產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對夾具設(shè)計的影響分析

高琳琳 安鵬

摘要：汽車工業(yè)的快速發(fā)展，同時需要較高的制造水平支持，白車身尺寸質(zhì)量決定著整車的品質(zhì)，車身的尺寸精度控制是汽車制造的重要一環(huán)。車身是由不同的零件通過不同的焊接夾具定位焊接而成，因此車身的尺寸精度及穩(wěn)定性與夾具結(jié)構(gòu)及定位方式密不可分。夾具的結(jié)構(gòu)有很多種，不同的夾具結(jié)構(gòu)對應(yīng)的效果各不相同，本文通過分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對夾具定位方式的影響，即為了讓夾具穩(wěn)定性精益求精，從產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)評審階段考慮后期夾具結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)性，從而達到夾具的穩(wěn)定性滿足車身質(zhì)量的穩(wěn)定性，從而節(jié)省零件的模具、夾具以及檢具的更改周期及更改費用。

關(guān)鍵詞：焊接夾具;尺寸精度

汽車產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)階段，工藝設(shè)計人員需要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對車身精度的影響及焊接工藝方案的實現(xiàn)，夾具的定位結(jié)構(gòu)決定著零部件生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性。

夾具定位機構(gòu)一般有定位銷和定位面兩種，定位銷又有固定銷、氣動伸縮銷、翻轉(zhuǎn)銷等，定位面一般根據(jù)焊接零件需要定位處的型面做成定位塊。為了保證車身質(zhì)量，夾具需要用精度高且穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)定位，但由于車身結(jié)構(gòu)、焊接順序、焊點位置以及焊槍通道空間問題會導致一些固定銷結(jié)構(gòu)無法實現(xiàn)，從而會退而求其次的選擇其他定位結(jié)構(gòu)或者進行基準轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)夾具的設(shè)計。

本文主要通過總結(jié)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、焊接順序?qū)A具結(jié)構(gòu)設(shè)計影響的經(jīng)驗問題，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)評審階段即提出后期可能遇到的問題，避免在夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計階段再次變更產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生設(shè)計變更費用。

1實際案例

某車型在工裝設(shè)計開發(fā)階段的夾具設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)輪罩的主定位孔無法采用固定銷的定位結(jié)構(gòu)，主要原因為輪罩定位孔的附近存在一個安裝支架焊接，支架的焊點焊接通道占用了固定銷的底座空間;由于翻轉(zhuǎn)銷的夾具結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性精度不如固定銷的穩(wěn)定性精度好（如圖1夾具結(jié)構(gòu)示意圖）。

2案例分析

工藝設(shè)計階段，根據(jù)焊接順序圖進行MCP（Main Control Point）設(shè)計，MCP設(shè)計過程中未考慮到基準孔附近存在擋泥板支架焊接，產(chǎn)品焊接結(jié)構(gòu)如圖2所示，輪罩的定位孔法線與焊點垂線距離過近（僅有4mm），為避讓焊鉗導致固定銷無法布置;并且在夾具評審階段零件已經(jīng)開始模具及檢具的開發(fā)，如果變動輪罩基準需要增加成本。

3經(jīng)驗反饋

MCP設(shè)計過程中，零件的定位設(shè)置除了考慮滿足定位基本原則外還需要兼顧焊接操作空間，零件采用固定式定位銷定位，要確定周圍是否存在影響布置固定銷的焊點。通過焊點法線，投影到定位孔所在的平面，得到直線S，定位孔圓心到直線S的距離L（如圖3）需要滿足以下條件：

L≥R + T + D/2 + A

式中：

R—為定位孔半徑

T—為夾具定位銷固定塊厚度（≥5mm）

D—電極臂 （16mm）

A—為焊接時焊槍與夾具安全距離（≥5mm）

簡化：

L≥R +18mm

滿足該公式便能保證定位銷在夾具設(shè)計時做成固定銷。

4結(jié)論

綜上所述，對于零件強度較弱的零件且工序尺寸要求嚴格的情況，為了保證工序尺寸的精度以及穩(wěn)定性，需要在數(shù)據(jù)評審階段考慮到零件的基準孔位置是否可以滿足夾具固定銷的設(shè)計空間（焊鉗焊接通道、零件結(jié)構(gòu)等），從而減少設(shè)計變更的成本及周期。

參考文獻：

[1]張斌，田秀娟.關(guān)于RPS的車身總拼焊裝夾具設(shè)計[J].中國科技投資，2016，（34）：267. DOI：10.3969/j.issn.1673-5811.2016.34.245.

（作者單位：華晨汽車集團控股有限公司）