焊装夹具毕业设计论文.doc

（试行）

夹具设计参考规范
第1页
1/1
前 言
在现代高科技的带动下，世界经济有了很大的发展，从而使世界各国人民物质有了更大的需求，作为现代文明的重要标志物之一 ——汽车，在这种需求的带动下也得到了高速发展。同时，随着汽车质量的要求不断提高，汽车工装夹具制造水平也不断提升，对汽车工装提出更高标准和质量要求。
因此奇瑞公司针对汽车工装夹具设计提出了要制定自己的设计规范，为此，我们编辑了《焊装夹具设计参考规范》，以供相关部门参考使用。
本标准是在结合国内外一些夹具设计厂家的设计标准规范的基准之上，并结合奇瑞公司当前工装夹具的使用情况，并广泛征求各方面的意见，收入了各方的意见以及成熟的设计规范的基础上进行制定，以适应奇瑞公司夹具设计制造的规范化和国际化发展的需要。
由于时间和水平有限，本标准难免存在一些问题，欢迎各位专家及时指正。
本标准由规划院车身部提出并归口，并经徐介福、侯新立、周珍林审定。
本标准起草人：李小涛、胡利平、王建勇、陈德波
本标准解释单位：规划设计院车身部焊接工装科

本标准征求意见稿于2008年03月20日——2008年04月20日实施

规划设计院车身部焊接工装科
2008年03月
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夹具设计参考规范
第2页
1/1
目 录
1.制图规定画法…………………………………………………………………………… 3
2.总图设计要求…………………………………………………………………………… 5
3.规制块的设计要求规范………………………………………………………………… 6
4.调整垫片设计要求规范………………………………………………………………… 9
5.角座的设计要求规范…………………………………………………………………… 11
6.BASE板的设计要求规范………………………………………………………………… 13
7.导引挡块的设计要求规范……………………………………………………………… 15
8.定位销的设计要求规范………………………………………………………………… 19
9.精度要求………………………………………………………………………………… 22
10.其它………………………………………………………………………………………23
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第3页
要求类型
制 图 规 定 画 法
1/2
1.制图规定画法
1.1.制图要求
1.1.1. 图幅采用A系列用纸基准尺寸 ：（A=长X宽） [单位mm]
A0=1189X841、 A1=841X594、 A2=594X420、 A3=420X297 、A4=297X210
A5=210X147
1.1.2. 画法 ：投影视图采用国标规定的三视图（主视图、俯视图和左视图）。
1.1.3. 3D设计 ：
1.1.3.1. 采用CATIA进行设计；
1.1.3.2. 保存格式为CATProduct和CATPart；
1.1.3.3. 如果采用其它软件，须经过许可，并且交付要转换为可编辑的CATIA格式。
1.1.4. 2D设计 ：
1.1.4.1. 采用AUTOCAD，保存版本为：2000版本；
1.1.4.2. 文件保存格式为DWG。
1.1.5. 使用语言 ：以简体中文为准，以英文为辅助语言，如采用其它特殊语言，要做特殊说明。
1.1.6. 编号 ：
1.1.6.1. 产品编号采用产品图纸号；
1.1.6.2. 焊装夹具编号参考《焊装工装编号规则》。
1.1.7. 制图字体 ：
1.1.7.1. 简体中文字体采用 宋体，英文采用 Times New Roman，其它语言采用 Times New Roman；
1.1.7.2. 字体大小 ：国家标准“小四”号字体。
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第4页
要求类型
制 图 规 定 画 法
2/2
1.2.焊装夹具设计中的英文含义及缩写（表1）
名称
含义
英文
缩写
夹具
指焊装车间汽车白车身零部件拼焊时采用的辅助工装
JIG

单元
夹具上单个角座上支撑夹紧单元
UNIT
U
夹紧
夹具上压杆夹紧动作
CLAMP

滑移
指夹具上的机构做滑移运动
SLIDE

切换
对车型共用夹具进行切换生产时，切换操作
SWITCH

伸缩
夹具上的机构作轴向运动
SHIFT

定位销
定位销机构
PIN
P
摆动
夹具上做夹紧单元二次夹紧时，指一次夹紧时的摆动动作
SWING

表1
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要求类型
总 图 设 计 要 求
1/1
2.总图设计要求
2.1. 总图上应标注 ：夹具轮廓尺寸、操作高度、坐标线(与车身坐标线统一)、基准孔坐标，设计时应注意焊点的坐标，必须留有充分的焊钳工作空间，便于施焊。
2.2. 在总图上应标注每个夹紧单元动作的先后顺序和气路原理图（有电气动作的还应标注电气原理图）。
2.3．为了保证在产品加工过程中基准的统一；在进行仕样书设计、夹具3D设计以及夹具的加工制造过程中必须严格依据奇瑞公司提供的RPS基准系统来确定基准，供货方若要选择其它基准方案，需经奇瑞公司的同意后方可实施。
2.4．白车身总成、分总成、单件三者之间的基准原则上要有统一性、传递性。
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要求类型
规 制 块
1/3
3.规制块的设计要求规范

图1 图2

图3
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要求类型
规 制 块
2/3
3.1.规制块尺寸要求
常用规制块有如上（图1、图2和图3）三种结构（两销一钉），根据安装要求的不同，中间孔为M8的螺纹孔或ø9的螺钉过孔，两侧的均为ø8H7的销孔。其尺寸要求如下(表2)所示：
尺寸类型
要求尺寸大小(mm)

第一系列
第二系列
加工公差要求
L
60
45

B1
16
16

H
根据板件型面的形状来确定
±0.02
L1
15
15

L2
15
15

B2
8
8
±0.05
S1
10
10
±0.05
S2
25
25
±0.02
S3
12.5
12.5

表2
3.2.技术要求
3.2.1. 材质要求 ：规制块的材料要求必须为45＃钢并要进行热处理，使规制块工作面的表面硬度达到 HRC30～35，工作面的粗糙度为 ，同时规制块要进行表面发蓝处理。
3.2.2. 在遇到如图4所示的板件结构时（需同时规制板件的两个面），要采用两个单独的规制块分别进行规制，不允许使用如图5所示的结构形式，如特殊情况会签时需经奇瑞公司确认后方可使用。

图4 图5
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第 8页
要求类型
规 制 块
3/3
3.2.3. 规制块设计时原则上要求与板件垂直（图6），若因特殊情况不能保证时，则规制块的压紧方向最大斜角（图7）不大于15°，若大于该角度则需要使用导引挡块（CATCH STOPPER）。

图6 图7
3.2.4. 第一系列的规制块要优先选用，若设计时的空间不够或选用第一系列无法装配时，可以选用第二系列所规定的规制块，但装配时要便于人员的操作，会签时需经奇瑞公司确认后方可实施。
3.2.5. 规制块压紧时要求每个规制块所能达到的压力F（图8）范围为：25kgf≤F≤30kgf，气缸选用时要依此作为依据。

图8
3.2.6. 供货方若使用其他结构形式的规制块，在图纸会签时可向奇瑞公司提出，得到同意后方可使用。
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要求类型
调 整 垫 片
1/2
4.调整垫片的设计要求规范

图9

图10 图11
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第 10 页
要求类型
调 整 垫 片
2/2
4.1.常用调整垫片的尺寸要求如下(表3)所示
尺寸类型
要求尺寸大小（mm）
L
60
45
50
S1
10
10
10
10
S2
25
40
25
30
S3
12.5
20
12.5
15
B1
16
20
16
20
B2
8
10
8
10
R
5
5
5
5
厚度系列H（mm）
0.5、1.0
0.2、0.3、0.5、1.0
0.5、1.0
0.2、0.3、0.5、1.0

表3

4.2.要求
4.2.1.夹具初装配时调整垫片要求的厚度总和为H1，原则上要求厚度为3mm，但允许H1值浮动范围为3±1mm，对于规制块H1=0.5mm×2+1mm×2，对于定位销H1＝0.2mm×1＋0.3mm×1＋0.5mm×1＋1mm×2，在设计过程中调整垫片使用的种类应尽可能少，以保证在调试过程中良好的互换性。
4.2.2. 材质要求 ：0.2mm和0.3mm的垫片要求材料为铜箔，0.5mm和1mm垫片要求材料为冷轧钢板。

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要求类型
角 座
1/2
5.角座的设计要求规范

图12
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要求类型
角 座
2/2
5.1.常用角座尺寸要求如下表4所示

尺寸类型
要求尺寸大小（mm）
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
加工公差要求
H
150
200
250
300

L
105
105
105
105

B
100
100
100
100

B1
15
15
15
15

B2
15
15
15
15

B3
12
12
12
12

S1
70
70
70
70
±0.02
S2
30
30
30
30

S3
30
30
30
30

S4
105
155
205
255
±0.05
S5
70
70
70
70
±0.02
S6
30
30
30
30

S7
30
30
30
30

S8
65
65
65
65
±0.05
表4
5.2.要求
5.2.1. 角座的材料要求选用Q235-A,连续焊接并作热处理；角座也可采用铸钢件。角座的高度要选用上述提到的H系列，以满足互换性要求。
5.2.2. 对于主、下线等大型夹具，角座可以选用特殊型号，应满足结构强度要求，须经奇瑞公司确认后方可使用。
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第13 页
要求类型
BASE 板
1/2
6.BASE板的设计要求规范

图13
6.1.常用尺寸要求如表5所示

尺寸类型
常用尺寸大小（mm）
S(面积：单位m²)
S≤0.5
0.5＜S≤0.8
0.8＜S≤2.0
S＞2.0
H1
20
20
22
25
H2
15
15
15
15
槽钢型号
10
12
16
20及以上

表5
6.2.技术要求
6.2.1. BASE板结构要求用Q235-A和槽钢焊接而成，采用非连续焊缝，焊接完毕后要作热处理（不允许机械消除应力）并作喷砂处理。
6.2.2. 根据BASE板面积的大小应依据表5中的尺寸来选择槽钢型号。
6.2.3. BASE板面上的尖角部分要进行倒角处理。
6.2.4. BASE板面上要求有坐标网格线，网格线深度要求0.2～0.3mm，线距要求：大夹具为200mm，小夹具为100mm，在坐标线的端部要刻上坐标号，并要与车身坐标保持一致。
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第 14 页
要求类型
BASE 板
2/2
坐标网格线的平行度误差要求：相邻单一间隔距0.10mm/100mm；累积间隔距0.30mm/全长。
6.2.5. 基准孔的空间坐标值应设定为一整数值，基准孔孔径要求为ø10H7,并要加盖板保护，避免夹具工作时对其的损坏及影响，空间分布要合理；基准孔坐标值应明显标注在基准孔附近，便于便携式三座标进行测量。
6.2.6. 基准孔原则上要求至少有4个，对于一些大型夹具，如发舱总成、侧围总成、后底板总成、主下线等，要求基准孔总数为6个。
6.2.7. 槽钢焊接时，开口要向外构成一个封闭的轮廓，方便管路的布置。
6.2.8. BASE板底部滚轮安装板的布置要合理，尺寸要求符合如图13所示：

焊接加强板

图14
6.2.9. 槽钢进行焊接时，不允许直接焊接，应在焊接位置增加加强板，增大焊接面积，增加强度，如图14所示。
6.2.10. 对于要进行CO2焊接的夹具，在BASE板表面要加保护装置，防止焊渣落到BASE板清漆面上，用螺钉固定在BASE板面上，要方便拆卸和更换。
6.2.11. BASE板原则上要求大于板件和及所有的支撑件，若气缸超出底板边缘，应该增加保护装置。
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要求类型
导 引 挡 块
1/4
7.导引挡块的设计要求规范
7.1.“U”型块

图15 图16

图17 图18
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第 16页
要求类型
导 引 挡 块
2/4
图15、图17为“U”型块的凸块，图16、图18为“U”型块的凹块；要求所用尺寸见表6和表7所示；在表6、表7中，第一、第二系列如图15、图16所示，第三系列如图17、图18所示。
“U”型凸块尺寸
尺寸类型
常用尺寸大小（mm）

第一系列
第二系列
第三系列
L
30
45
50
H1
18
18
33
H2
5
5
5
H3
5
5
20
B1
30
30
30
B2
16
16
16
B3
16
16
16

表6

“U”型凹块尺寸
尺寸类型
常用尺寸大小（mm）

第一系列
第二系列
第三系列
L
30
45
50
H1
22
22
37
H2
5
5
5
H3
6
6
21
B1
30
30
30
B2
16
16
16
B3
16
16
16

表7

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要求类型
导 引 挡 块
3/4
7.2.“V”型块

图19

图20

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要求类型
导 引 挡 块
4/4
图19为“V”型块的凸块，图20为“V”型块的凹块；要求所用尺寸如表8和表9所示。
“V”型块凸块
尺寸类型
常用尺寸大小（mm）

第一系列
第二系列
L
30
45
H1
25
25
H2
10
10
B1
30
30
B2
16
16
表8

“V”型块凹块
尺寸类型
常用尺寸大小（mm）

第一系列
第二系列
L
30
45
H1
35
35
H2
10
10
B1
45
45
B2
16
16
表9
7.3.关于“U”型块和“V”型块的选用要求以及技术要求
7.3.1. 空压压头必须带导引挡块，原则上，优先选用U型块。
7.3.2. 当有翻销机构时，必须采用“U”型导引挡块。
7.3.3. 当压板的旋转点距最远处压紧点的尺寸大于300mm时，应采用 “U”型导引挡块，选用的系列视实际结构而定，若选用不合适奇瑞公司提出更改时应及时进行更改。
7.3.4. “U”型和“V”型导引挡块材料选用45﹟钢，要求进行热处理后硬度达到HRC40－45，并要进行表面发蓝处理。
7.3.5. “U”型导引挡块，凸块和凹块要求的配合公差为H7/f6；“V”型导引挡块，凸块和凹块要求工作面贴合80％以上。
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第19页
要求类型
定 位 销
1/3
8.定位销的设计要求规范
8.1.定位销的外形尺寸应按以下图示进行设计,其中的尺寸要求如表10所示
（1）圆销：

图21

图22
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要求类型
定 位 销
2/3
（2）菱销：

图23

图24
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要求类型
定位销
3/3

尺寸类型
要求尺寸大小（mm）
第一系列
第二系列
第三系列
第四系列
D
D≤10
10＜D≤25
25＜D≤40
D＞40
C
18
D+5
D
D
H
14
14
22
32
E
12
12
20
30
F
10
10
16
24
B
5
5
5
5
L
15，20，30
L1
14
14
22
28
L2
12
12
20
30
表10
表10中，第一、二系列如图21、23所示，第三、四系列如图22、24所示。
8.2 定位销技术要求
8.2.1. 定位销直径：D＝定位孔理论孔径-0.2 [单位mm]；
8.2.2. 定位销材料应采用45#钢，经过热处理后，硬度值达到HRC40-45，表面镀硬铬处理；
图21、图22、图23、图24中：Ⅰ、Ⅱ处指示端面应在表面镀硬铬处理后进行精加工，保证装配和定位精度。

图25 图26
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第 22 页
要求类型
精度
1/1
8.2.3. 定位销工作面的超出板件表面高度为3～5mm，如图26所示，H应为3～5mm。
8.2.4. 定位销定位零件的工作表面粗糙度要求为 ，其他要求为 。
8.2.5. 定位销的装配时应满足方向性要求，如图25所示,便于在调试过程中进行调整。
8.2.6. 菱形销的工作表面处理方法同圆销。

9.精度要求
9.1.各部件要满足如下的精度要求
9.1.1. 定位面的装配精度控制在±0.2mm以内，定位销的装配精度控制在±0.1mm以内。
9.1.2. 定位销的加工精度 ：直径0～-0.05mm。
9.1.3. BASE板水平面上角座安装销孔与安装销孔之间的公差为±0.02mm，BASE板面粗糙度为 ，平面度要求达到国标（GB1184-80）7级精度要求。
9.1.4. 所有的安装销孔与加工基准面之间的公差为±0.05mm，销孔内壁粗糙度为 。
9.1.5. 基准面与装配面之间要求公差为±0.05mm。
9.1.6. 支架的垂直度允许误差按国标（GB1184-80）7级精度执行。
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第 23 页
要求类型
其 它
1/2
10.其它
10.1. 夹具的平均操作高度为750mm～800mm，总体原则要求符合人机工程要求，对于产品型面、结构变化较大的，3D图纸会签时确定。
10.2. 在有气缸的夹具设计时，气缸在压紧点处必须留有3～5mm运动行程，防止运动到端点。
10.3 所有焊装夹具要求配装滚轮，中、小型夹具用6英寸PU滚轮、大型夹具要求用8英寸铸铁滚轮，注：对于没有车型切换要求的大型夹具（如侧围总成、底板总成、发舱总成等）可不加滚轮，要求大型夹具必须有水平调整螺栓。
10.4. 保护措施 ：
10.4.1. 装焊夹具设计时应考虑汽车覆盖件的外表面，有防止出现焊点压痕的保护措施，保护板的材料选用CuCr1Zr(铬锆铜),其有效板厚10～12mm，而且应该为活动机构，便于取放件。
10.4.2. 对刚性较差的大型零件应考虑工件抬起机构，对于不能目视或操作困难的焊点应设计焊钳导向机构，保证焊点的准确位置。
10.4.3. 对于侧围门洞处、门盖窗框四周处以及侧围流水槽处的焊接应该采取保护措施或加焊钳导向机构，保证焊钳不与外板件相碰。
10.4.4. 对于左右对称件以及正反面相似的零件，要有防止装反、装错机构。
10.4.5. 对于门、盖的铰链安装位置，以及其他装配位置处的焊点要增加铜板保护。
10.5. 夹具设计中需要增加磁铁的地方，必须充分考虑对相应工件的吸附力，原则上磁铁直径不小于Ф10mm，磁铁外侧应压入铜套。
10.6. 带有回转机构的夹具需要增加锁紧机构，以便对夹具进行整体移动。
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第 24 页
要求类型
其 它
2/2
10.7. 夹具设计时需要有推手，便于夹具移动，推手操作宽度应在400～600mm之间，高度要求在800～850mm；同时推手要求做成可翻转结构，不能对操作者的操作有影响；推手材料选用Φ40mm圆钢管。
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