汽车弧焊夹具设计与制造公差对产品的影响

2022-09-11

主题词：

焊装夹具;公差;车桥精度;

汽车制造过程中底盘决定汽车的稳定性, 其中车桥为底盘系统中承载汽车动力性与输送性的管件部件。所以提高汽车性能必须保证汽车车桥的装配尺寸。而汽车车桥主要由碳钢材料通过冲压成形后进行焊接而成。工件冲压成形主要靠模具尺寸精度进行保证, 工件合格后进行弧焊焊接。由于车桥由多个零件焊接组合而成, 所以焊接工装设计过程中定位的选取与基准的转换会影响产品精度。焊接工装制造过程中的零件公差在装配后会总体体现在工装夹具上进而影响产品的焊接精度。

一、焊装夹具设计中定位选取对产品的影响

1) 焊装夹具定位基准的选择, 装夹工件时, 使工件在夹具中占有正确位置所采用的基准, 称为定位基准。车桥弧焊装焊夹具装夹的主要对象是冲压件, 由于制作外形复杂且零件钢板一般厚度在0.8mm-3mm之间容易产生挠性变形, 因此在夹具设计时应考虑用装配用孔和工艺孔、曲面上经过整形的平台、工件经拉延和弯曲成形的台阶、经修边的窗口和外部边缘等部位定位。

2) 焊装夹具定位基准的转换, 多个零件焊接过程中常常会分为多道工序进行焊接。所以整个产品是由多个零件积累焊接而成, 这样工件的基准选着就要有继承性。尽量减少基准转换次数。设计过程中参照甲方提供的产品总成图纸进行选择基准, 其次在参照零件图纸选择基准。设计时要做到以产品总成图纸基准为第一基准为原则进行分总成基准选择, 如果分总成中只有一个总成基准则另外选用总成图纸中标准在分总成中有的零件第二基准。依次往下进行基准选择到单个零件。这样就总体延续着基准的继承性, 能更好的保证产品最终焊接后的尺寸精度。

3) ——焊装夹具调整机构的设计, 常用单向调整方式均为组合垫片。整体调整方式为分别在X、Y、Z三个方向留有调整垫片。但是留垫片的位置需要注意。

焊装夹具定位第一调整方向要留在工件定位附件平面处法向方向, 或者定位附近无平面的曲面法向方向。另外两个调整方向尽量留在夹具底座上。其中第一调整方向与设计基准的X、Y、Z其中一个方向平行, 另个一垂直的情况适用于角座L块方式设计, 这种结构能根据尺寸偏差多少进行直观的两个方向单独调整。其中第一调整方向与设计基准的X、Y、Z其中一个方向平行, 另个一非垂直的情况适用于角座大孔的方式设计, 因为底座能提供X, Y平面上的绕Z轴的旋转一定角度。

焊装夹具定位第一调整方向与设计基准的X、Y、Z其中任意一个方向均不平行的时候。其他两个调整方向需要不要落在夹具组立底座上。要在第一调整基准附近留另外两个方向调整垫片, 而且尽量利用设计零件的时候把与设计基准方向的角度消除。因为存在的3 维空间角度对于后期调试过程会产生很大麻烦, 不宜于计算出X、Y、Z三个方向的分量调整量。

二、焊装夹具制造公差对产品的影响

焊装夹具零件制造过程中会产生误差。由于焊装夹具的每个零件之间都是由销孔及螺纹孔进行装配。所以销孔大小及孔距精度非常关键, 并且安装销孔装配平面一定要与销孔有着较好的垂直度, 尽量消除由于制造过程中产生的大量角度误差累计, 这样在调试过程中, 利用预先设计留好的调整垫片不容易消除掉角度误, 导致最后影响产品精度。夹具设计中时常会产生一些多角度零件, 此时加工过程中要注意统一基准。所有加工角度要由统一基准反尺得到。检测过程也要根据统一基准进行测量。必要时此类零件必须有三坐标测量仪进行零件检测。对于焊接结构零件, 要先用毛坯进行焊接, 焊接后进行时效处理, 最后加工装配平面及销孔螺纹孔。如果不进行时效处理, 焊装夹具会在调试好后由于焊接零件的内应力释放导致焊装夹具的尺寸变形, 最后影响产品精度。焊装夹具使用过程中产品件的上下料会与产品接触的零件频繁产生摩擦, 所以此类零件硬度要求较高, 这样可以增加焊装夹具寿命。加工此类零件过程中要注意淬火后进行时效处理, 以免释放内应力导致零件变形, 时效处理后加工关键尺寸。零件进行表面处理时应注意对安装孔及安装面的防护, 由于很多焊装夹具活动部件要求喷漆处理, 如果没有做好防护会影响零件的尺寸精度。

焊装夹具装配制造过程中会产生误差。第一装配时确保工件装配面的整洁无异物, 异物会使两个装配面不能完全贴合是装配为平行的两个面产生角度偏差。

两个零件装配过程中安装定位销时定位销比较紧的情况下应及时检测零件尺寸是否符合图纸要求后在比对两个零件图纸孔距是否匹配。如果用外力进行安装会导致夹具调试时定位销取不下来同样需要外力, 这样会破坏销孔孔径尺寸。销孔尺寸被破坏增大后产生误差。夹具装配有调整垫片处需要同时锁两颗螺丝达到同样扭矩, 因为组合垫片之间容易产生缝隙, 螺栓打紧力不同会造成调整垫片间隙不同导致两个安装平面出现角度误差。焊接夹具一般都是由气动件提供动力。安装气缸气缸时注意选好安装节流阀的方向更应该在开阔空间方向方便调节气流大小和方便接气体管路。气管在装配时不要有弯折, 弯折会影响气体流量甚至导致气路不通畅影响气缸运动时间。车桥焊装夹具设计时长会用到导轨滑块, 安装导轨滑块时注意两条轨道的平行度。平行度不好会导致机构运动卡滞现象而且影响整个导轨带动的机构精度。车桥夹具设计时常会用到连杆机构, 铰链安装过程中应注意销轴也销孔之间的公差配合, 不宜太紧, 同样不能太松, 会影响尺寸。