三維柔性組合焊接工裝夾具在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

摘要：三維柔性組合焊接工裝夾具可通過三維空間任意組合，任意定位．產(chǎn)品具有柔性化，經(jīng)濟(jì)性，重復(fù)性，_性．

 

一、 概述

隨著汽車進(jìn)入家庭、成為私人消費(fèi)的主要增長點(diǎn)，我國小客車市場特別是新能源汽車上每年都要推出許多新型車型，新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的_技術(shù)，形成的技術(shù)原理_、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發(fā)動機(jī)汽車、其他新能源汽車等。以迎合日益膨大的購買人群。市場的發(fā)展對眾多汽車生產(chǎn)商提出了更高的技術(shù)要求以滿足更快的新品開發(fā)速度。在研發(fā)新車型的過程中，需要一種柔性化、模塊化的三維組合工裝替代傳統(tǒng)的專用工裝，可以縮短大量的設(shè)計(jì)、制造時(shí)間，并且可以反復(fù)使用，節(jié)約研制成本。同時(shí)，在專用車輛、工程車輛和大客車的生產(chǎn)中，由于批量小、客戶要求不同，使用柔性化工裝制造，也是非常實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的方法。

鑒于上述理由，我公司引進(jìn)并向汽車制造行業(yè)推薦一種新型的柔性化三維組合工裝——我公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)組合夾具。這種組合工裝在世界__汽車制造業(yè)上被廣泛使用，并且已經(jīng)證明了它的實(shí)用價(jià)值，具有經(jīng)濟(jì)性、靈活性、_性和耐用性的特點(diǎn)。圖1表示了我公司工裝的一些基本部件。

二、應(yīng)用介紹

三維柔性組合焊接工裝夾具在汽車行業(yè)中的應(yīng)用，焊接工藝是汽車制造業(yè)的主要生產(chǎn)工藝，焊接工裝夾具的應(yīng)用直接關(guān)系到焊接工藝的效率、精度和質(zhì)量。在中國眾多汽車制造生產(chǎn)廠家中，焊接工裝夾具通常采用的是專用工裝夾具，它是針對一道或幾道特定的焊接工藝而配備的。隨著目前汽車生產(chǎn)小批量、個(gè)性化的發(fā)展趨勢，這類工裝的使用_越來越受到限制，其設(shè)計(jì)生產(chǎn)的周期較長，場地占用較大，重復(fù)使用率較低的缺點(diǎn)充分的暴露出來，這種現(xiàn)狀很大程度地制約了我國汽車制造業(yè)焊接工藝水平的提高，延長了新車型研發(fā)的周期。在世界__的汽車制造業(yè)，對廣泛使用的焊接工裝夾具已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行合理選用即可。

在大型客車、工程車輛的制造中，使用我公司夾具的_性更加明顯。在大客車生產(chǎn)上的使用實(shí)例。在實(shí)際工作中，可以使用多個(gè)工作平臺或各種模塊進(jìn)行連接和組合，延伸工作區(qū)域，以適合工件的三維外形尺寸。

三、產(chǎn)品介紹

河北精工機(jī)床制造有限公司在承接客戶變化多樣的鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過程中，運(yùn)用組合夾具的設(shè)計(jì)思想，開發(fā)出組合式三維焊接組合夾具系統(tǒng)。幾十年的發(fā)展，該產(chǎn)品已經(jīng)成為鋼結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)件以及_焊接件加工中不可或缺的工具，用于定位和夾緊。我公司三維焊接組合夾具系統(tǒng)是一種平面孔系夾緊系統(tǒng)，有D28和D16兩種系列。它以多種形式的工作臺為基礎(chǔ)，配備多種形狀、多種規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)模塊，相互間用它特有的_產(chǎn)品——定位連接銷拴連接，在工作臺上需要焊接和裝配的工件用帶補(bǔ)償?shù)男问蕉鄻拥膶Ｓ檬謩訆A緊器夾緊。根據(jù)需要，也可以配備液壓、氣動、鏈型等多種形式的夾緊方式。

 

1．工作臺面

工作臺的五個(gè)工作面都有100x100 mm（D28系列）或50x50mm（D16系列）的帶有網(wǎng)格標(biāo)注的孔。其五個(gè)面的平面、平行、垂直公差精度以及孔與孔的位置精度都是非常高的，_在臺面上的定位和臺面與其它模塊之間的組合都具有足夠的使用精度要求。基礎(chǔ)臺面的尺寸從1000x1000mm到4000x2000mm可以任意選擇，特殊尺寸可以定做。

2．模塊

標(biāo)準(zhǔn)模塊有定位和夾緊直角塊，L型定位塊，U型定位塊，通用擋塊，通用夾緊和定位角模（0 – 225度任意調(diào)節(jié)），V型塊和V型角模。所有模塊上每間隔50或25mm均有標(biāo)準(zhǔn)孔（Φ28或Φ16），可以實(shí)現(xiàn)工件快速定位和夾緊。

3．快速鎖緊銷

這是實(shí)現(xiàn)孔系夾緊系統(tǒng)的基礎(chǔ)零件，用以實(shí)現(xiàn)快速的定位和夾緊。銷栓前端有五個(gè)鋼珠，插入定位孔后，手動順時(shí)針旋轉(zhuǎn)銷栓（或扳動快速手柄），五個(gè)鋼珠彈出并鎖緊在孔的斜面上，完成定位和夾緊；松開時(shí)，反向旋轉(zhuǎn)銷栓，即可拔出。每個(gè)銷栓的鎖緊力可達(dá)5噸，剪切力25噸。銷栓的形狀和長度有多種規(guī)格可供選擇。

4．夾緊器

夾緊器按照夾緊方向有平面、垂直、45度夾緊器；按照操作方式有螺栓夾緊、快速夾緊、手柄螺旋夾緊；還有手工、氣動或液壓。其中帶補(bǔ)償?shù)穆菪龏A緊器_為常用。這種夾緊器在懸臂中增加了彈性伸縮，抵消夾緊時(shí)的側(cè)向分力，以補(bǔ)償夾具本身的變形和插入過程的中的間隙，_夾緊力與受力面垂直。

夾緊頭部有碳鋼、不銹鋼、尼龍材料制成，以適合不同的工件要求。如果配備兩點(diǎn)、三點(diǎn)夾緊橋，可以同時(shí)夾緊不同高度的兩個(gè)位置的工件。另外也可以按照夾緊的型面加工特殊的夾緊頭。

　綜合使用東莞三威柔性裝備焊接組合夾具系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)：

1、經(jīng)濟(jì)性

三維柔性焊接平臺是一種可以自由組合的_夾具，以適應(yīng)不同的工件形狀，幾套夾具系統(tǒng)_可以替代大量高成本的專用工裝，使用該工裝后，每次因產(chǎn)品變化而投入的專用工裝的費(fèi)用、時(shí)間幾乎都可以不再花錢，在汽車生產(chǎn)日趨多品種、個(gè)性化的_，它的經(jīng)濟(jì)性尤為明顯。有數(shù)據(jù)顯示，在國外９套以上專用焊接夾具的成本（我國５～６套）_開始_過一套柔性夾具。在目前我國汽車制造企業(yè)，每年的增加幾十套專用焊接夾具是很常見的，選用柔性夾具的經(jīng)濟(jì)性是顯而易見的。

2、柔性化

三維柔性焊接工裝平臺可以在三維空間進(jìn)行組合。模塊化系統(tǒng)在安裝、調(diào)整和夾緊工件中_地體現(xiàn)了它通用的功能，在大型工件的焊接上，該特點(diǎn)_突出。柔性化的另一面體現(xiàn)在操作簡便。在三維工作臺和模塊上，每個(gè)以12.5mm和25mm為倍數(shù)的尺寸可以直接找到，再配上少量的調(diào)整片，可以非常方便的準(zhǔn)確定位。

3、_性

三維柔性焊接工裝夾具的所有模塊加工精度均較高，工作平臺在2000mm的范圍內(nèi)定位孔的位置誤差 /-0.1mm以內(nèi)，_可以滿足焊接加工的需要。在裝配或焊接過程中，使用定位塊、連接塊、夾緊器和支撐塊，能夠?qū)ぜ定位，需要焊接的工件穩(wěn)定地固定在各個(gè)定位點(diǎn)或定位面上。如果需要焊接的工件本身幾何尺寸不準(zhǔn)確，也可以很快被檢測出來，在初加工工序中便得到消除。

4、重復(fù)性

使用CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)，你可以非常簡便地對樣件進(jìn)行模擬裝配，_的模塊尺寸_了裝配精度。在我國汽車制造業(yè)，用樣件進(jìn)行配件的試生產(chǎn)是常見的模式，我公司產(chǎn)品方便、快速地完成夾具安裝和調(diào)試，是它的又一特點(diǎn)。

５、耐用性

工作平臺和模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分考慮了使用剛性和強(qiáng)度的要求，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)2000×1000的工作平臺載重量可達(dá)10噸。同時(shí)也_了其重復(fù)定位、夾緊的精度。工作平臺和模塊的表面經(jīng)過特殊處理，使焊接時(shí)產(chǎn)生的飛濺不容易粘上其工作表面。定位和夾緊銷栓表面經(jīng)過淬火處理，使其不易磨損、經(jīng)久耐用。

四、未來展望

中國的汽車制造業(yè)已有五十年的歷史，只是在近幾年中才得到了飛速的發(fā)展。相比之下，我國已經(jīng)連續(xù)三年位居_新能源汽車產(chǎn)銷_大國。2017年，_新能源汽車總銷量_過了142萬輛，累計(jì)銷售突破了340萬輛。截至2017年底，我國新能源汽車?yán)塾?jì)銷量達(dá)到180萬輛，在_累計(jì)銷量中_過50％。無論是銷量、增速還是_市場份額，中國均為世界_。新能源乘用車方面。2017年，我國新能源乘用車銷售57．8萬臺，占新能源汽車總銷量的74％。2017年新能源乘用車銷量排名前十的企業(yè)分別是：比亞迪、北汽新能源、上汽乘用車、知豆、眾泰、奇瑞、江鈴、長安、江淮、吉利。我國汽車制造業(yè)的工藝水平，特別是焊接工裝夾具水平，顯得越來越不適應(yīng)這種快速發(fā)展的速度和要求。在參加_焊接行業(yè)的展覽會時(shí)，筆者曾_這個(gè)問題，與多位同行進(jìn)行探討，他們普遍認(rèn)為：這種現(xiàn)象的存在，原因在于：在我國機(jī)械加工行業(yè)的傳統(tǒng)習(xí)慣中，焊接制造工藝的地位不高；而在世界_發(fā)達(dá)_，焊接工藝則倍受關(guān)注。目前全世界使用我公司三維柔性焊接工作臺的工廠有500多家?？梢灶A(yù)見，三維柔性組合焊接工裝夾具在汽車制造業(yè)、軌道客車制造行業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)制造行業(yè)等將會得到越來越普遍的使用。