夹具设计规范.doc

焊接夹具设计制造技术规范
依据国外优异汽车车身装焊夹具企业对夹具设计经验, 并结合中国具体情况, 大连奥托技术有限企业制订了装焊夹具设计制造技术规范, 设计者应严格遵照。
1..装焊夹具设计依据
以汽车产品零部件图(数模最好)、 装焊工艺图、 设计技术任务书、 厂标件标准为设计依据, 进行规范化、 模块化设计。
2..装焊夹具设计通则
2.1装焊夹具设计采取模块化方法, 根据装焊工艺图进行, 以满足焊接工艺要求, 夹具设计图画法应落实国家机械制图标准。
2.2夹具操作方便, 设计完成后工装系统必需符合人机工程学要求。
2.3夹具应有足够装配、 焊接空间, 焊点在部署时应易靠近。
2.4夹具本身必需有良好制造工艺性和较高机械效率。
3..装焊夹具设计规范及要求
3.l总图设计
总图上应标注: 夹具轮廓尺寸、 操作高度、 坐标线(尽可能与汽车坐标线统一), 坐标基准刻线或坐标基准孔、 各部件安装位置、 气缸位置、 全部定位尺寸坐标基准孔应相对于坐标线标注, 在图中按汽车产品件在汽车中实际位置建立汽车坐标, 其基准线用符号表示; 同时按夹具基础建立坐标系, 其基准线用符号表示。在夹具上有产品图摆放位置, 并用细双点划线绘出。焊点位置用表示。设计时应注意焊点坐标位置, 必需留有充足焊钳工作空间位置, 便于施焊。用双点划线表示焊钳外形。
总图上还应包含夹具操作步骤, 而且特殊步骤必需具体说明。
对总拼及较复杂工装、 带有自动焊工装等, 其设计必需采取三维设计。
3.2定位块、 压块设计
定位块尽可能采取标准精铸ZG45#L形毛坯件加工, 其厚度要求16mm, 特殊情况及厂家有要求例外。与定位板装配结合面为基准面用表示, 要求表面粗糙度为Ra3.2, 定位面表面粗糙度为Ra3.2, 定位面局部火焰淬火HRC40~45, 安装挡片面加工表面粗糙度为Ra6.3,通常挡片安装在L板垂直面一侧定位板上, 定位块为AB面情况下, 安装在高面一侧, 加工后表面喷漆处理, 安装面定位面不喷漆, 安装孔表面粗糙度为Ra12.5其它表面不加工。
压块尽可能采取标准精铸ZG25L形毛坯件加工, 其厚度要求16mm, 特殊情况及厂家有要求例外。与压杆装配结合面为基准面用表示, 要求表面粗糙度为Ra3.2, 压紧面表面粗糙度为Ra3.2, 安装挡片面加工表面粗糙度为Ra6.3加工后表面喷漆处理, 安装面夹紧面不喷漆, 安装孔表面粗糙度为Ra12.5其它表面不加工。
定位块、 压块应绘制出车系和夹具坐标系, 并标注出其基准面至汽车坐标和夹具坐标尺寸。定位块定位面、 压块压紧面尺寸相对于基准标注, 并留出1~5mm加工余量, 要求NC加工, 定位块定位方向、 压块压紧方向应设有调整垫片。定位块、 压块应尽可能选择总长45mm, 65mm两种。
间隙调整垫片长度要求为25、 30、 45、 50、 60、 65、 80、 100mm, 常规范围里通常长度不超出100mm。采取冷扎Q235薄钢板, 厚度允差为±0.1。间隙调整垫片压块应尽可能选择45mm, 65mm两种。
全部间隙调整垫片应该是3mm厚度, 即 lmm×2片, 0.5mm×2片, 且不许可作任何增减。
3.3压杆设计
压杆应尽可能采取标准结构形式, 压杆板厚应尽可能选择16mm, 允差上差+0.1, 下差0。压杆宽度应依据压杆长短选择30、 35、 40mm, 特殊情况例外。连接板应选择宽38mm, 厚9mm板焊接在两侧。压杆应绘制出车系和夹具坐标系, 其基准为与定位板铰接孔用表示, 应标注出基准孔至汽车坐标和夹具坐标尺寸, 并标注出外形尺寸及基准孔至安装压块和气缸活塞杆铰接孔尺寸。其中基准孔允差应为H7, 表面粗糙度为Ra1.6; 压块安装面粗糙度为Ra3.2 , 其至基准孔尺寸允差为±0.05mm; 气缸活塞杆铰接孔尺寸允差为H7, 表面粗糙度为Ra1.6, 其它Ra12.5, 周围应为Ra25。
3.4定位板设计
定位板板厚应尽选择16mm厚, 板厚允差上差为0mm, 下差为-0.1mm; 板面加工粗糙度Ra6.3; 定位块安装面粗糙度Ra3.2; 销孔为Φ10H7; 表面粗糙度Ra1.6; 铰接孔允差H7, 表面粗糙度Ra1.6; 其它Ra12.5, 周围Ra25。定位板应绘制出车系和夹具坐标系, 其基准选为一个与L板或支座装配销孔上用表示。应标注出基准销孔至汽车坐标和夹具坐标尺寸, 并标注出外形尺寸; 定位板上两销孔之间距离为70mm, 允差为±0.02mm; 定位板安装面至基准销孔、 铰接孔至基准销孔之间距离允差为±0.05mm。假如是外来图纸须下通知说明。
3.5通用支座设计
支座设计应标准化, 系列化。确保支承上、 下平面平行度允差0.05mm.支座焊后应作时效处理, 消除应力。焊缝应为连续焊缝, 并要求牢靠、 光滑平整、 无缺点。
夹具所采取支承座须满足系列化要求, 尽可能选择厂标件, 通常高度为150、 200、 250、 300、 350、 400mm; 且能满足交换性要求。
3.6 L座设计
L座设计应标准化, 系列化。应确保安装底面与立面垂直度允差在0.02mm/100mm; 其销孔应为Φ10H7表面粗糙度为Ra1.6, 同一平面内两销孔距离为70mm, 允差±0.02mm; 底面销孔至立面、 立面销孔至底面距离允差为±0.05mm; 底面、 立面加工表面粗糙度为Ra3.2, 其它Ra1.5, 周围Ra25。L座焊后应作时效处理, 消除应力。焊缝应为连续焊缝, 并要求牢靠、 光滑平整、 无缺点。
夹具所采取L座须满足系列化要求, 尽可能选择厂标件, 通常高度为100、 150、 200、 250、 300、 350、 400mm; 且能满足交换性要求。选择是时尽可能用250mm以下, 高度不够时可加支座。
3.7装焊夹具BASE板（底板）设计
BASE板应为一整体, 其上平面为安装基准面, 表面粗糙度为Ra3.2, 平面度按7级形位公差处理, 加工应达成7级以下; 为测量方便下平面应加工, 表面粗糙度为Ra6.3, 上下面平行度按7级形位公差标注。依据厂家要求不一样可在安装基准加工两对Φ10H7基准孔, 两对孔中心连线上刻上坐标号, 或加工出相互垂直基准槽, 如用户没有要求均按基准槽处理。基准槽10mm宽, 3mm深, 非基准线侧倒2×45度角, 基准线侧表面粗糙度Ra3.2, 其它为Ra12.5, 基准孔或基准槽应要求装配时封盖。安装基准面上还应在数控加工中刻坐标网格线, 线距为200mm, 坐标网格线平行度允差0.05mm, 垂直度允差0.05mm, 并在刻线两端刻上坐标号或用标牌标注, 坐标号应与汽车产品图上坐标号相一致, BASE板焊接焊缝尽可能采取连续焊缝, 并要求牢靠, 光滑平整, 无缺点。BASE扳焊接后应时效处理, 消除内应力。依据BASE板大小上板应选20、 25、 30mm厚, 最小不得低于15mm, 下板15mm。应绘制出车系和夹具坐标系, 标注出夹具坐标系与车系坐标系尺寸关系, 并标注出基准刻线或基准孔基准孔位置, 以及BASE板各焊接件外形尺寸及相对位置。对基准刻线或基准孔从一边标注, 该边最好粗加工至Ra12.5作粗基准, 周围Ra25, 其它不加工。
地面到夹具安装基准面高度通常为200mm, 夹具基面到工件中心焊接面高度通常定在700mm以内, 总体标准要求符合人机工程要求。
BASE板打孔图应用细双点划线标注出每个单元接触面及单元号, 其尺寸标注应为: 每个单元内销孔为2-Φ10H7, 销孔间距允差为±0.02mm; 单元中基准销孔BASE板基准刻线或基准销孔尺寸, 其允差为±0.05mm; 还应标注每个单元内螺纹孔至单元内基准销孔垂直距离。
3.8装焊夹具设计时应考虑汽车覆盖件外表面有预防出现焊点压痕保护方法。保护板材料选择CuCrlZr（铬锆铜）, 其板厚10~12mm, 对刚性较差大型零件应考虑工件抬起机构, 对不便于施焊焊点应设计焊钳导向机构, 确保焊接点正确位置。
3.9装焊夹具设计时, 全部定位块、 定位销、 压块等件离焊点距离＜40mm时应考虑绝缘, 绝缘件详见绝缘标准。
3.10气缸运动夹具设计时, 气缸在压紧点处必需留有5~8mm运动间隙, 预防运动到端点。
3.11采取手动与气动混合夹紧、 纯气动夹紧夹具, 夹头打开有前后次序要求, 动作应能互锁, 预防误操作。
3.12其它部件设计要求结构简单可靠、 维修方便, 夹紧件, 元器件选择按选定标准设计。
3.13装焊夹具调整图画法及要求
调整图是测量和指导装配夹具关键依据, 在调整图上按汽车产品件在汽车中实际位置建立汽车坐标系, 其基准线用符号表示; 同时按夹具基础建立坐标系, 其基准线用符号表示; 在夹具图中应有4~Φ10H7基准孔。如用户须采取ROMER三坐标测量仪, 则图中还须有三个(或四个)测量基准块图形及位置坐标, 并在夹具测量基准座上钉上标牌, 在标牌上标注测量基准块实际测量汽车坐标值。同时应将夹具上定位件, 支承块外形及测量点反应到调整图中, 并按概念图标上代号, 与支承块贴合产品件应有产品件号。在定位件, 支承块图形上按测量点标上序号, 按测量点在引出线上标坐标尺寸, 在图纸右侧按汽车坐标系(X、 Y、 Z)和夹具坐标系(X1、 Y1、 Z1)理论值列表。支承块测量点确定标准: 支承面是水平面, 则选一个测量点; 支承面有一个方向倾斜角, 则选二个测量点; 支承面为弧面, 则选三个测量点。定位销测量点标准: 垂直销选一个测量点; 斜销选一个点, 并标一个角度。
3.14 AV导向间隙应可调, 但不须定位销; D导向间隙应可调, 但调整后打定位销。
3.15倾斜夹具测量机支座上平面应保持水平位置。
3.16装焊夹具地脚可设计成可调, 其形式见TSG标准设备基础安装机构。
4.夹具基准
4.1夹具基准位置必需满足以下条件
4.1.1与汽车坐标系转换方便、 直观;
4.1.2便于设备加工和检测;
4.2设备基准设置有以下方法
4.2.1基准孔式: 即在夹具安装基面上加工出垂直于基面且不在同一直线上三个基准孔(φ10H7), 安装检测时经过1面(基面)、 —线(其中2个基准孔中心连线)、 一点(第3个基准孔中心)建立设备坐标系。
4.2.2基准槽式: 即在夹具安装基面上加工出垂直于基面且相互垂直两条基准槽, 安装检测时经过1面（基面）、 一面(其中一条基准槽基面)、 一面(其中其一条基准槽基面)建立设备坐标系。
4.2.3基准块式: 在夹具安装基面上安装不在同一直线上但含有相同高度三个基准块, 且其中两个基准块与基准面共面, 第三个基准块基面与之垂直, 安装检测时经过1面(三个基准块上平面)、 一面(其中2个基准块共用面)、 一面(第3个基准块基面)建立夹具坐标系。
5.夹具精度
5.1主定位销位置精度为至基准±0.1, 尺寸应比产品件孔小0.2mm, 加工精度为上差0mm, 下差-0.05;
5.2夹具基准面至全部夹具垂直方向测量点公差均为+0.2mm或者-0.2mm, 不能土0.2mm。
5.3水平面上定位孔与定位孔之间精度为土0.02mm, 粗糙度为Ra1.6。
5.4全部定位孔与基准面精度为土0.05mm, 粗糙度为Ra1.6。
5.5基准面之间或与测量面之间精度许可土0.1mm。
5.6翻转机构反复到位精度为土0.1(φ200处);
5.7采取三坐标检测夹具制造精度, 并将检测统计填入设备检测统计。
5.8支架垂直度, 每100mm高精度许可误差在0.02mm以下。
5.9支架平面度, 每100mm高精度许可误差在0.02mm以下。
5.10精度孔同心度、 平行度、 垂直度精度许可误差在0.02mm以下。
6.定位标准
6.1首先选择与设计基准相同定位点, 定位销所用定位孔必需有对应精度要求, 且最好既是冲压基准, 又是检测基准, 以确保焊装设计基准与产品设计基准统一, 以减小设计误差和方便分析误差产生原因。
6.2夹具定位必需能进行三维调整。
6.3基准销通常不可调, 在基准销周围显眼部位打刻坐标。
6.4含有上下道工序逻辑关系工装设计时, 定位基准必需统一, 且要求与模具、 检具定位基准统一。
6.5尽可能避开有加强坑或曲面改变复杂区域, 以避免冲压件本身不稳定性而来焊接成品不稳定。
6.6为了确保使用安全, 当夹具处于夹紧状态时, 应能自锁; 夹头打开应该限位, 打开角度不应过大, 通常小于135
6.7夹头夹紧面带有斜度, 必需在夹头臂处安装导向块, 且在夹头上装有限位贴片。
6.8夹头定位焊接时, 在带有定位销、 斜度压紧面条件下, 必需在夹头臂处考虑安装工艺性定位块, 定位正确后焊接, 不然将无法确保夹头正确定位(平面夹紧时, 许可不加工艺性定位块)。
6.9手动夹头压紧力通常≥50Kg.f(指作用点中心)。气缸运动夹紧头压紧力通常60Kg.f
6.10手动操作手柄长度要适合, 夹具打开时手柄位置应在水平面以上。
6.11夹具操作有前后次序, 应在手柄上标明前后次序。
6.12全部支撑定位点, 在有效压紧情况下, 必需确保工件定位充足、 可靠, 工件不变形、 不移动;
6.13夹紧时不应损坏工件表面质量。夹紧薄壁冲压件时应采取限制夹紧力、 加大夹头接触面积、 增加铜铝垫片等方法。
6.14当夹头带有定位销或夹头压紧处无支承点时, 必需在夹头臂处装有定位块或限位块。
6.15在离定位夹紧点较远焊接区域, 应增加辅助支撑夹紧点, 以减小焊接变形带来不合格产成品。
6.16在焊接点周围支撑夹紧点在设计中必需为焊钳或焊枪留有足够焊接通道。对于弧焊设备, 必需设计有对应防飞溅装置, 以保护支撑夹紧型面, 延长焊接夹具使用寿命。
7.装焊夹具关键材料及要求
7.1定位块: 采取精铸ZG45#钢, 定位面局部火焰淬火处理HRC40~45, 表面喷漆处理, 安装面, 定位面不喷漆。
7.2压块: 采取精铸ZG25钢, 表面喷漆处理, 安装面, 压紧面不喷漆。
7.3定位销: 采取40Cr（Φ10以下含Φ10）、 T10A（Φ10以上）, 表面淬火处理(HRC55—60), 表面氧化处理。
7.4底板、 支座、 L座等结构件, 通常采取Q235—A钢板材和型材焊接而成, 焊后经焊接退火处理, 消除焊接应力, 并经精加工而成。
7.5铭牌内容包含: 零件总成名称、 夹具名称、 夹具重量、 制造厂商、 制造日期。
7.6机械加工所需要结合部(焊接部位)均要满焊, 并进行去除应力处理。
7.7有精度要求大型部件在焊接后, 均要进行退火、 矫正处理。
7.8焊割落料断面要做到光洁漂亮。
7.9全部加工孔都要倒角、 无毛刺。
7.10全部加工切削面都要做到光洁漂亮。
7.11有精度要求有角加工要把实测值标在图纸上。
7.12经淬火处理零件硬度均要检测, 并保留其资料。
7.13对于精度不良零件, 标准上要全部重做。
7.14零件定位面、 压紧面加工要求全部由NC加工。
7.15全部加工零件检测数据都要有统计(直角、 平行、 同心、 间距、 直径、 角度等)。
7.16全部加工未注公差均按12级公差处理, 全部未注铆焊公差均按14级公差处理。
8.装焊夹具气控系统设计
气控系统设计图纸由下列部分组成: 气动原理图、 气动循环曲线图、 气动步骤图、 气动操作盒图、 气动控制架图、 气动管路分布图。
8.1气动原理图、 气动循环曲线图、 气动步骤图应按规范化设计, 原理图中气缸按“V”符号次序编写, 并标注缸径和行程, 管接头, 气管规格, 多种元器件代号, 以及本夹具耗气量。
8.2气动操作盒上除夹紧松开按钮外, 还须安装必需指示灯, 通常旋转夹具, 则操作盒尽可能安装在夹具旋转体上。
8.3气动控制架设计应美观, 排列整齐, 又要便于气管连接。
8.4气动管路分布图, 设计要简明扼要, 总气管尽可能采取硬管。
8.5气路系统应包含进气开关及油水分离器三联件组成, 三联体等随工装本体安装部件必需有防撞装置;
8.6气路接头必需采取快速接头, 气管采取快插阻燃管;
8.7进退回路采取不一样颜色气管;
8.8控制回路同主回路管线应用色标或大小管径区分;
8.9气缸选择汽车焊接线专用缸;
8.10气缸接口配有节流阀;
8.11气缸为免润滑型。
8.12采取双手操作按钮站; (工装工作状态下高度在1.5米以下采取双按钮站, 1.5米以上采取单按钮站)
8.13多气动夹头时含有步进功效, 每步之间含有次序关系, 而且含有互锁功效; 操作面板上必领标明按钮操作次序;
8.14按下双按钮可实现一个工作循环;
8.15在任何工作状态下可实现RESET;
8.16在按钮站和控制箱上可实现系统急停。
9.装焊夹具油漆
依据用户对颜色要求油漆, 若用户无此要求则参考以下要求实施。
9.1夹具主体采取苹果绿色;
9.2夹具升降装置、 水平运动装置和翻转机构均采取桔黄色;
9.3工件每组夹紧机构颜色均与对应夹紧按钮上涂专用色带一致;
9.4手柄采取红色。
10外购件, 标准件使用
10.1如厂家没有要求气缸及气动元件应选择SMC或CKD气动元件、 肇庆方大、 亚德克等元件。
10.2手动快速夹钳如厂家没有要求可用自制或国产GOODHAND牌
10.3无油衬套应选择外圆允差e7内孔允差H7。
10.4内螺纹圆柱销应使用GB/T120-1998Φ10×32销, 其公差应为h6。
10.5如无特殊情况支座、 L座与BASE板装配均用GB/5780-1996/M12×40螺栓, 定位板与L座装配均GB/5780-1996/M10×35螺栓, L座与支座装配均用GB/5780-1996/M12×35螺栓, L块与定位板用GB/5780-1996/M8×35螺栓

大连奥托技术有限企业

（大连奥托尤其说明: 1.本标准如与甲方要求有偏差以甲方技术要求为准。
2.也可按甲方要求实施甲方标准,本标准兼做参考。）