品就受到一个离心恒加速度的作用。改变工作转盘回转速度，就可获得所需要的加速度值。40000g离心式稳态加速度试验机要求试品安装半径在100mm时的法向加速度值达到40000g，主轴转速达到20000r/min，而試品质量的偏差，使得夹具转盘在高速度的旋转中产生了很大的离心力，而当这种由不平衡质量产生的离心力超过设计要求的限度时，系统的支承系统和转子都会受到较大的伤害，支承部位就会产生很大的动反力，从而引起系统振动、发热、轴承磨损、产生噪音等多种破坏现象，这样就缩短了离心机转子的使用寿命。

1.2 夹具转盘在超高速条件下旋转时还会与空气强烈摩擦而引起转盘发热，如果温度较高还能使转盘材料的强度极限下降，导致转盘在高速惯性力作用下产生外圈变形，当这种变形超过一定的量值时，工作转盘就会瞬间产生裂纹，甚至解体，这样就会危及操作人员的生命安全。所以我们对工作转盘设计时采用仿真技术将夹具设计成在母体夹具上安装便于拆卸的子夹具结构，母体夹具采用超硬度的锻压铝材料DL5做为母夹具的基体材料，子夹具采用钛合金TC4做为子夹具基体材料，这两种材料均具有质量轻、强度高的特点，用以保证系统的可靠性。

二、离心机中万能夹具转盘的加工工艺保证措施

2.1 设计人员通过仿真技术完成万能夹具转盘的结构设计后，如何能通过现有的设备加工出合格的高质量的转盘就成为完成这一关键部件的主要任务了，为此我们首先对能采用的工艺路线进行反复的论证，最后采用了：锻压→热处理→粗加工→热处理→半精加工→热处理→精加工等工艺顺序来加工零件，保证了零件的加工质量。

2.2 经过认真的操作、加工，一个合格的高质量的转盘虽然它的各项尺寸精度和误差都达到了图纸的要求，静态中无可挑剔，但由于转盘本身材质密度不可能处在完全理想的均匀状态，材质密度的不均匀性和几何尺寸的微量偏差都会使转盘的质心和转子的旋转中心不可能完全的重合，这样当万能夹具转盘在高速旋转时就会产生不平衡离心惯性力，从而引起离心机整个系统的振动，随机而产生主轴支承系统的相互干扰、摩擦发热、噪声等问题，为了解决这些问题，我们对组装后的万能夹具转盘做了动平衡试验，即把组装好的万能夹具转盘安装在动平衡机的弹性支承上，使其转动测量出支承的振动支反力，用分离解算电路，计算出转盘的不平衡重量，再对转盘进行去重，直至达到允许的不平衡量值，从而把振动控制在允许的范围内，减小了振源。

三、离心机中万能夹具转盘的应用

3.1夹具转盘超高速旋转时，与空气强烈摩擦可引起转盘发热，安装时我们还对夹具转盘工作圆筒抽取空气，使转盘在真空状态下旋转，以减小低高速旋转时的摩擦发热，并对其真空度进行实时检测，并将检测结果传送给计算机系统。

3.2万能夹具试验时，只需将所要试验的试品（电子元器件）放在六个试品盒内，再将六个试品盒放入万能夹具转盘上对称分布的定位孔内即可进行试验。凡是外形尺寸能够放进试品盒的各种元器件，都可以进行试验，而且还可根据试品的大小同时放入多个试品，方便、快捷、有效。

3.3装入试品盒的试品不受形状限制，试品盒内试品之外的多余空间用石英砂来填充，石英砂要干燥、干净、颗粒要均匀。

3.4将试品在试品盒的不同方向进行安装或者通过改变试品盒在转盘中的位置，即可进行X、Y、Z三坐标六方向的试验，充分发挥了万能夹具的优势。

四、结论

不停车切削夹具的设计 篇7

1 加工轴类零件常用的装夹方法

1.1 用单动卡盘 (俗称四爪卡盘) 装夹

由于单动卡盘的4个卡爪各自独立运动, 因此工件装夹时必须将加工部分的旋转中心找正, 并且与车床主轴旋转中心重合后才可车削。单动卡盘虽然夹紧力较大, 但找正比较费时, 所以适用于装夹大型或形状不规则的工件。单动卡盘可装成正爪或反爪2种形式, 反爪用来装夹直径较大的工件, 但如果用其来车削轴类零件, 找正时间比较长, 工作效率也不高。

1.2 用自定心卡盘 (俗称三爪卡盘) 装夹

自定心卡盘的3个卡爪是同步运动的, 能自定心, 适用于装夹外型规则的中、小型工件, 工件装夹后一般不需找正。但车削较长轴类零件的时候, 就很难保证其刚性和形位公差, 所以用自定心卡盘还是不太适合车削轴类零件。

1.3 用两顶尖装夹

对于较长的, 或必须经过多次装夹才能加工好的工件 (如长轴、长丝杆等的车削) , 或工序较多, 在车削后还要铣削和磨削的工件, 为了保证每次装夹时的装夹精度, 可用两顶尖装夹 (即前、后顶尖装夹) 。两顶尖装夹不需找正, 装夹精度高, 应用很广泛。但其装拆工件比较麻烦, 而且用两顶尖装夹工件, 必须在工件端面钻出中心孔。所以用来车削轴类零件也比较浪费时间, 生产效率难以保证。

1.4 一夹一顶装夹

一夹一顶装夹 (一端用卡盘夹住, 另一端用顶尖顶住) 轴类零件, 这种装夹方法刚性好, 能承受较大的轴向切削力, 但装夹比较麻烦, 而且用于多次装夹或精车时, 工件形位公差很难保证且比较费时。

2 不停车切削夹具的设计及工作原理

2.1 工作原理

不停车切削夹具是一种新型夹具, 这种夹具可以实现不用停机床就可以装拆工件, 且可实现批量生产。该夹具制造简单, 装拆比较方便, 省时、效率高, 可以减轻工人劳动强度, 可以弥补上述那几种装夹方法的不足, 在精加工中显出其优势。

不停车切削夹具工作原理见图1。

由图1所示, 其工作原理是将夹具锥体2装入车床主轴锥孔内 (夹具锥体的大小可以根据所用机床主轴的内锥大小来设定) , 启动车床。左手托住工件9, 使工件一端的中心孔先与活顶尖10接触, 右手摇动活顶尖手轮向前进给, 使工件的另一端中心孔先与定心顶尖7接触。放开左手继续进给, 3个卡爪口通过定心顶尖7后锥面的作用便将工件夹紧, 锁紧活顶尖手柄即可进行车削加工。加工完后, 松开活顶尖并后退, 工件便随着定心顶尖7在弹簧3的作用下前移, 使卡爪8自动松开, 工件即可卸下, 由此完成1个加工循环。

1-调力螺钉;2-夹具锥体;3-弹簧;4-小轴;5-开口销;6-限位螺钉;7-定心顶尖;8-卡爪;9-工件;10-活顶尖

图中的限位螺钉6起着防止定心顶尖7自转的作用。调力螺钉1可调节弹簧3的压力大小。

2.2 夹头的制作和使用过程中的注意事项

应当注意以下几点: (1) 夹具锥体2的锥度应与车床主轴内孔的锥度配作, 其表面要求精磨, 并按H8/h7公差带配合。 (2) 对于加工同轴度要求较高的工件, 应在加工前利用辅助工具和内圆弧刀, 将3个卡爪8的内外接触圆弧面修刮一下, 以保证装夹工件时的同轴度。 (3) 该夹头不宜装夹直径较大的工件或车削大直径的外圆。

3 结束语

实际生产中使用上述不停车切削夹具, 收到了很好的效果, 零件质量合格率达98%以上, 零件加工时间比原来制定的工时数大大减少, 生产率成倍提高, 节约了能源和财富。

摘要：针对轴类零件的精加工, 设计出不停车切削夹具。经实践证明, 不停车切削夹具不但制造简单, 而且在车削批量零件时, 可以大大提高生产效率, 加工质量也得到了保证。

机床夹具设计方法的应用 篇8

关键词：机床,作用,设计方法

机床夹具是在进行机械制造时, 用于固定工件的一种装备, 在机械生产中发挥着重要的作用。工业企业生产的工件, 对尺寸、规格有很严格的要求, 很小的偏差就会造成工件不能使用, 给后续的操作带来不便。机床夹具的使用可以减少工件不合格的几率, 在对工件进行作业时, 将工件固定在机床夹具内, 可以方便作业, 保证生产的工具满足生产的要求。

一、机床夹具的作用

机床夹具在生产工件时有很重要的作用, 主要体现在以下方面:

首先, 使用机床夹具可以保证工件的加工精度, 我们知道, 机械产品的规格要求比较严格, 有些工件的尺寸较小, 可是又是机械设备中必不可少的, 传统的手工生产很难保证规格不出现偏差, 使用机床夹具就可以有效的避免尺寸不准确的问题, 因为将需要加工的工件固定的夹具内, 能够精准的确定刀具和机床的位置, 保证生产的产品准确无偏差。

其次, 使用机床夹具可以提高生产效率, 减轻工作人员的劳动强度, 使用机床夹具可以很快速的将需要加工的工件加紧, 进行加工操作, 不会进行其他的辅助操作, 节约时间。现在采用的机械、气动、液压夹具装置可以大大的减轻工人的劳动强度, 提高工作效率。

最后, 可以扩展机床的使用范围, 许多工件的加工都可以采用机床夹具的模式来完成, 不管尺寸多少, 规格怎样, 只需要选择恰当的夹具。例如传统的生产镗具的时候需要用到镗床, 现在只需要在机床上加入镗模就可以, 是机床具有了镗床的功能, 从而扩宽了机床的使用范围。

二、机床家具设计方法的应用

(一) 机床夹具的总体设计思路

首次要明确产品的要求, 协调好各工序之间的生产程序, 让生产能够流畅顺利的进行, 对于生产时间短, 用量大的工件可以一次夹装多个, 以保证各环节的平衡。

其次, 要精准的确定夹具的规格, 要保证生产出的产品准确无误, 在产品生产的过程中, 也要保证生产夹具体和加工工件的生产的流程中, 没有碰撞, 以防止夹具之间碰撞造成损伤。另外的生产的过程中, 也要注意机床的使用极限, 不能盲目的追求效率而不注重质量, 极限作业就造成机床生产的精度下降, 影响产品的质量。

再次, 要保证夹具的刚性, 工件的加工生产完全依靠夹具的形状, 因此夹具的质量直接影响着工件的质量, 在选择夹具材质时, 要选择刚性较强的, 防止夹具在多次的使用中出现变形, 影响生产。

最后, 夹具的基准要统一, 夹具调校基准、对刀基准和工件测量基准是夹具设置基准的几个方面, 在夹具安装的期初, 就需要把这些基准调整好, 以保证工件的精确生产。

(二) 机床夹具的定位设计

夹具是连接机床和工件的只要设备, 我们使用夹具的目的是为了精准的确定工件在机床中的几何位置, 因此做好机床夹具的定位设计是很有必要的, 稍微的偏差就会造成工件在机床中的位置不准确, 从而影响产品的质量。工件定位中有完全定位、不完全定位、欠定位和过定位几种方式, 不同的机床可以根据生产的工件的要求选择不同的定位方式。在确定工件规格以后, 就要选择恰当的夹具定位方式, 并合理的进行夹具定位设计, 以保证产品的顺利生产。定位原件的选择也是很重要的, 最好是应用强度大和刚性强的材质, 不易磨损, 在工件的加工过程中会有粉屑产生, 定位原件也要具备较好的防尘、防屑效果。生产不同的工件需要的夹具是不一样的, 因此定位原件要便于拆装, 方便更换定位原件, 进行不同的工件生产。

(三) 机床夹具的加紧设计

机械加工中所生产的工件的材质一般比较硬, 所需要的切削力比较大, 因此对于夹具的夹紧力也要求较高, 现阶段夹具采用的加紧力源主要有机械力源、液压力源和气动力源。首先, 要确定夹紧力的作用方向, 这样可以轻松的进行夹紧力增大或减小的操作。夹紧力的大小要控制得当, 因为太小会夹不住工件, 不便于进行工具操作, 夹紧力太大, 可能会造成工件变形, 所生产的工件也会不符合要求。其次, 选择合理的加紧位置, 要选择刚性好、部件厚的部位加紧, 否则容易造成工件的损伤。同时加紧力要靠近加工的部位, 但是也要与刀具保持一定的距离, 防止在工件的加工过程中, 夹具也被刀具加工的现象发生。

三、结语

总之, 机床夹具在机械生产中发挥着重要的作用, 企业要根据自己的生产需要合理的设计夹具, 让其更好的为生产服务。

参考文献

[1]唐敦兵, 钱晓明, 王晓勇, 楼佩煌.公理化设计矩阵与设计结构矩阵同步演化机制研究[J].计算机集成制造系统, 2007 (08) .

[2]高卫国, 徐燕申, 陈永亮, 章青.广义模块化设计原理及方法[J].机械工程学报, 2007 (06) .

[3]姜莉莉, 习小英, 李敏, 李宗斌.基于多色集合理论的夹具概念设计研究[J].中国机械工程, 2006 (08) .

衬套夹具的设计与加工 篇9

1.1 设计的准备

分析零件图形。 (1) 需要加工的零件如下图, 零件为常见的轴承衬套。 (2) 分析零件的需设计夹具的工序, 本工序要求铣外形Φ78X3-R6X3-R10及加工3-Φ20如图, 半成品件为加工好的内外径, 加工好3-Φ7孔, 加工余量不大。使用机床为立式加工中心。 (3) 所使用的刀具为专用刀具。

1.2 夹具的总体设计

1.2.1 定位方案的的选择。

从分析工序图可知, 被加工面的是主要的位置要求是3-Φ20孔与基准位置度Φ0.1。从保证这项加工要求出发, 选取第一定位基准有二种方案:选用平面C或选用平面A。以平面C为第一定位基准消除三个不定度的最大优点是可以获得最大的支撑面积, 使定位稳定。因为平面C是工件上的一个最大平面。选用平面C为定位基准的一个缺点是不符合基准重合原则 (尺寸1.3的起始面为A面) 。当然, 若在前面平面加工中能保证平面C与平面A之间 (工序基准) 达到较高的位置要求, 则也不必一定追求基准重合。以C为定位面, 消除X、Y旋转及Z向移动了三个不定度。以平面A作为第一定位基准的优点是符合基准重合原则。其不足之处是支撑面积较小, 定位不稳定。对于第二和第三定位基准问题, 也有两种方案可供比较。一种方案是以内孔为第二定位基准, 这样不符合基准重合。另一种方案是以外径Φ74定位。消除X、Y移动两个不定度。以未加工的R6毛坯面为第三定位基准, 这样定位不可靠, 另一种方案是为Φ7为第三定位基准用菱形销或插棒定位, 消除Z向旋转一个不定度。

1.2.2 对定方案的确定。

为了使夹具与机床保证正确位置, 夹具体应设计出拉直找正基面, 中心则找正夹具定位止口。

1.2.3 夹紧方案的选择及夹紧机构设计。

夹紧装置的结构与空间位置的选择取决于工件形状, 工件在加工中受力情况, 以及对夹具的生产率和经济性等方面要求, 其复杂程度应与生产类型相适应。夹紧力的方向应作用在定位支承上。夹紧力作用点应考虑工件上的结构特点, 选在刚度较高的部位。因此, 应当以作用在与C面相连的部位为宜, 这样可以避免工件变形而影响加工精度。由于生产规模属于小批量生产, 工件尺寸小, 夹紧机构不宜太庞大, 所以选用螺旋夹紧机构。同时考虑到操作迅速和便于装卸工件, 采用了移动压板。为了便于加工内形及外形采取倒换压板。

1.2.4 设计夹具体, 形成夹具总图。

夹具体应能保证夹具的整体刚度和强度, 在此前提下, 要尽量减轻重量。通过夹具体将定位元件、对刀元件及夹紧装置联系成一个整体。夹具体还用于保证夹具相对于机床的正确位置。夹具体应有足够的强度、刚度和制造精度, 为了提高夹具的制造工艺性, 夹具体很少做成整体的, 而是分成底座、立柱等零件, 它们之间用螺钉和销钉进行连接和定位。

1.2.5 确定夹具的主要尺寸、公差和技术要求。

如图为夹具设计总图

1.3 夹具零件的设计

1.3.1 关键件材料的选择。

因为是单件小批生产, 对于夹具中的定位元件及底板均采用中碳钢45#钢, 热处理硬度为HRC33-38。定位面及定位止口的精度平行垂直0.01, 表面粗糙度为0.8。

1.3.2 防护措施。

为了防止夹伤零件, 不宜使刚性压板直接与零件接触, 防止压伤零件, 通常使在接触面上焊一铜层, 采用铣削方式使其表面粗糙度Ra在1.6以下。

2 夹具的加工

2.1 零件加工方案

2.1.1 内磨磨削定位止口。

(1) 首先将工件两平面在平面磨床上磨平行0.01内后, 装夹在主轴的卡盘内, 或用磁力吸盘吸住, 然后以内圆柱及端面为基准找正后, 紧固各卡爪。 (2) 经过调整后, 砂轮作横向进给, 工作台作纵向进给, 进行试磨, 试磨时进给量要小, 待工件磨圆后, 检查圆度正确与否。如有误差应进行调整, 再试磨, 直到圆度符合技术要求为止, 然后再正式磨削内孔即可。 (3) 为防止变形, 粗精磨分开进行, 粗磨后重新校正, 然后精磨。每磨削一会儿, 就停车用冷却水在外部冷却, 后继续磨削。 (4) 测量时用内径勾子表测量, 用块规为测量对表件。

2.2.2 角向孔的加工。

首先拉直B基准面, 找正内圆中心, 旋转主轴使千分表在内圆面Φ74上沿周旋转, 调整主轴位置, 直到千分表在整个旋转圆周上的读数都是一样为止, 此时, 主轴中心轴线便通过中心。然后按坐标尺寸移动机床工作台, 使主轴中心轴线到达Φ6+0.012孔的位置, 即镗孔位置。孔镗合格后, 用内径表量内径大小, 在三坐标测量机上检验位置度。

3 结束语

设计夹具时, 不但要满足夹具的使用性能, 而且还要考虑夹具零件的结构工艺性。为了获行良好的工艺性, 设计夹具零件时, 应注意如下几项原则: (1) 便于安装。即便于准确地定位、可靠地夹紧。例如, 增加工艺凸台, 增设装夹凸缘或装夹孔, 改变结构或增加辅助安装面。 (2) 便于加工和测量。例如, 刀具的引进和退出要方便, 尽量避免箱体内的加工面, 凸缘上的孔要留出足够的加工空间。尽可能避免弯曲的孔, 必要时留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽。 (3) 利于保证加工质量和提高生产效率。例如, 有相互位置精度要求的表面, 最好能在一次安装中加工。同类结构要素应尽量统一。 (4) 提高标准化程度。例如, 尽量采用标准件, 应能使用标准刀具加工。 (5) 合理地规定表面的精度等级和粗糙度的数值。 (6) 既要结合本单位的具体加工条件, 以要考虑与先进的加工方法相适应。

参考文献

[1]王志平.磨工[M].机械工业出版社, 1987.

工装夹具设计的思考 篇10

关键词：夹具设计,机构,白车身,焊接

众所周知,汽车车身质量直接影响整车性能,而车身的焊接夹具是决定车身质量的主要因素之一,因此设计合理可靠的焊接夹具是十分重要的工作。车身焊接夹具的设计是一门经验性、理论性很强的综合性技术,设计时要确定生产纲领,明确使用环境,熟悉产品结构,了解钣金件成形特点,掌握焊接工艺方法,把握白车身装配、检测关键点,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。焊接夹具具有以下功能:保证和提高产品质量;提高劳动生产效率;改善劳动条件;降低产品成本。

1 夹具设计必须掌握的几点

1.1 生产纲领

生产纲领是整个焊接生产线设计的基础,焊接夹具是焊接生产线重要组成部分,必须满足生产纲领的要求。因此,生产纲领决定焊接夹具的自动化水平及整条生产线焊接工位的数量,是夹具设计首要考虑因素。它是通过生产节拍体现的。生产节拍时间构成及影响因素见表1。

从表1可以看出,所有时间都与夹具有关系,可以说夹具是生产节拍的决定因素。

1.2 使用环境

焊接夹具能否适应使用环境决定其是否能够正常工作及使用寿命的长短。使用环境一般指电压、气压、温度、相对湿度等,适用焊接方法是夹具对环境适用的重要考量,如CO2焊、涂胶等,在夹具设计时考虑不全面对夹具的功能和使用寿命影响很大。

1.3 参与焊接零件冲压成型特点

了解参与焊接的零件成型特点是对夹具设计基本的要求。对于不同材料、不同料厚、冲压成型的难易程度,夹具设计者都应该心中有数,只有这样,才能采用较为合理的定位、适当的压紧机构,试制时,对现场问题的处理才能得心应手。

1.4 焊接方法的特点

车身焊接夹具设计者要熟悉车身常用的焊接方法,必须清楚焊后有什么变化、对环境会带来什么样的影响。特别是所设计的夹具,使用时要适合所采用的焊接方法。

2 定位的基本原理

由于汽车车身焊接夹具所针对的零件是薄板件,它与一般的刚性零件有显著的区别,因此它不仅要满足精度定位的共性要求,还要充分考虑薄板冲压件易变形的特征。夹具设计中最重要的部分是定位元件的设计,只有对定位原理深刻理解,才不会犯原理上的错误。目前在汽车夹具设计领域里,大家较认可的是N-2-1定位原理(N≥3),它是在传统6点定位原理(3-2-1)基础上,专门针对薄板零件易变形的特点产生的定位原理,这个原理更适用于薄板件的定位。

(1)第一基准面上N个定位点(N≥3),实际上定位点仍然是3个,其余(N-3)个定位点应该是支承点。也就是说其本质仍然是6点定位原理,只不过根据薄板件特点增加了支承点,这些支承点是必要的,通过它可消除薄板件法向方向的变形、自重所引起的变形、由于工件受夹紧力作用而引起的变形。N个定位点(N≥3)必然使接触点不稳定,装配时易产生位置上的干涉,但由于冲压件一致性良好,在调整夹具时只要认真对(N-3)个支承面在一定范围内的调整,就能够取得良好的效果。这也就是在产品试制后期,很多型面的定位点必须根据冲压件或焊接工序件情况调整的理论依据。

(2)第二、第三基准面所需的定位点为2个和1个。由于实际加工所产生的力通常不会作用在这2个基准面上,为了避免弯曲和翘曲,分别采用2个和1个定位点已足够。第二基准面应选用较长的边,定位效果更好

(3)禁止在正、反两侧同时设置定位点。因为极小的几何缺陷都可能会导致薄板件产生巨大的挠度和潜在的不稳定或翘曲

下面以前隔板为例说明N-2-1定位原理在实际设计中的应用。

图1为前隔板焊接夹具定位方案,N为13个定位点,每边设计3个,中间一个定位支撑控制零件大面法向变形,焊钳操作时对零件的作用力主要作用在这个面上,从而使零件的形状得到很好的控制。定位孔1、2分别为第二、第三基准,第二基准控制前后、左右移动,第三基准限制旋转运动,因此第二基准定位销应设计为圆形,第三基准设计为菱形。

两种不同形式的定位压紧结构如图2所示,13个定位定位点形式应按图2中A结构形式设计,B不可取。

生产线各焊接夹具主定位基准要统一,消除基准变化产生的误差是车身焊接夹具有重要的定位基准确定原则。

3 压紧机构的设计要求

压紧机构的设计是设计是夹具设计中最重要的部分,是否合理直接关系到夹具以后的使用效果。设计压紧机构时应满足以下要求。

(1)选择正确的压紧力方向:压紧力的方向应垂直于主要定位基准面,基准面一般较大以求定位稳定可靠,只有垂直,才能使工件更好地保持与定位件接触,从而工件变形较小。3种定位压紧方案如图3所示,只有A是正确的,B、C都不合理,压紧力容易使零件变形,实际设计中设计中很容易犯这两种错误。

(2)选择合理的作用点:夹紧力作用点应作用在支承点上,只有对刚性很好的工件才允许作用在几个支承点所组成的平面内,以免夹紧力使工件弯曲或脱离定位基准。

(3)选择适当大小的压紧力:一般情况夹紧力主要用于保持工件装配的相对位置,克服工件的弹性变形,使其与定位支承或导电电极贴合,对于1.2 mm厚度以下的钢板,贴合间隙不大于0.8 mm,每个夹紧点的夹紧力一般在300～750 N;对于1.5～2.5mm的冲压件,贴合间隙不大于1.5 mm,每个夹紧点的夹紧力在500～3 000 N。至于需要实现工件翻转、工件预反变形、控制焊接变形时压紧力应根据实际情况而定。

(4)应方便操作、安全省力,压紧迅速,减轻劳动强度,提高生产率。

(5)力求简单,尽量标准化。

4 汽车焊接夹具常见的压紧机构原理

4.1 普通气动四杆机构

两种气缸四杆结构压紧形式如图4所示,A、B两种形式是焊夹具最普遍、最常用的结构形式,动力源气缸为四杆机构组成部分。压力的大小由气压、气缸直径、L1/L的比值3个因素确定,前者是环境因素,后两者由设计者确定。优点是结构简单,基本已形成标准系列。缺点是加工完成后,压力不稳定,由气压决定,随着气压波动而波动。

4.2 铰链四杆机构

这种机构多用于手动,最大的特点是利用四连杆机构的死点来实现对工件的压紧,反作用力无论多大都不会将机构打开。铰链四杆结构常见的形式如图5所示。优点是压紧力大,稳定可靠,基本已形成标准系列。缺点是结构较复杂,易损坏。

4.3 气缸—铰链四杆复合机构

铰链四杆复合机构如图6所示,这种机构实际上是将上述两种机构相加,操作方便,压紧力大而且可靠,压力不会随着气压波动而波动。对于需要实现工件翻转、工件预反变形、控制焊接变形等情况,要求压紧力大而且稳定时采用该机构比较合适。缺点是结构复杂,成本较高。总之,根据具体情况选择合理的压紧结构形式,是夹具设计的重要环节。

5 白车身关键部位及其定位的设计要点

夹具作用最终目标是通过使用它焊接出合格的白车身,因此要分析白车身关键的部分,把握关键要点才能取得最终的成功。

(1)前后悬安装孔:车身通过这些孔与车轮联结,也就是说在某种意义上,这些孔的相对位置确定了4个车轮的相对关系,影响驾驶的舒适性、安全性,对汽车整体质量起到至关重要的作用,在夹具设计时应重点对待。最好选做主定位基准,从最初的纵梁与车架的形成到最终的白车身下线始终作为主定位基准,既保证了车身的关键点,又做到了基准统一。

(2)门框的尺寸:它决定车身与门的配合关系,影响门缝间隙,从而影响整车外表的美观及密封性,是白车身制造过程中最关注的部分。当侧围是整体时,前、后立柱上必须有主定位基准;当侧围为分块时,则门框应在侧围总拼焊接夹具上形成,总拼焊接时应以门框及工艺孔定位,且从组件到总拼定位基准也应统一。无论哪种情况,在车身焊接时侧围主定位基准应与车身总拼时的主定位基准统一。

(3)前后挡风玻璃框尺寸:这个尺寸一般在车身总成焊接时形成,误差积累较大,由于玻璃装配时很难调整,所以在夹具设计时必须对此处严格控制。

6 建立夹具数据库进行模块化设计

利用三维软件CATIA、UG以及二维软件CAD可建立夹具设计数据库,如元件库、典型夹具库、标准件库等。有了这些基础资料库,就可以进行模块化设计,在计算机上快速做出三维实体夹具数模,一目了然,便于对夹具进行优化和改进。在使用数据库的过程中将好的方案、思路不断加进去,增加积累设计经验,从而不断地丰富、完善数据库,提高公司整体设计能力,也便于新人的学习与培养。

7 夹具必须满足白车身精度要求

白车身精度主要从以下两个方面体现:①车身骨架精度是指各关键定位、安装点及型面空间相对关系,一般为三维坐标值,采用三坐标测量;②车身外观是指五门一盖、翼子板、加油口盖等装配后与车身形成的段差与间隙。不同的车型精度要求是不一样的,轿车车身三坐标测量值偏差一般控制在1～1.5mm;外观段差与间隙不同的地方要求不一样,偏差一般控制在0.5～1 mm;其他车型要求相对会低一些。焊接夹具的设计既要保证各分总成的精度要求以及工序件之间的焊装匹配要求,又要最终确保车身的焊接精度。此外,还可以从以下几方面考虑:从整条生产线着眼,制定合理可行的定位基准系统;控制各分总拼的误差走向,确保各分总拼之间匹配满足工艺要求;在分总拼夹具设计时,要了解各零件的功能、作用,关注测量点。

8 夹具设计新的理念

随着科学技术的发展,夹具设计理念也在不断更新,新理念也不断推出。

(1)三位统一:即在白车身焊接过程中3个关键功能作用点的位置相对统一,3个关键功能作用点是指定位点、压紧作用点、焊接起始点,是白车身焊接过程中缺一不可的。其位置的关系既相互矛盾,又相互关联和统一。从夹具设计的角度出发,焊接起始点的位置与定位压紧的位置越远越好,结构设计空间会大一些,自由一些,也可以延长夹具的使用寿命。但从产品成型的角度考虑,3个功能作用点越近,产品焊接成型越稳定、可靠,如果定位准确、压紧合理,合格率就会越高。随着对产品质量要求越来越高,“三位统一”的理念得到越来越多大型汽车制造公司的重视。

(2)定位机构的可调与稳定:“定位单元在组装时应采用垫片,以便在3个方向上进行位置调整”是夹具技术要求最常用的术语。实际上在3个方向上调整是很少用,大多是在2个方向上(如定位销),有的是在1个方向上需要可调(如定位块)。常用的方法有“L块法”和“连接块法”(如图7所示)。在需要调整的2个方向设计3 mm (1 mm+1 mm+0.5 mm+0.5 mm)调整垫片,便于在试制时根据要求作适当的调整。从定位稳定、可靠的角度考虑调整垫片数量,一般厚度控制在5 mm以下,过多地调整垫片会使连接不可靠,增加夹具维修、管理的难度。

(3)夹具整体定位型面数控:将1个整体焊接夹具所有定位型面装配完成后,一次性数控精加工,确保各定位型面准确。

9 结语

焊接夹具是白车身制造过程中主要保证手段之一,如果没有合理、可靠的焊接夹具,就不可能制造出合格、优质的汽车。夹具设计者责任重大,不仅要有良好的夹具知识基础,还要有解决具体问题的能力和丰富的设计经验。夹具设计是一项充满挑战性的工作。

注:1——L块、连接块;2、3——调整垫片;4——定位支座。

参考文献

[1]陈焕明.焊接工装设计[M].北京:航空工业出版社,2006.

浅谈碰焊夹具的特点和结构要求 篇11

关键词 碰焊 夹具 特点 结构 要求

一、概述

工业种类不断增多的过程中，碰焊夹具种类也随之增多，可根据碰焊夹具动力类型、碰焊夹具不同用途、和碰焊夹具工作范围分为不同种类。从具体驱动方式角度来看，碰焊夹具主要分为无驱动焊接夹具和手动焊接夹具以及气动焊接夹具。无驱动焊接夹具主要分为仅具有定位块定位组件焊接夹具和定位销定位组件焊接夹具，无驱动焊接夹具仅需进行定位操作，之后在此基础上无需施加过多动力。手动焊接夹具其动力源头主要是人力推动，手动焊接夹具运行原理为四连杆机构运动自锁原理，而我们通常所说的气动焊接夹具动力源主要是压缩空气，此种夹具类型可有效提高机械设备自动化运转效率和加工质量，同时也可节约一定的流水生产时间，所以现在其应用范围正在不断扩大。

二、碰焊夹具的特点

（1）碰焊夹具的被焊件通常是由几个不同的零件装配而成的，各被焊零件是顺次被装夹在夹具上的，它们的定位和夹紧通常是单独地执行。

（2）在碰焊夹具中，由于焊接过程的热作用会使零件产生伸长或缩短，零件的少量自由移动有时是必要的。因此在焊接夹具中常出现零件的联合装配，即一些零件是刚性装置，而另一些零件沿刚性装置作松装夹。

（3）碰焊夹具在使用过程中不承受任何巨大的外力作用（除夹紧零件所产生的力和夹具的一部分或被焊件所产生的重力外），同时，由于焊接过程的热作用，焊接夹具的重要功能之一是减小被焊件由于温度而产生的变形。

（4）碰焊夹具应定期检验与维修。由于其在使用过程中所承受的载荷和由于热作用而引起的附加应力作用，夹具应具有足够的强度、刚度和精确度，在使用过程中应定期检修和校核，检查夹具是否妨碍工件的焊接，是否影响工件的定位与夹紧、以及夹紧是否可靠，不应因零件受热或外来的震动而使夹具松动从而失去夹紧能力等。

三、对碰焊夹具结构的要求

（1）碰焊夹具的零部件应具有足够的刚度和强度，若刚度或强度不足，夹具在使用过程中会产生较大的变形或损坏，从而影响被焊件的精度。

（2）被焊件装夹在焊接夹具上，应有利于方便地进行焊接，并尽可能在夹具上焊接全部的所需焊缝或焊点，被焊件的翻转次数要少，并且焊接后要能方便地取出被焊件。在夹具外继续焊接时，应不致于破坏各被焊零件间的相互位置。

（3）碰焊夹具应能够一次装配和焊接一定的被焊零件。

（4）碰焊夹具应能完全或局部地防止焊件的变形，能从焊接部位迅速地散热以减少翘曲。

（5）碰焊夹具应具有良好的结构工艺性，以便维修时可更换易磨损或损坏的零部件，并能恢复所需的精确度。

（6）根据碰焊夹具的预定使用期限及生产批量的大小，选择焊接夹具。大批量生产应尽量采用高效省力的焊接夹具，如气动夹具，而中小批量生产主要是保证焊件的位置要求，可使用简单的手动夹具等。

四、碰焊夹具的设计要点

碰焊夹具主要由基座机构、支撑机构、夹紧机构、定位机构和辅助机构以及相应控制系统六部分共同构成。需要注意的是，支撑机构部件归属基本元件范畴，同时也是焊接夹具系统结构中的重要组成部分，就元件表面粗糙度而言，我们应该对其进行严格把控和科学调整。碰焊夹具系统中相应夹紧机构整体运行中主要运行机构为气动夹紧机构，此处对手动夹具少有涉及。定位机构和夹紧机构，其部件主要包括定位块部件、移动销部件和固定销部件以及相应旋转销部件和夹头零位面等。焊接辅助机构主要分为焊接升降结构、焊接倾斜机构、焊接导向机构和焊接后工件运送机构等。而气路控制为控制系统中的主要系统之一，控制系统能够有效提高汽车焊接夹具自动化水平和智能化水平等。

夹具焊接功能化的实现在设计阶段应注意人机工程学，要方便工人焊接时的焊钳操作。焊钳打焊点时应不予夹具干涉并能够顺利使用焊钳焊接。对于夹具结构复杂焊接困难的焊点位置应在夹具设置导向机构方便工人使用焊钳焊接。

现在制造业中夹具的要求越来越高。因此，人们提出了柔性焊接夹具设计的概念，并且在该领域作了大量的研究。柔性焊接夹具系统能够快速地适应不同几何形状零件的装夹要求，对不断变化的零件装夹需求能做出快速响应，以满足加工要求。夹具组成元件少，拆装方便，一次装夹能够同时进行多个表面的加工。工件的形状和尺寸有一定变化后，夹具不仅能适应这种变化，并且还能继续使用，适应加工对象的变换。夹具结构简单，元件的拼装环节少，避免误差的累加，提高装夹精度。柔性夹具强度高和刚度大，为了降低准备时间，过程中可采用大切削用量。柔性焊接夹具通用性好，夹具元件可适应于多个夹具系统，满足柔性制造系统数控加工的需要。

五、结束语

综上所述，碰焊夹具的设计要求是结构简单，操作轻松，实用性强。

基金项目：湖北工程职业学院科研项目（201417）

参考文献：

[1]陈祝年.焊接简明设计手册[M].北京：机械工业出版社，1999.

[2]王政.焊接工装夹具及变位机械[M].北京：机械工业出版社，2001.

[3]陈焕明.焊接工装设计基础[M].北京：航空工业出版社，2004.

[4]孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导[M].北京：冶金工业出版社，2002.

一种铆接试验夹具的设计 篇12

据有关资料统计, 现代飞机平均每吨机体质量约有3万~4万个铆钉, 其工作量约占全机工作量的20%~30%。由此可见, 铆钉连接是飞机零组件连接的主要方式, 在飞机制造过程中占有相当重要的地位, 提高铆接技术水平在飞机制造中具有非常重要的作用。

1 铆接概述

所谓铆钉连接 (简称铆接) , 就是利用铆钉把两个或两个以上的零件或构件连接为一个不可拆整体的连接方法。铆接过程如图1所示, 首先将被铆接工件准确定位并夹紧, 然后在被铆接工件上制铆钉孔及埋头窝 (对于埋头铆钉) , 再将铆钉插入被铆接工件的孔内, 使铆钉原头紧贴工件表面, 然后将铆钉杆的一端镦粗而成为铆合头。

1———铆钉原头;2———铆钉杆;3———铆成的铆钉墩头 (铆合头)

2 铆接问题

在飞机铆接装配过程中, 时常会发生如图2所示的铆接缺陷, 使铆接件达不到铆接技术条件规范的要求, 从而影响部件的质量和整个飞机的飞行性能。因此在使用前必须进行检测, 但飞机等航空产品使用的铆接件由不同材料、不同规格和不同种类的铆钉组成, 品种繁多, 规格多样, 检测工作量大, 周期长。

(a) 孔径口超差; (b) 铆钉孔错位; (c) 埋头窝过深; (d) 铆钉头未贴紧零件; (e) 墩头偏斜; (f) 夹层有间隙

其中墩头偏斜和高度变化的缺陷可以采用铆接试验夹具的方法控制。现有检测试验中采用的夹具为夹板式结构, 该夹具的最大缺点是铆接形成的镦头高度无法定位控制。全凭操作人员的经验, 手感, 当铆接高度超高时, 铆接不到位, 会使验收标准降低;当铆接高度超低时, 会使验收标准提高, 导致验收标准不稳定, 影响铆接件的质量和性能。

3 铆接试验夹具结构

针对上述问题, 设计了一种铆接试验夹具, 如图3所示。

1———外套;2———铆接组件;3———压力棒;4———支撑定位板;5———铆接试验件

4 铆接试验过程

首先, 将铆接好的铆接试验件5装入铆接组件2的台阶孔中, 将铆接试验件5连同铆接组件2一起放入支撑定位板4的定位凹槽中, 将外套1套装在铆接组件2外, 即使铆接组件2套入外套1的通孔中, 同时将压力棒3插入外套1的通孔中。

然后, 利用压力机进行压铆, 压力通过压力棒3传到铆接试验件5上, 铆接试验件5的自由部分变形, 直到压力棒3的下端面与两片铆接片的上端面帖合时, 铆接试验件5的镦头高度即为铆接片的台阶孔的沉孔深度, 这样便实现了铆头高度的限位和控制。

5 结论

经过试验, 本铆接试验夹具有以下优点:1) 铆接组件由两个铆接片组成, 铆接组件中设置有台阶孔, 这样使铆接形成的镦头部分高度容易控制, 尺寸稳定;2) 铆接组件中的铆接片能够很方便的更换, 从而使该试验夹具可适用于不同规格和品种的铆接件的试验。3) 铆接片的加工制造简单, 组合成的铆接组件安装与操作方便, 不仅提高了铆接试验的工作效率, 而且保证了整个铆接试验夹具具有良好的夹持效果。

在实际生产中, 简单适当的铆接夹具不但可以减少飞机装配的辅助时间, 提高生产效率, 而且能够保证铆接质量, 增强飞机的安全系数和飞行性能。

参考文献

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