夹具设计规范

焊接夹具设计制造技术规范根据国外先进汽车车身装焊夹具公司对夹具设计的经验，并结合国内的具体情况，大连奥托技术有限公司制定了装焊夹具的设计制造技术规范，设计者应严格遵循。1.装焊夹具的设计依据 以汽车产品零部件图(数模最佳)、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式，按照装焊工艺图进行，以满足焊接工艺要求，夹具设计图画法应贯彻国家机械制图标准。2.2夹具操作方便，设计完成后的工装系统必须符合人机工程学的要求。2.3夹具应有足够的装配、焊接空间，焊点在布置时应易接近。2.4夹具本身必须有良好的制造工艺性和较高的机械效率。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(尽量与汽车坐标线统一)，坐标基准刻线或坐标基准孔、各部件的安装位置、气缸位置、所有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的实际位置建立汽车坐标，其基准线用符号表示；同时按夹具的基础建立坐标系，其基准线用符号表示。在夹具上有产品图的摆放位置，并用细双点划线绘出。焊点位置用表示。设计时应注意焊点的坐标位置，必须留有充分的焊钳工作空间位置，便于施焊。用双点划线表示焊钳的外形。 总图上还应包括夹具的操作步骤，并且特殊步骤必须详细说明。 对总拼及较复杂的工装、带有自动焊的工装等，其设计必须采用三维设计。3.2定位块、压块的设计定位块尽量采用标准精铸ZG45#L形毛坯件加工，其厚度规定16mm，特殊情况及厂家有要求例外。与定位板装配的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HRC4045，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其余表面不加工。压块尽量采用标准精铸ZG25L形毛坯件加工，其厚度规定16mm，特殊情况及厂家有要求例外。与压杆装配的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其余表面不加工。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的尺寸。定位块的定位面、压块的压紧面尺寸相对于基准标注，并留出15mm加工余量，要求NC加工，定位块的定位方向、压块的压紧方向应设有调整垫片。定位块、压块应尽量选用总长45mm，65mm两种。间隙调整垫片长度规定为25、30、45、50、60、65、80、100mm，常规范围里一般长度不超过100mm。采用冷扎Q235薄钢板，厚度允差为0.1。间隙调整垫片压块应尽量选用45mm，65mm两种。所有的间隙调整垫片应该是3mm厚度，即 lmm2片，0.5mm2片，且不允许作任何增减。3.3压杆的设计压杆应尽量采用标准结构形式，压杆的板厚应尽量选用16mm，允差上差+0.1，下差0。压杆宽度应根据压杆的长短选用30、35、40mm，特殊情况例外。连接板应选用宽38mm，厚9mm的板焊接在两侧。压杆应绘制出车系和夹具坐标系，其基准为与定位板铰接的孔用表示，应标注出基准孔至汽车坐标和夹具坐标的尺寸，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。其中基准孔的允差应为H7，表面粗糙度为Ra1.6；压块安装面粗糙度为Ra3.2，其至基准孔的尺寸允差为0.05mm；气缸活塞杆铰接孔尺寸允差为H7，表面粗糙度为Ra1.6，其余Ra12.5，周边应为Ra25。3.4定位板的设计定位板的板厚应尽选用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10H7；表面粗糙度Ra1.6；铰接孔允差H7，表面粗糙度Ra1.6；其余Ra12.5，周边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板或支座装配的销孔上用表示。应标注出基准销孔至汽车坐标和夹具坐标的尺寸，并标注出外形尺寸；定位板上两销孔之间的距离为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。如果是外来图纸须下通知说明。3.5通用支座的设计 支座的设计应标准化，系列化。保证支承上、下平面的平行度允差0.05mm.支座焊后应作时效处理，消除应力。焊缝应为连续焊缝，并要求牢固、光滑平整、无缺陷。夹具所采用的支承座须满足系列化要求，尽可能选用厂标件，一般高度为150、200、250、300、350、400mm；且能满足互换性要求。3.6 L座的设计L座的设计应标准化，系列化。应保证安装底面与立面垂直度允差在0.02mm/100mm；其销孔应为10H7表面粗糙度为Ra1.6，同一平面内的两销孔距离为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，其余Ra1.5，周边Ra25。L座焊后应作时效处理，消除应力。焊缝应为连续焊缝，并要求牢固、光滑平整、无缺陷。夹具所采用的L座须满足系列化要求，尽可能选用厂标件，一般高度为100、150、200、250、300、350、400mm；且能满足互换性要求。选用是时尽量用250mm以下，高度不够时可加支座。3.7装焊夹具BASE板（底板）的设计 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，加工应达到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。根据厂家要求不同可在安装基准加工两对10H7基准孔，两对孔中心连线上刻上坐标号，或加工出相互垂直的基准槽，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245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，坐标网格线的平行度允差0.05mm，垂直度允差0.05mm，并在刻线的两端刻上坐标号或用标牌标注，坐标号应与汽车产品图上的坐标号相一致，BASE板的焊接焊缝尽量采用连续焊缝，并要求牢固，光滑平整，无缺陷。BASE扳焊接后应时效处理，消除内应力。根据BASE板的大小上板应选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的尺寸关系，并标注出基准刻线或基准孔基准孔的位置，以及BASE板各焊接件的外形尺寸及相对位置。对基准刻线或基准孔从一边标注的，该边最好粗加工至Ra12.5作粗基准，周边Ra25，其余不加工。地面到夹具安装基准面的高度一般为200mm，夹具基面到工件中心焊接面的高度一般定在700mm以内，总体原则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的接触面及单元号，其尺寸标注应为：每个单元内销孔为2-10H7，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的垂直距离。3.8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CuCrlZr（铬锆铜），其板厚1012mm，对刚性较差的大型零件应考虑工件抬起机构，对不便于施焊的焊点应设计焊钳导向机构，保证焊接点的准确位置。3.9装焊夹具设计时，所有定位块、定位销、压块等件离焊点的距离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，气缸在压紧点处必须留有58mm运动间隙，防止运动到端点。3.11采用手动与气动混合夹紧、纯气动夹紧的夹具，夹头打开有先后顺序要求的，动作应能互锁，防止误操作。3.12其余部件设计要求结构简单可靠、维修方便，夹紧件，元器件的选择按选定标准设计。3.13装焊夹具调整图的画法及要求 调整图是测量和指导装配夹具的重要依据，在调整图上按汽车产品件在汽车中的实际位置建立汽车坐标系，其基准线用符号表示；同时按夹具的基础建立坐标系，其基准线用符号表示；在夹具图中应有410H7基准孔。如用户须采用ROMER三坐标测量仪，则图中还须有三个(或四个)测量基准块的图形及位置坐标，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的实际测量汽车坐标值。同时应将夹具上的定位件，支承块的外形及测量点反映到调整图中，并按概念图标上代号，与支承块贴合的产品件应有产品件号。在定位件，支承块的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，在图纸的右侧按汽车坐标系(X、Y、Z)和夹具坐标系(X1、Y1、Z1)的理论值列表。支承块测量点的确定原则：支承面是水平面，则选一个测量点；支承面有一个方向的倾斜角，则选二个测量点；支承面为弧面，则选三个测量点。定位销测量点的原则：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倾斜夹具的测量机支座上平面应保持水平位置。3.16装焊夹具的地脚可设计成可调，其形式见TSG标准设备基础安装机构。4.夹具基准4.1夹具基准的位置必须满足以下条件4.1.1与汽车坐标系的转换方便、直观；4.1.2便于设备的加工和检测；4.2设备基准的设置有以下方式4.2.1基准孔式：即在夹具的安装基面上加工出垂直于基面且不在同一直线上的三个基准孔(10H7)，安装检测时通过1面(基面)、线(其中2个基准孔中心的连线)、一点(第3个基准孔的中心)建立设备坐标系。4.2.2基准槽式：即在夹具的安装基面上加工出垂直于基面且相互垂直的两条基准槽，安装检测时通过1面（基面）、一面(其中一条基准槽的基面)、一面(其中其一条基准槽的基面)建立设备坐标系。4.2.3基准块式：在夹具的安装基面上安装不在同一直线上的但具有相同高度的三个基准块，且其中两个基准块与基准面共面，第三个基准块的基面与之垂直，安装检测时通过1面(三个基准块的上平面)、一面(其中2个基准块的共用面)、一面(第3个基准块的基面)建立夹具坐标系。5.夹具精度5.1主定位销的位置精度为至基准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夹具基准面至所有夹具垂直方向的测量点公差均为+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的精度为土0.02mm，粗糙度为Ra1.6。5.4所有的定位孔与基准面的精度为土0.05mm，粗糙度为Ra1.6。5.5基准面之间或与测量面之间的精度允许土0.1mm。5.6翻转机构的重复到位精度为土0.1(200处)；5.7采用三坐标检测夹具的制造精度，并将检测记录填入设备检测记录。5.8支架的垂直度，每100mm高的精度容许误差在0.02mm以下。5.9支架的平面度，每100mm高的精度容许误差在0.02mm以下。5.10精度孔的同心度、平行度、垂直度的精度容许误差在0.02mm以下。6.定位原则6.1首先选取与设计基准相同的定位点，定位销所用的定位孔必须有相应的精度要求，且最好既是冲压的基准，又是检测的基准，以保证焊装的设计基准与产品的设计基准的统一，以减小设计误差和方便分析误差产生的原因。6.2夹具的定位必须能进行三维调整。6.3基准销一般不可调，在基准销附近显眼部位打刻坐标。6.4具有上下道工序逻辑关系的工装设计时，定位基准必须统一，且要求与模具、检具定位基准统一。6.5尽量避开有加强坑或曲面变化复杂的区域，以避免冲压件本身的不稳定性而来的焊接成品的不稳定。6.6为了保证使用安全，当夹具处于夹紧状态时，应能自锁；夹头打开应当限位，打开角度不应过大，一般小于1356.7夹头夹紧面带有斜度，必须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、斜度压紧面的条件下，必须在夹头臂处考虑安装工艺性的定位块，定位准确后焊接，否则将无法保证夹头的精确定位(平面夹紧时，允许不加工艺性的定位块)。6.9手动夹头压紧力一般50Kg.f(指作用点中心)。气缸运动夹紧头压紧力一般60Kg.f6.10手动操作手柄长度要适合，夹具打开时的手柄位置应在水平面以上。6.11夹具操作有先后顺序的，应在手柄上标明先后顺序。6.12所有的支撑定位点，在有效压紧的情况下，必须保证工件定位充分、可靠，工件不变形、不移动； 6.13夹紧时不应损坏工件的表面质量。夹紧薄壁冲压件时应采取限制夹紧力、加大夹头接触面积、增加铜铝垫片等措施。6.14当夹头带有定位销或夹头压紧处无支承点时，必须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的焊接区域，应增加辅助的支撑夹紧点，以减小焊接变形带来的不合格产成品。6.16在焊接点附近的支撑夹紧点在设计中必须为焊钳或焊枪留有足够的焊接通道。对于弧焊设备，必须设计有相应的防飞溅装置，以保护支撑夹紧型面，延长焊接夹具的使用寿命。7.装焊夹具的主要材料及要求7.1定位块：采用精铸ZG45#钢，定位面局部火焰淬火处理HRC4045，表面喷漆处理，安装面，定位面不喷漆。7.2压块：采用精铸ZG25钢，表面喷漆处理，安装面，压紧面不喷漆。7.3定位销：采用40Cr（10以下含10）、T10A（10以上），表面淬火处理(HRC5560)，表面氧化处理。7.4底板、支座、L座等结构件，一般采用Q235A钢的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铭牌内容包括：零件总成名称、夹具名称、夹具重量、制造厂商、制造日期。7.6机械加工所需要的结合部(焊接部位)均要满焊，并进行去除应力处理。7.7有精度要求的大型部件在焊接后，均要进行退火、矫正处理。7.8焊割落料的断面要做到光洁漂亮。7.9所有的加工孔都要倒角、无毛刺。7.10所有的加工切削面都要做到光洁漂亮。7.11有精度要求的有角加工要把实测值标在图纸上。7.12经淬火处理的零件的硬度均要检测，并保存其资料。7.13对于精度不良的零件，原则上要全部重做。7.14零件定位面、压紧面的加工要求全部由NC加工。7.15所有加工零件的检测数据都要有记录(直角、平行、同心、间距、直径、角度等)。7.16所有加工未注公差均按12级公差处理，所有未注铆焊公差均按14级公差处理。8.装焊夹具气控系统的设计气控系统的设计图纸由下列部分组成：气动原理图、气动循环曲线图、气动流程图、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、气动流程图应按规范化设计，原理图中的气缸按“V”符号顺序编写，并标注缸径和行程，管接头，气管的规格，各种元器件的代号，以及本夹具耗气量。8.2气动操作盒上除夹紧松开按钮外，还须安装必要的指示灯，凡是旋转夹具，则操作盒尽量安装在夹具旋转体上。8.3气动控制架的设计应美观，排列整齐，又要便于气管的连接。8.4气动管路分布图，设计要简明扼要，总气管尽量采用硬管。8.5气路系统应包括进气开关及油水分离器的三联件组成，三联体等随工装本体安装的部件必须有防撞装置； 8.6气路接头必须采用快速接头，气管采用快插阻燃管；8.7进退回路采用不同颜色的气管；8.8控制回路同主