淺談車架廠6700新鉚接夾具的設(shè)計(jì)

陳新舉

摘要：本文主要對(duì)鉚接夾具的構(gòu)成、原理、設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了闡述。在充分對(duì)其原理進(jìn)行分析后，結(jié)合本人設(shè)計(jì)的車架廠6700新鉚接夾具為例，分析并介紹了一般鉚接夾具設(shè)計(jì)的一般步驟，以及設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的一些問(wèn)題，其中重點(diǎn)分析了設(shè)計(jì)中如何對(duì)多種不同車架而進(jìn)行的夾緊定位。

關(guān)鍵詞：鉚接夾具 夾緊 定位

引言

一個(gè)完整的夾具，是由定位器、夾緊機(jī)構(gòu)、夾具體三部分組成的，其中，除夾具體是根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行專門(mén)設(shè)計(jì)外，夾緊機(jī)構(gòu)與定位器多是通用的機(jī)構(gòu)。定位器大多數(shù)是固定的，也有一些為了便于拆卸，做成伸縮式或轉(zhuǎn)動(dòng)式的，并采用手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等驅(qū)動(dòng)方式。夾緊機(jī)構(gòu)是夾具的主體部分，其結(jié)構(gòu)形式較多，且相對(duì)復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)方式也多種多樣。

1.原理簡(jiǎn)述

鉚接夾具作為生產(chǎn)卡車車架的重要夾具，其構(gòu)成也符合一般夾具的組成，主要由定位座、鉚接夾鉗、底座等部分組成，鉚接夾鉗、底座分別相當(dāng)于夾緊機(jī)構(gòu)與夾具體。定位座構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單，在鉚接夾具應(yīng)用構(gòu)成中具有一定的通用性，其主要由定位銷與定位銷座組成，通常在鉚接夾具兩端對(duì)稱布置，通過(guò)移動(dòng)定位銷將其插入左右縱梁的定位孔，以對(duì)左右縱梁縱向上的定位。

鉚接夾具夾鉗機(jī)構(gòu)一般應(yīng)用四桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的功能，由于四桿機(jī)構(gòu)為面接觸，可承受較大的載荷，有利于潤(rùn)滑，磨損小，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，便于加工制造，因此在汽車生產(chǎn)工裝方面有很廣泛的用途。下面簡(jiǎn)要分析下四桿機(jī)構(gòu)在夾鉗機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用。

如右圖為所示，左邊為夾鉗的效果圖，右邊為夾鉗的原理圖。四桿機(jī)構(gòu)的四桿分別為桿a、桿b、桿c和桿d，其中桿d為機(jī)架，桿a、桿c為連架桿，桿b為連桿，以氣缸為動(dòng)力源控制連架桿a的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿b來(lái)實(shí)現(xiàn)連架桿c的運(yùn)動(dòng)。圖中桿長(zhǎng)d>c>b>a，分析是否符合桿長(zhǎng)條件：

a+d=65+195=260，

b+c=85+136.5=221.5

a+d>b+c

不符合桿長(zhǎng)條件。故此四桿機(jī)構(gòu)桿a為搖桿，機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)氣缸處于進(jìn)氣伸長(zhǎng)的過(guò)程中，主動(dòng)桿a與連桿b運(yùn)動(dòng)軌跡重合時(shí)，此時(shí)夾鉗為夾緊狀態(tài)，機(jī)構(gòu)中桿c處于極位位置，其速度Vc=0，桿c才擁有最大的增力效果，此時(shí)用來(lái)夾緊縱梁有很好的夾緊效果，同時(shí)在桿a處設(shè)置限位銷，以增加四桿機(jī)構(gòu)夾緊的穩(wěn)定性，因此巧妙地利用了四桿機(jī)構(gòu)的極位位置而達(dá)到的物理效果。

上述的四桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)夾鉗的外夾緊要求，而在實(shí)際應(yīng)用中，還會(huì)對(duì)夾鉗提出內(nèi)外同時(shí)夾緊的要求，此時(shí)可通過(guò)雙四桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。這雙四桿機(jī)構(gòu)桿a1、桿b1、桿c1和桿d1為第一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，桿a2、桿b2、桿c2和桿d2為另一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，桿a1與桿a2為同一桿，第一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)與上圖中四桿機(jī)構(gòu)完全相同，第二個(gè)四桿機(jī)構(gòu)原理與上圖的原理相似。而通過(guò)桿a1（a2）聯(lián)動(dòng)，可同時(shí)控制兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)。此過(guò)程原理如上文所述，此處不再贅述。

2.設(shè)計(jì)思路

車架廠6700鉚接夾具主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)Z系列、K系列車架總成，其共有三百多種，其中Z系列產(chǎn)品寬度相同，有三個(gè)不同的軸距，存在高度差；而K系列產(chǎn)品前寬與后寬尺寸不同，具有相同的軸距，無(wú)高度差。產(chǎn)品類型相當(dāng)復(fù)雜，因此首先現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，熟悉車架總成產(chǎn)品情況。其次，對(duì)此鉚接夾具的設(shè)計(jì)做出討論，把這兩大系列產(chǎn)品進(jìn)行比較分析，選擇其中最復(fù)雜最具代表性的11種車架總成作為研究對(duì)象，而Z系列產(chǎn)品相對(duì)復(fù)雜，所占比例絕大多數(shù)，先研究Z系列產(chǎn)品的夾緊與定位，然后通過(guò)修正，把K系列放入此鉚接夾具中，由此提出相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。然后，畫(huà)出此鉚接線總圖，通過(guò)評(píng)審，對(duì)原方案進(jìn)行完善。接著，根據(jù)最后的總圖，設(shè)計(jì)出具體的圖紙。最后制作出鉚接夾具，通過(guò)調(diào)試試制，完成此新鉚接夾具的投產(chǎn)使用。

3.設(shè)計(jì)流程

在這11種車架總成中，Z系列產(chǎn)品相對(duì)復(fù)雜，所占比例絕大多數(shù)，先研究Z系列產(chǎn)品的夾緊與定位，然后通過(guò)修正，把K系列放入此鉚接夾具中。具體步驟如下：

3.1.選取Z系列產(chǎn)品鉚焊時(shí)的放置基準(zhǔn)為參照基準(zhǔn)，因此以后輪中心線作為參照基準(zhǔn)；

3.2.依照參照基準(zhǔn)，排列出所有的Z系列產(chǎn)品，找出所有可能的夾鉗放置位置，根據(jù)工藝圖確定定位銷放置位置；

3.3.根據(jù)Z系列產(chǎn)品情況將K系列產(chǎn)品放在合適的位置，通過(guò)比較分析確定8處位置放置通用夾鉗和備用夾鉗，其中5處為通用夾鉗，其中2處有內(nèi)夾鉗，3處為備用夾鉗。通用夾鉗即為無(wú)論Z系列產(chǎn)品還是K系列產(chǎn)品放置后均能夾緊，備用夾鉗針對(duì)部分產(chǎn)品可進(jìn)行夾緊，而對(duì)其它產(chǎn)品因干涉而無(wú)法夾緊，當(dāng)然在氣路設(shè)計(jì)上有對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)；

3.4.根據(jù)K系列工藝圖選取定位銷放置位置；

3.5.最后研究產(chǎn)品鉚焊過(guò)程中的其它細(xì)節(jié)問(wèn)題，如產(chǎn)品寬度不同的地方可在夾鉗上加燕尾槽解決，產(chǎn)品存在高度差的地方可在夾鉗上加減可移支撐塊以保證產(chǎn)品水平放置，等等；

3.6.畫(huà)出總圖，并分別做兩輪評(píng)審，對(duì)原有方案進(jìn)行了修正與完善。

3.7.做出詳細(xì)的圖紙，包括底座總成、各類夾鉗、定位總成和氣路設(shè)計(jì)等。

3.8.通過(guò)兩個(gè)多月的制作及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，我們完成此夾具的投產(chǎn)使用。

4.結(jié)論

通過(guò)兩個(gè)多月的制作及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，我們看到此新鉚接夾具能夠使這11種車架總成準(zhǔn)確定位，正確夾緊，相比原鉚接夾具，提高產(chǎn)品精度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提升生產(chǎn)效率，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。