焊接夹具设计手册

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1、焊接夹具设计手册（总24页）-本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-内页可以根据需求调整合适字体及大小-概念及名称1 . 基准点及车线的规定 一般情况下汽车坐标系的原点规定为车前轮轴心线的中点。TL或X表示车长以车前轮为原点向车尾方向为正，向车头方向为负。BL或丫一一表示车宽以车的对称中心线为原点，面对车的行驶方向，向右为正，向左为负。WL或Z表示车高 以车前轮为原点，向上为正，向下为负。见图11; 有时，汽车生产厂家也可自行规定基准点及坐标系的位置。图11由于夹紧位置的需要而将夹紧单元旋转一定角度时，其车线的标注如图12，其中 aW45图122.夹紧单元（POST）一个典型的夹紧单元通常

2、包括 L 板、支板、夹紧臂、定位块、 垫片、 回转销 定位销、 定位销连接板、到位止动块或限位块,、连接板、气缸 等。见图 13图 133. 夹具一套完整的夹具一般包含若干夹紧单元（POST）、基板（BASE）、举升机构 （LIFTER）甚至旋转机构。根据操作方式可划分为手动夹具、气动夹具及液压夹具； 根据控制方式可划分为气控夹具、电控夹具等。见图 1-4 （手动夹具） , 见图 1-5气动夹具）。图 1-41-5 二 基板（Base板）Base 板一般由槽钢与钢板焊接而成。槽钢多采用 10#、12#、14b#、16#、20#、25b# 等，钢板厚度多采用t=20mm或t=25mm （此为加工

3、完成的厚度，选用毛料时，因考虑加工 余量，相应的板厚取t=25mm或t=30mm）。对于小夹具或滑台等亦可采用t=3040mm的钢板焊接而成，而对于总拼夹具以及顶盖装焊夹具，其滑台及支架则可采用矩形方管与钢板 焊接而成。1. Base 的最大外形尺寸对于 Base 的设计应充分考虑焊接及加工的工艺性，以及吊装、运输等方便性。对 于只加工顶底两面的普通Base而言，其长度暂不界定，但宽度不得大于2m，能够运 输的最大宽度（非Base本身）为。见图2-1图 2-1而对于较宽大的Base，为了使其便于加工，往往将其划分为若干个Base, Base间则以支架相联接，此时该Base的单侧或双侧就需加工。

4、 见图2-2 （单侧）， 见图 2-3（双侧）。图 2-2图 2-3仅加工单侧：其宽度不大于2000mm，加工双侧时其宽度不大于1600mm，而 对于 Base 长度方向的两端需加工时其尺寸见图 2-4。图2-4对于总成线中装焊顶盖工位，其两侧滑台Base因较高，往往用方管焊接而 成，此时其高度不大于1550mm当其侧面需加工孔时，其距顶面最大距离不大于00mm见 图2-5。图2-52. Base尺寸与所使用型钢型号关系表:200|1000X16001000X1600|1500X20001500X2000|2000X32002000X3200|3000X40003000X4000|3500X5

5、00020202020251515202020C12C14C16C20C25b注：表中所示板厚t1、t2为加工完成的尺寸3.Base设计中应注意焊接及加工工艺性a. 槽钢的布置对于普通Base而言，槽钢布置见图2-6，槽钢间距为700mm900mm，个别情 况除外，并且四周槽钢搭接以八字为主，但如滑台以及Base间的连接板等，以 方管、矩形管焊合而成的框架结构不允许采用八字结构，而在露出型材腹腔的 部位加堵，见图2-7。图2-6图2-7b. 槽钢的接口 见图2-8图2-8图2-9c. 在端面处钢板需探出槽钢20mm以便焊接。d. 对于长条型的小型Base，其结构应如图2-9所示，突出部便于机加

6、工时装夹。e.下板的布置 如图2-10图2-11其加强板的尺寸详见附表一；f.Base的起吊装置小型Base使用起吊环，于Base 上表面钻M30螺孔，钻孔时应注意 起吊钢丝绳是否会与Post等发生干涉；大型Base需采用吊耳，结构见图2-11，其 相关尺寸已形成标准。g.地脚结构地脚板结构如图2-12，其中过孔直径。28，螺孔尺寸为M24,且 已形成标准。若Base较矮需加装支腿时，其结构见图2-13。图2-12图2-13h. 若使用方管、矩形管焊合结构件及Base时，应预先加工出气孔，以免气 体受热膨胀，引起不必要的变形。i. Base的基准槽基准槽的位置应优先选用车线数值的100的整倍数

7、，其次选用车线数值的50的整倍数。对于小型Base，基准槽可贯通，对于大型Base其基准槽可 断续，（见图2-14）此外在设计Base钻孔图时，尽量避免将孔打入基准槽内。见图2-14图2-15j. 为避免Lifter及个别Post上气缸与Base干涉，应提前在Base板上开出 相应孔，这些孔的位置及尺寸应标示在Base焊接图中，以便在机加工前将孔切割 出来，尤其当Post的气缸底部与Base面间隙小于25mm或沉入Base面板以下时， 其开孔尺寸见图2-16及图2-17，当该Post周围有其它夹紧单元时，其开孔尺寸 酌情而定。图2-16图2-17k. 对于旋转Base，为减小其转动惯量，一般只

8、在有Post的部位铺以钢板,其它部位做镂空处理。当焊接线含输送机构时，为不使各单一夹具，因输送力的作用而产生偏移，需用Base Link将各单一Base联接起来形成一刚体，Base li nk 般采用100X100方管或100X150矩形管焊合而成，其结构形式如图2-19，其与 Base间尺寸链见图2-20。联接板的作用是将Base与Base Link联接起来，现已 形成标准件见图2-21。图2-19图2-21Cl O图2-20三 L板及H腿L板是固定在Base或H腿上，用以联接支板、夹紧臂及定位块等的专用支座。其 高度自100mm至500mm间，每隔50mm划分为2类9种规格，已形成标准。见

9、图3T及3-2。图3-1图3-2此外，在特殊场合为减小尺寸或减轻重量，可将L-Plate与支板作为一体或采用其它形式。见图3-3及3-4。图3-3图3-4采用了输送机 寸往往较大，Base间采用一 腿。目前H 400mm1000mm 格。且已形成雀4-耀|kJ- 耀在车身线及 构，工件与 此时就需在 个过渡的支腿的高度自 间划分为4 标准件。见侧围线上因Base面间尺L-Plate 及 撑架H类12种规图3-5及3-图 3-5图 3-6四 支板目前，支板只将定位面与 L-plate 联接起来，其本身并不直接定位工件（个别情况例外），支板所用材料为Q235-A，依据合同及技术协议其厚度分为16m

10、m及19mm两种规格。见图 4-1当支板尺寸过大时为减轻图重4-量1 ，可开孔处理，见图 4-2；或将该 Post 分为两个，见图 4-3。图 4-2图 4-3图 4-4此外，为使气缸摆动灵活，其吊耳处，应为图 4-4 结构。当Post上定位块A、B面间的斜角大于10。时，或夹紧臂上装有斜的Locatepin时，在支板及L-plate间需采用斜铁，其尺寸标注见图4-5。V图5-2图5-1图5-3五 夹紧臂1. 夹紧臂的夹紧力普通Post中夹紧臂夹紧力不得小于30kgf,当Post为双级夹紧臂时，第一级气缸直径为。63，第二级气缸直径为50。（图5-1）此外，当Post为双夹紧 臂且分为支板和夹

11、紧臂时，支板侧气缸直径为。63，夹紧臂侧气缸直径为。50。见图 5-2一般情况下（图5-2）尺寸A=60，系统压力为，气缸的效率为80%时，夹紧臂的夹紧力如下表所示：缸径（mm）气缸力（kgf）B/A506312580200此外，对于汽车车架类夹具由于其板厚较大，需要夹紧力在5080kg以上。此时，气缸直径应为63或80。2. 夹紧臂的开启角度： 为方便装卸工件，必须保证夹紧臂有一定的开启角度，一般而言，夹紧臂打开以后，其与工件间隙沿搬运方向的投影不小于30mm，见图5-3。3. 使用气缸夹紧时应注意的几个问题：a. 为保证夹紧，不能将气缸的行程全部使用出来，应保留510mm余量。例 如：额定

12、行程为75mm的气缸使用70mm作为实际行程，保留5mm以保证有效的 夹紧。b. Hinge Pin在高度方向的位置应在实际行程的1/2高度以保证气缸在运动 过程中摆动均匀，且两个极限位置姿态一致。见图5 -4 。c. 气缸底部距Base面的间隙不小于25mm，气缸摆动的极限位置应在图中表 达，其与可能发生干涉的部位距离不得小于15mm。见图5-5。d. 当气缸行程较大时，应注意夹紧臂与气缸头的结合处，以免干涉见图5-6。+ 4厂母I一！HMBKgE-+r-.61L9L图5-4 图5-5e. 见图 5-6，当 AW100 时 B 取 25 ；当 100WAW150 时B取30；当150WAW2

13、00时B取35 ；但当夹紧臂上有定 位销时，为便于固定支座，尺寸B可酌情而定。此外对于地板本体等夹具，由于夹紧臂过长，不便用 钢板制作，应用矩形管制作夹紧臂，既有刚性，重量又 轻。但当夹紧臂过长时打开后会造成取件困难，此时可将 夹紧臂只打开一定角度，然后将夹紧臂横向转出，见图5- 7。图5-7图5-64. 夹紧臂上的工艺孔： 夹紧臂较长时为加工方便，一般开有工艺孔，工艺孔的位置及尺寸见图5-8图5-8为便于加工工艺孔，其孔距及孔径应优先选用附表二所给数据。5. 若该工位为弧焊夹具，则整个POST除气缸及L-PLATE外都需镀铜处理。六 定位块为便于调整，我公司制造的焊接夹具广泛采用了定位块。1

14、. 种类定位块的毛坯已成标准件：依高度划分为三种规格50mm、70mm、90mm;依宽度又可划分为两种规格16mm、19mm；依种类又可分为四种见图6-1。图6-1关于定位块具体应用实例因过于繁杂，在此不作赘述。图6-2图 7-2图7-12. 材料： 普通定位块毛坯的材料为45#钢精密铸造且表面发黑处理，形面加工后表面高频淬火HRC3235，但当定位块与外板等覆盖件直接接触时，为避免划伤工件表面其材料为尼龙，厚度为22，为防止其转动般在支板或夹紧臂上加工止口。见图6-2七 垫片及Side Plate垫片一般与定位块配合使用，为防止个别定位块旋转，需加装Side Plate见图7-图7-41. 厚度垫片的厚度有两种规格t二及一般而言一组垫片厚度为3mm，由四片组成即（+=3mm），见图 7-2；宽度垫片宽度分为两种规格16mm及19mm；长度垫片的长度主要采用两种规格，见图7-3上述垫片已经形成标准件，具体规格及尺寸详见标准件图册（因夹具出厂时均已 经过三坐标检测，而在现场又需要