汽车是 日常生活中很常见到的交通工具。在汽车生产企业中,车身设计,车身制造,车辆检验,车辆销售,以及售后服务占了整个汽车行业的大部分内容。其中在汽车制造这部分中,辅助汽车车身焊接的工具简称汽车焊接夹具,这个辅助的三维柔性焊接平台和焊接夹具对于保证汽车车身的质量有着非 常重要的作用。在汽车车身设计结束后,设计师会按照材料的力学性能和安全性能等进行设计,在保证车身强度的条件下进行焊点分布设计。
通常夹具设计部门接到车身夹具设计订单后,根据汽车车身的数模和焊点,再进行工序拆分,分成前部装配总成、后部装配总成、左车身装配总成、右车身装配总成和底盘装配总成这几个部分。之后再对这几个部分进行拆分。自到拆分成几个小模块,每个小模块包含完整功能的冲压板件,这部分必须十分精确而且还要保证每个部分在安装时没有干扰到周围其他模块。
设计部门根据工序先后安排作业时间确定工期,按照步骤的先后顺序,设计人员进行设计,每一个独 立焊点夹具模块设计必须达到精度要求,否则会影响整体的焊接效果。
根据拆分好的板材进行单独的设计,在设计过程中,每套夹具都有底板、夹具、电器系统组成,底板是 所有夹具安装及自身定位的地方。为了方便设计和检测,还要在底板上确定基准孔 和辅基准孔 。底板下而有便于移动的万向车轮。汽车夹具设计就是 设计部门根据厂商提供的数据模型进行设计的工作。
(一)在夹具设计过程中应用的软件
在设计过程中会应用到一系列的三维设计软件,和现在的大部分机械行业一样,应用的软件有UG、Pro/e、MDT、AutoCAD等等。但在夹具设计软件设计行业中应用的最 多的是 MDT这种软件。
MDT这款软件全称是 MechanicalDesktop,其中还包含了AutoCAD软件。MDT软件的界而与AlltoCAD的类似,有些功能也有相同的部分,但是 MDT软件加载了很多的特殊的模块,比如说三维标准件、计算功能等等比较新的功能,对于企业进行设计的后续问题例如装箱搬运进行重量计算等问题的解决都有很好的帮助。这里而要特别说明的一项是 MDT软件中零件造型、部件的功能对夹具设计很方便,无论是 零件组合、合并还是 零件、部件之间的装配实用性和查找性很强,不会再出现零件混乱或是 不方便查找的问题出现。
(二)简析汽车夹具设计的流程
在进行设计的时候,把已经根据工序拆分好的车身数模焊接件找到,利用UG、Pro/e等设计软件把数模以.igs等的格式导出,再导入到MDT中。需要注意的是 :
1、夹具设计要避开焊点的位置,夹具被定位的位置要让开焊点,在没有焊点的地方安装固定。这里而在设计的时候要注意在关键焊点的附近需要定位的位置上要放置关键点夹具,这和和是 所在组夹具设计的关键处,这样可以减少焊接变形。
2、在定位车身板材的时候,是 以车身上定位孔 为定位基准的。设计者要充分利用这些车身板材上的孔 来做为自身夹具设计的孔 基准来定位和支撑,保证车身焊接过程中焊点的准确。
3、设计出的夹具与车身接触的支撑定位块、支夹紧块,它的尺寸形状基本上是 固定的,是 呈L形或者是 凸字形的。只是 在具体接触车身板材的地方根据车身板材的具体形状山车身切割线在MDT软件上进行三视图投影,来团出支撑块和夹紧块的图。出图后,在用数控机床进行加工,加工出符合要求的定位支撑夹紧块。这样加工出来的零件的表而尺寸及形状和车身接触而的形状很吻合,支撑夹紧块的形状自接影响车身外侧的加工质量,是 很关键的设计步骤。
4、设计的夹具要求在夹具打开的状态下车身的板材能够顺利的从夹具上取出,这就需要夹具设计的过程中选择好合适的打开行程来确定气缸,使得打开后的夹紧块和汽车车身板材边缘有20~30毫米的空间。
设计初步完成之后,进行装配设计测试,看各个方而是 否合适,例如气缸是 否可以打开,打开后能否取出工件,作业高度是 否符合人体工程学的要求满足人体工作习惯,焊炬是 否可以方便简洁的进行焊点作业。若无问题则可以进行控制气缸工作的电器气路设计。
(三)现场安装
工人按照图纸进行装配、调试以及测试。一般企业都会采用三坐标测试,确定实际夹具支撑块和定位销安装后的位置与数模中的位置和高度是 否一致的。如若不一致可以用垫片进行微调,使三维柔性工装夹具与车身接触位置不影响车身质量。
(四)焊接问题及检验
对于每套焊接平台夹具进行试焊,就是 检验一下工作流程有无问题。包括时间节拍是 否符合设计要求,焊接出焊点的位置是 否准确,工件有无较大的焊接热变形。如若出现问题进行反馈,重新设计。
(五)思考
设计中尽量选择标准件,比如L形定位块可以根据不同作业高度进行标准化设计,定位支撑块、夹紧块、气缸、支撑臂等制作成标准块,省去制作设计加工的工时和加工费用。
设计部门和生产制造部门有效的配合,加工过程中难免会有设计过程中想不到的问题,若出现问题,工人与设计者要及时沟通共同解决问题,以免出现沟通不畅的情况。
在加工制造中我国机加工水平虽有较快发展,但自动化作业以及制造精度上与发达国家有一些差距。工厂企业要努力引进先进技术,学习新水平的知识 ,缩小差距,使汽车制造水平早日赶上发达国家。
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