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汽车车身焊接夹具设计简介

2018-10-12 16:56:00
陆启蒙
原创
3063
摘要:汽车车身是由多个复杂薄板冲压件及其他辅助工件通过焊接等加工方法制造一个完整车身,在这个过程中焊接夹具的辅助焊接过程是一个重要的步骤。文章对夹具设计进行简述分析。

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。直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。底板下面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 Mechanical Desktop,其中还包含了 AutoCAD 软件。MDT 软件的界面与 AutoCAD 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。这里面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。这里面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,这往往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由车身切割线在 MDT 软件上进行三视图投影,来画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面尺寸及形状和车身接触面的形状很吻合,支撑夹紧块的形状直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,看各个方面是否合适,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法。


2.沥青路面机械摊铺工艺及控制


(1)摊铺机基准线的控制,摊铺机在进行自动找平时需要有一个准确的基准面(线),可以使用摊铺底面层基准钢丝绳(走钢丝)法和摊铺中面层和表面层浮动基准梁法确立基准面(线),使用者可结合路面的结构层次和施工位置进行选定。其基本原则是:当以控制高度为主时,以走钢丝为宜;当以

控制厚度为主时,则采取浮动基准梁。


(2)摊铺机的摊铺进度控制,摊铺机应该匀速,不停顿地连续摊铺,严禁时快时慢。因摊铺速度的变化必然导致摊铺厚度变化。为了保证厚度不变,就要调节厚度调节器以及捣固器和熨平板的激振力与振捣梁行程,但人工调节是凭经验调节,在速度变化处会引起摊铺后预压密实度的变化,从而导致最终压实厚度的差异,影响路面平整度。


(3)碾压质量控制

①初压,第一阶段初压习惯上常称作稳压阶段。由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前已经初步夯击压实,而且刚摊铺成的混合料的温度较高(通常在 140℃左右),因此只要用较小的压实就可以达到较好的稳定压实效果。通常用 6 t~8 t的双轮振动压路机以 2 km/h 左右速度进行碾压 2~3 遍。

②复压,第二阶段复压是主要压实阶段。在此阶段至少要达到规定的压实度,因此,复压应该在较高温度下并紧跟在初压后面进行。碾压遍数参照铺筑试验段时所得的碾压遍数确定。

③终压,第三阶段终压是消除缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。由于终压要消除复压过程中表面遗留的不平整,因此,沥青混合料也需要有较高的温度。终压常使用静力双轮压路机并应紧接在复压后进行。终压结束时的温度不应低于沥青面层施工规范中规定的 70℃ ,应尽可能在较高温度下结束终压。在施工现场,组织得好的碾压应是初压、复压和终压的压路机在相互衔接的小段上碾压并随摊铺速度依次向前推进。

④为保证各阶段碾压作业始终在混合料处于稳定的状态下进行,碾压作业应按下述规则进行:由下而上(沿纵坡和横坡);先静压后振动碾压;初压和终压使用双轮压路机,初压可使用组合式钢轮一轮胎压路机,复压使用振动压路机和轮胎压路机。


3.路面基层施工注意事项

严格按照《道路路面基层施工技术规范》要求进行底基层和基层施工,必须坚持除与土基接触的底基层可以采用路拌法施工以外,其上面的各层均应采用集中场拌和摊铺施工方法,以确保标高、横坡、强度、平整度达到设计要求。控制基层平整,面层铺筑前用 3 m 直尺对基层进行平整度检测,且对平整度差大于 8mm 的路段应进行整平。


4.接缝处理对策

(1)纵向接缝:两条摊铺带相接处,必须有一部分搭接。才能保证该处与其他部分具有相同的厚度。搭接的宽度应前后一致。搭接施工有冷接茬和热接茬两种。冷接茬在施工时宜加设挡板或采用切刀切齐。同时注意新摊铺带必须与前一条摊铺带动的松铺厚度相同。热接一般是指在施工中使用两台以上摊铺机进行梯队作业。不管采用冷接法或热接法,摊铺带的边缘都必须整齐。这就要求机械在直线上或弯道上行驶始终保持正确位置。为此。可沿摊铺带一侧敷设一根导向线,并在机械上安置一根带链条的悬杆,驾驶员只要注视所悬链条对准导向线行驶即可。

(2)横向接缝:相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位1m 以上。横向接缝有斜接缝和平接缝两种。城市道路的中、下层的横向接缝可采用斜接缝,在上面层应采用垂直的平接缝,其他等级道路的各层均可采用斜接缝。铺筑接缝时,可以已压实部分上面铺一些热混合料使之预热软化,以加强新
旧混合料的粘结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲除。以保证横向接缝处的路面平整度。


(三)结束语


要提高高速公路沥青路面平整度,在注重提高机械能力和配套水平的同时,也要提高施工企业和人员的素质水平。只有树立质量意识,树立品牌意识,有严密的组织体系、科学的管理手段、有力的措施保证,才能提高工程质量。总之,路面平整度是施工企业机械能力、人员素质、管理水平的综合体现。





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