车身调整装配夹具的设计.doc

车身调整装配夹具的设计

车身调整装配夹具的设计

焊装调整线是白车身整车下线前的最后一序，是保证白车身各装配部位的间隙精度、表面精度的重要环节。工艺装备主要包括：装配夹具、装配辅具、机动工具、手动工具、修磨工具、制件输送系统等。其中，机动工具、手动工具、修磨工具属于社会化通用工具，如：定值定扭矩扳机、各类角磨机、手动棘轮机械、拔坑机械等均可以社会化采购。制件输送系统有几种相对固定的模式：包括板式链传输、局部往复传输、多工位滚床传输、空中吊挂传输，其结构具有一定的通用性，无论哪种传输形式只要满足生产纲领即可。只有装配夹具用来保证四门两盖与车身的刚性连接，保证车身总成与各连接部位的间隙与表面精度，同时装配夹具要满足装配可行性和操作的灵活性，所以，装配夹具设计水平的高低，是调整线装配技术发展的关键环节。
以下对装配夹具设计的技术要求进行规定。
一、设计依据
1、以白车身产品三维数学模型、产品图纸、产品技术要求及工具资料以及与输送线及相关工艺装备匹配参数或与装配设计有关的工艺参数和图纸进行规范化、模块化设计和制造。
2、装配设计方案由设计部门拟定，设计完成后经使用单位工艺部门确认会签后方可投入制造。
3、装配夹具应满足工艺提出的定位、夹紧及装配操作要求。
二、装配工艺方案的制定
所谓的装配就是两种或两种以上的制件通过螺栓和螺母紧固在一起，实现在一定的扭矩要求下的刚性连接。
1、车身装配夹具设计首先要对车身产品进行深入了解。
2、遵循车身产品的装配技术要求，依据产品本身的的特点和生产纲领，以最捷径的方式和装配顺序来制定工艺方案，尤其上下序有衔接关系紧密的，考虑它的装配顺序尤为重要。
3、形成设计指导性工艺文件，进行装配可行性分析。
三、设计通则
1、满足装配工艺要求和生产节拍要求。
2、装具本身必须有良好的制造工艺性和较高的机械效率。装具设计应保证标准化、通用化、系列化，以提高车身调整线的可维护性。
3、装具设计要求采用三维软件进行实体设计，所有零件（包括标准件）均应该在三维实体上体现。所有运动部件均应示明起始和终止极限位置，并做运动分析。
4、装配夹具，采用产品图给定的坐标系、定位孔、定位面及辅助定位面，尽量采用符合定位基准一致性原则，以减少定位误差。应尽可能采用孔定位，如果不能实现，可采用外型面定位，尽量不选外形复杂的曲面。同时具有良好的协调性，制造依据和制造方法能保证装具前后工序之间相互协调、装具定位压紧件与零件之间相互协调。
5、装具中定位销、非加工件尽量采用标准化和系列化的部件，保证其良好的互换性；装具的本体应尽可能的在满足刚性要求下达到最轻为目的（一般采用小型方钢焊接框架、小型铝合金框架、铝板等），对于车身表面精度有影响的定位形面块采用非金属材料（如聚氨酯、MC尼龙等），防止将表面件划伤，以保证装配质量。
6、装具在设计过程中必须考虑维修复原性及保证组装后便于识别，每个定位块、夹紧块在明显处打印件号，同时在定位单元上打印部件号。
7、为保证装具精度，对于主定位销不允许通过三坐标检测后加减垫片来保证精度；定位块、夹紧块要具有可调性。夹紧器的连接销轴处必须设计衬套，采用无油润滑衬套。
8、夹紧单元要灵活、可靠、拆卸方便，夹紧力适中；夹紧应一次到位，不能碰伤及损坏零部件。气动夹紧时，应有补偿的夹紧行程，合理的夹紧力以不破坏定位的稳定性及不损坏制件表面为原则。手动夹紧器应选择合理的夹紧力，以不破坏定位的稳定性以及不损伤制件表面为原则，并具有自锁性能。为了提高装配效率在手动夹紧单元要尽可能采用连杆机构实现一次控制多点夹紧和张开。
9、 装配夹具的设计在满足定位、夹紧的同时，一定重点地、全面地考虑与其相关的外在因素---操作工艺性：适合的力矩拧紧工具和设备选用、已有的工具和设备模拟、上件的操作灵活性、连接后的夹具退出等等。。
10、装具结构合理，应适应人体工程要求，工人操作方便、安全，有足够的操作空间及良好的视野，装配通路开畅，拧紧工具容易接近工作处，且保证夹具与工具不发生干涉。
11、装具的夹紧张开形式可以采用手动和气动，装具本身超过12Kg重量应考虑悬吊形式和动力推进或升降装置。
12、装配夹具总成分为三部分：装具对车身定位夹紧部分、本体、装具对分装件的定位夹紧部分，坐标系以整车坐标为基准。定位要求优先考虑双销一面定位，尽量采用基准统一的原则，双销为一个圆柱销一个菱形销。本体在整数坐标值上打3个加工工艺孔作为加工和检测基准。
13、每套装配夹具必须装有醒目的铭牌，内容包括装具名称、编号、长、宽、高外形尺寸、重量、制作厂商名称及出厂日期等参数。
四、装具设计规范及要求
1、总图设计
总图中应包括零件的定位夹紧形式，车身产品及被装配的产品、夹紧部件的开合位置以及车身产品上装具的位置。在二维图上标注:夹具轮廓尺寸、操作高度、坐标线（与汽车坐标线统一）。
2、零件设计
定位零件中应绘制产品图或截面图并标注相应的产品图号，绘制具体结构图，视图清晰，表达清楚。技术条件要标注详细。
3、装具设计的参考典型结构
A、定位拔销机构(如图1)

图1
B、夹紧机构（如图2）

图2
C 、定心机构，即用于定位，也可用于涨紧，并锁紧（如图3）

图3
4、CATIA二维投图
装配夹具是采用三维软件进行实体设计的，在设计完成后往往需要对某些地方进行修改，为保证最终三维二维的一致性，要求装配夹具的出图为CATIA二维投图。
4.1、CATIA二维投图，采用焊夹模板。
4.2、3D图中装具的总成名称、部件名称、零件名称为最终名称。（确保2D图纸与3D图关联）。
4.3、图纸采用A0、A1、A2、A3、A4。可根据实际零件大小在A0、A1、A2中分为四个区，最少为一个；一般部件图采用A1；多个零件图采用A1四分区，单个零件采用A3或A4。
4.4、CATIA二维图纸中的标签页命名按3D中的命名：如： 00；P01；P01-1；P01-2….. 其中00表示总图，P01表示部件图，P01-1表示零件图。
4.5、在部件轴侧图中标注件号时采用气球文字标注,在定位块、夹紧块的件号旁注明相关产品号及料厚；并注明打印零件号字样。 CATIA二维图中隐藏的零件将不被标注，应在其他视图中标注；相同的多个零件标注P01-1.1；P01-1.2；P01-1.3….仅保留P01-1.1,其余P01-1.2；P01-1.3…删除。
4.6、焊接合件拆图时，在合件中标注焊接尺寸及加工尺寸（特殊除外），在图纸中提明细，规格一栏中标注各子件外形尺寸，不规则子件拆图或出火切图。
4.7、图纸的标注应符合国家标准及设计要求。
五、典型零件装配夹具的主要设计形式
1、前门的手控装具设计
若前门及前门装具的重量大于12Kg，设计中一般分三部分进行，即要分别设计前门装具、前门装具放置架及吊勾、前门抓具。硬铝板本体式结构分别如图示一、图示二、图示三所示。

11HF 79-15D 296 101（102） 前门装具（图一）

11HF 79-15D 296 101（102）g 前门装具放置架及吊勾（图二）

11HF 79-15D 296 105（106） 前门抓具（图三）
它的装配过程是：将前门装具从放置架上通过吊勾吊起，装到白车身上准确定位并手动夹紧，再用前门抓具将前门抓起并放到前门装具上准确定位并手动夹紧，将前门抓具退回到原处，用气扳机将前门装配到白车身上，将前门装具夹紧打开通过吊勾退回到原处。
若前门及前门装具的重量小于12Kg，可考虑人工搬运，而不需设计前门抓具和前门装具吊挂，只需设计前门装具放置架即可。另外要在前门装具相应位置上设计把手，如图示四所示。以上前门装具的本体均采用LY12（硬铝合金）材料，并在满足本体强度基础上打孔减重。此类装具具有装配精度较高，操作简单方便的特点。

11HE 79-90D315571（572）_ AFO 7010 前门装具（图四）
小型方纲焊接框架式结构在调整线门类手持装具中以其结构简单轻便、操作灵活、成本低廉的特点被广泛应用。

19HC 34HJD-135/136 前门装具（图五）

58HA HP-ZP-001L(R) 前门装具（图六）

2、后门的手控装具设计
后门的手控装具设计与前门的设计方式雷同。如图示七至图示十二所示。

11HF 79-15D 296 103（104） 后门装具（图七）

11HF 79-15D 296 103（104）g 后门装具放置架及吊勾（图八）

11HF 79-15D 296 105（106） 前门抓具（图九）

11HE 79-90D315573（574）_AFO 7010 后门装具（图十）

19HC 34HJD-137/138 后门装具（图十一）

58HA HP-ZP-002L(R) 后门装具（图十二）

3、前后门的气控装具设计
当生产纲领要求较高，装配精度也同样要求较高，且产品是没有窗框的半门时，可考虑采用气动气控或气动电控门装具，以减轻工人劳动强度，提高生产效率。如大众捷达、宝莱、速腾等调装线。如图十三所示为C6前门装具。

大众C6前门装具
4、门铰链的装具设计
根据不同的产品类型，门铰链的装配工艺一般有两种形式。其一在调整线下完成，如图十三、十四所示。其二在调整线上完成，如图十五、十六所示。

96HB 79-15D319791（2）前门铰链装具（图十三）

96HB 79-15D319793（4）后门铰链装具（图十四）
X210 C-H1-67L/R 前门铰链装具（图十五）

X210 C2-H1-23L/R 后门铰链装具（图十六）
5、发罩的装具设计
在调装线发罩的装具设计中按结构区分一般有两种形式：其一为铝形材或铝板做本体的手持形式，如图十七、十八所示。其二为气葫芦或平衡器吊挂或手持的小型刚焊接本体形式，如图十九、二十所示。图十七、十八所示是发罩铰链已装在白车身上。还有一种方式是铰链已装在了发罩上，再一起装到白车身上，如图二十所示。

11HF 79-15D 296 111（图十七）

96HA 79-90D 315580（图十八）

52HA T250MCE-HOOD（图十九）

19HC 34HJD-141（图二十）

6、发罩铰链的装具设计
发罩铰链的装具设计按装配工艺可分为两种形式，即调整线线下（如图二十一所示）和调整线线上（如图二十二所示）。

19HC 34HJD-142（图二十一）

96HA 79-90D 315580（图二十二）
7、翼子板的装具设计
翼子板的装具设计按结构可分为分体式和整体体式及手持样板式三种类型。如图二十三 二十四所示为分体式，吊挂部分可有效保证翼子板与发罩的间隙，手持部分可有效保证翼子板与前门的间隙。如图二十五所示为整体吊挂式。如图二十六 二十七所示为手持样板式。设计时针对不同的装配工艺和装配精度采用不同的设计方式。
79-90D315577

79-90D315577（8）

96HA 79-90D315577（8）（图二十三）

79-15D 296 109(10)
79-15D 296 115

11HF 79-15D 296 115（图二十四）

52HA T250MCE-FENDER（图二十五）

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9HC 34HJD-139(140) （图二十六）

58HA HP-ZP-003L(R) （图二十七）

8、后盖铰链的装具设计
后盖铰链的装配根据产品的不同有时不需要装配夹具，如在车身和后铰链搭接处有刻线，人工找正打螺栓；也有的产品需要装配夹具保证其装配精度，如图二十八所示。

96HA 79-90D 315583 （图二十八）

9、后盖装具的设计
后盖的装具设计根据产品的不同和装配工艺的不同有时不需要装配夹具，如通过后铰链直接装配保证精度或配以侧间隙小样板(如图三十所示)保证装配精度，然后再人工找正打螺栓；也有的产品需要装配夹具保证其装配精度，如图二十九所示。

96HA 79-90D 315584 （图二十九）

58HA HP-ZP-005 （图三十）

以上是对焊装调整线上装配夹具现有资料的说明和整理，随着焊装调整线技术的不断更新和发展必将有更多的内容补充进来。

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