01 焊装夹具通用技术标准.docx
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01焊装夹具通用技术标准
C级
Q/CA
中国第一汽车集团公司发布
2012-XX-XX实施
2012-XX-XX发布
解放卡车焊接夹具通用技术要求
Q/CAXX—XX—2012
中国第一汽车集团公司企业标准
1前言
本部分由一汽解放汽车有限公司卡车厂工艺技术室提出。
本部分由一汽解放汽车有限公司规划部归口。
本部分由一汽解放汽车有限公司卡车厂工艺技术室负责起草。
本部分主要起草人:
崔颖、李丽芹、冯唯。
本部分首次发布。
解放卡车焊接夹具通用技术要求
11 范围
本部分规定了主要用于解放卡车焊接夹具的通用要求。
本部分适合于解放卡车焊接夹具的设计与制造。
12 规范性引用文件
GSB05-1426-2001国标色卡
13 解放卡车焊接夹具通用技术标准要求
所有焊接夹具必须满足将零合件按产品要求定位组合,在夹紧状态下完成焊接工艺过程,每个工序合件和总成都要达到产品要求,控制在产品规定的公差范围内,最终按照生产节拍要求生产出合格产品;要求焊钳接近性好;重要表面焊点要加铜垫板,要求铜垫板厚度不小于8mm;所有装配夹具满足工艺要求。
3.1坐标系的建立
夹具设计的坐标系原则上与车身设计坐标系一致。
以汽车前轴中点为坐标原点,向上为Z坐标正向,向后为X坐标正向,面向前方右侧为Y坐标正向;反向为负。
当需要在某些特殊部位布置夹紧点时,为了方便尺寸标注,需要把局部坐标旋转变换,原则上所采用的旋转基点(轴),应取在车身设计坐标50线倍数的交点上。
3.2基准要求
1)为了保证在产品加工过程中基准的统一,需按照RPS基准系统来确定夹具主定位基准(改造焊接夹具需延用原有基准,并保证统一),定位孔及销的圆菱性必须与RPS一致,定位面可在RPS同一基准面上进行适当调整(50mm以内),且必须保证前后工序定位基准统一。
2)对于夹具的BASE板,其上表面为基准面,并且与车身坐标一个方向上的百线重合。
沿基板表面是车身坐标的另外两个方向,应加工出两道互相垂直的基准槽,并用钢印予以标记。
3)对于定位支座,高度方向的基准是支座底面,其余两个方向的基准分别是支座对称中心和底面安装基准销孔中心线。
如图所示
4)对于定位支承板,高度方向的基准是基准销孔中心线,其余两个方向的基准分别是安装孔对称中心和与定位支座的结合面。
5)定位销座的基准是其与调整垫片的结合面。
6)定位块的基准是安装底面。
3.3设计图纸要求
1)总图应为三视图,并标注:
夹具轮廓尺寸、平均作业高度、坐标线(原则上与车身坐标线统一,若夹具坐标系有旋转需在图上标注出与车身坐标的旋转点坐标与旋转角度)、夹具检测基准(X、Y、Z值)、BASE厚度、BASE底面与地面的高度;各定位单元(POST)应按顺序进行编号;在总图上用细双点划线绘出钣件图;明细表中的各项信息填写完整、准确;变更纪要栏中要将每次设变信息填写完整;
2)在气动原理图上应对夹具上的各气动元件进行统一编号,并且要标明各气动元件型号,并用文字写明夹具的动作顺序;
3)夹具上的夹紧点与支承面按二维图规定。
夹具定位部件应在图纸上明确标明理论坐标值,便于定期对夹具进行检测与维护;
4)在夹具图上要画出夹紧件的张开、闭合位置。
3.4加工装配质量要求
1)加工件应符合图样、工艺文件和国家标准的规定。
如:
GB/T158-1996、GB/T1144-1987、GB/T1804-1992、GB/T11334-1989、GB/T11335-1989等;
2)加工件的锐边、尖角必须倒角、倒钝和去除毛刺;
3)在热处理后不再进行加工的发蓝件和发黑件色调光泽均匀一致;
4)有刻线的加工件,其刻线准确、间隔均匀、数字和标记清楚,数字在线条的中心对称位置;
5)夹具工作台上表面平面度达到0.2mm,表面粗糙度达到Ra1.6,定位块的表面粗糙度为Ra1.6;
6)焊接部件的内在质量没有虚焊,漏焊等现象,断续焊接间隔均匀,焊缝光滑、平整,没有焊渣;
7)所有机械加工要在焊接后进行,并消除应力
8)基准块、压块必须采用45#钢,并经淬火处理,硬度值为(HRC30~35),表面应进行发黑处理;
9)装配时零、部件应清理干净。
在装配过程中,加工件不应磕碰.划伤和锈蚀,加工件的配合面及外露表面没有修锉和打磨等痕迹;
10)夹具的固定部分应牢固、坚实,没有松动、脱落等现象;
11)夹具的移动、转动部件在装配后,应启动平稳、灵活、轻便。
变位机构应保证准确、可靠地定位;
12)汽缸运动时没有与底版、固定座干涉的现象。
汽缸叉接头与压头幅宽间的间隙均匀,没有压头在宽度方向摆动现象;
13)装配后的螺栓、螺钉头和螺母的端面应与被紧固的零件平面均匀接触,不应倾斜和留有间隙。
装配在同一部位的螺钉,其长度一般应保持一致。
紧固螺栓、螺钉和螺母不应有松动现象,影响精度的螺钉紧固力应一致;
14)凡是固定座与工作台连接的螺钉均采用相同的品种及规格,装入沉孔的螺母不应突出零件表面,其头部与沉孔之间不应有明显的偏心;
15)气动系统的装配应符合GB/T9732-1987的有关规定;
16)气动控制和电气控制线路应布置紧凑、排列整齐,必要时应用管夹固定。
管子不应产生扭曲、折叠等现象,不露于易磕碰部位。
17)夹具非工作表面按不同功能喷涂不同颜色的漆。
18)每套夹具都应有标示牌,标牌应固定在明显位置,且正确平整牢固,不歪斜。
3.5焊接夹具精度要求
1)定位基准块的组装精度控制在±0.2mm以内;定位销的组装位置精度控制在±0.1mm以内,主辅定位销的间距组装精度控制在±0.1mm以内;
2)定位销的直径为钣件孔径-0.2mm;定位销的加工精度:
直径+0.00~-0.05mm。
与安装连接板的配合公差为H7/g6;
3)所有零件的连接定位孔与基准面的公差为±0.05mm,定位孔与定位孔之间的公差为±0.02mm,基准面粗糙度为1.6um。
4)BASE板上所有角座的连接定位孔机加工必须是要同一基准下一次加工完成,不得夹具组装好后现场配作销孔;
5)支架的垂直度精度误差按国标7级加工精度执行;
6)BASE板水平面上定位孔与基准面的公差为±0.05mm,定位孔与定位孔之间的公差为±0.02mm,基准面粗糙度为1.6um;BASE板水平面的平面度要求为:
BASE长度L
L≤1m
L=1~2m
L=2~3m
L=3~4m
L>4m
BASE平面度
0.1mm
0.15mm
0.2mm
0.25mm
0.3mm
7)翻转机构的重复到位精度为±0.1(φ200处)
3.6结构要求
夹具设计需保证操作的安全性和便捷性,符合人机工程学,如平面旋转,轴向旋转等,且旋转应有方向定位装置,在保证定位稳定与定位精度的前提下,夹具结构要尽量简洁,保证有良好的操作性。
1)焊接夹具设计要充分考虑与焊接设备、焊钳、传输线、机器人等的配套要求,采取必要的模拟分析手段,防止干涉等现象的发生;夹具的加紧点位置布置合理,不能与产品设计焊接位置干涉安全间隙要尽量保证10mm以上。
2)夹具设计结构要便于维修和部件更换;定位销等易损件要尽量做到统一,以减少库存量。
3)在升降式往复输送线上的夹具,相邻夹具要用型钢焊接结构件将相邻夹具的底板用螺钉、销钉
连接;每套夹具底板要有6个以上地角板并用做成高低可调,螺纹连接到其下方的连接块上,每个连接块下面装有基础板,以膨胀螺栓固定在水泥地面上,夹具拆迁安装到位。
将夹具角板下的连接块与固定在水泥地面上,夹具找正并安装到位后,将夹具地角板下的连接块与固定在水泥地面上的基础板用电弧焊焊死。
4)柔性焊接夹具变换10万次仍能满足定位销位置偏差±0.1mm、定位型面与数模偏差不大于0.3mm
的精度要求。
5)焊接夹具设计视产品特点考虑绝缘,绝缘方式可采取地线等方式。
6)焊接夹具定位方案设计时,充分考虑每套夹具上零合件的防错措施,需充分有效的防止左右件、类似件装错;一个件不同方位的装反等情况的发生。
7)焊接夹具部件边缘锐角部分要倒角,以免滑伤操作者。
8)若夹具上需使用导轨,则所有导轨及靠近焊接部位的气缸、气缸杆均要求防尘装置。
9)支撑座可采用焊接结构,支撑座板料厚应应≥15mm,焊后应作退火处理消除应力;一般高度350mm以上的L形支撑座不采用,应采用I形支撑座与L形支撑座相结合使用,以保证定位刚性。
10)有需装有磁铁定位部位的夹具定位面、为避免磁铁过早消磁、磁铁本身带有消磁套。
11)
3.7BASE板要求
焊接夹具BASE板可采用焊接结构,但焊缝要采用非连续焊缝,焊后人处理消除焊接应力(不允许机械消除应力),要求焊缝无裂纹、夹渣及气孔等缺陷,焊道均匀、丰满,清除焊渣后再进行机械加工。
BASE板要采用带有加强筋板的焊接结构,保证有足够的强度,不变形。
BASE板尺寸要求:
BASE面积
S≤1m
S=1~2m
S=2~8m
L>8m
基面板厚
20mm
22mm
25mm
30mm
BASE板要加工出三坐标检测基准孔,检测基准孔径Φ10H7,坐标值应设定为一车身坐标的100、50、10整数值;要求基准孔配有防尘盖,并在各基准孔附近用字头打出X、Y、Z的数值。
钢印要清晰,深度为0.2~0.3mm。
底座的平面度:
底座长度方向尺寸≤1m、公差为0.1mm,底座长度方向尺寸>1m、公差为0.2mm。
大型夹具的台面可加工坐标网格线,刻线为30º直角形,深度为2mm,用其直角边作为基准网格坐标线。
线距为100~200mm,坐标网格线的平行度误差:
相邻单一间隔距0.10/100mm,累积间隔距0.30/全长;并在刻线的两端刻上坐标号,坐标号应与汽车产品图上的坐标号相一致。
基准槽形状如图所示:
必要时,还可以在BASE板表面纵横两个方向上打刻间隔200毫米的坐标网格线,作为辅助测量基准。
基板上的三维坐标基准即是整套夹具的基准。
BASE板表面粗糙度Ra3.2,平面度不大于0.30mm;台面表面粗糙度Ra1.6,表面平度0.2mm。
基准孔空间分布要合理(一组至少要3个,间距要大于BASE长、宽的3/4以上,对于大型夹具要考虑适当增加检测基准孔的组数),且BASE板面上要预留有一定的便携式三座标摆放位置,便于便携式三座标进行现场精度的测量。
3.8定位销要求
1)为了便于定位销与工件定位孔之间的导入,通常将定位销的导入部分设计成锥体,锥角根据不同使用情况分为30°和60°。
2)定位销采用45钢或40Cr钢或20Cr钢,并经热处理后硬度值为(HRC45-50),硬化层深度1.5mm以上。
焊接夹具定位销直径比定位孔名义尺寸小0.1mm,偏差(0,-0.05mm),位置偏差±0.02mm,定位型面与数模偏差不大于0.3mm,定位销及其基座三维可调、定位型面二维可调。
3)基准定位销外径的公称尺寸为部件的孔径公称尺寸-0.2mm。
4)基准定位销的位置精度为±0.05mm。
5)基准定位销的外径公差+0/-0.05mm,粗糙度为Ra1.6。
6)定位销伸出定位孔的长度定在3-5mm之间。
7)当用两销定位时采用一支圆柱销和一支菱形销。
优先采用螺母锁紧式基准定位销。
8)菱形销必须止转,基准定位销必须有取出孔以便维修。
9)定位销的紧固方式:
外螺纹-螺母紧固型、内螺纹-螺钉紧固型、紧定螺钉紧固型。
10)同一制件或总成,其定位销要求一致,在二维图上要有定位孔的标记。
对于一个工件,其主、辅定位销的轴线要求平行;不同工件的定位销之间,其轴线也要求尽量平行。
遇特殊情况,则需要采用可以滑动的活销处理。
11)定位销座的调整通过调整垫片来实现,调整间隙按5mm设计,垫片表面要求光洁、平整、无毛刺。
调整垫片厚度为3mm,1mm*2片,0.5mm*2片,定位方向单向调整。
3.9定位块要求
原则上,定位、压紧形面所选取零件部位的曲面参数不要超过二维,以便于加工和调整。
采用45#钢,并经淬火处理,硬度值为(HRC40~45),表面应进行发黑处理。
表面件和外观件的定位块采用尼龙材料,压紧块采用镶聚胺脂材料(硬度大于75°),棱边倒R0.5以上角,防止将表面件划伤、碰伤。
定位、压紧块的主要尺寸就是形面轮廓与安装基准面之间的尺寸,尺寸的标注基准就应该是安装基准面。
定位、压紧块的调整通过调整垫片来实现,调整垫片的厚度分别为:
0.5mm,1mm等规格,垫片表面要求光洁、平整、无毛刺。
3.10压紧机构要求
可采用手动压紧、气动压紧两种方式,一套夹具上装配多个小件时,要采用手动夹紧/气动松开的阀;一套夹具上低于四个夹紧件时可用手动夹紧方式:
手动压紧气动夹紧
1)合理布局,留出充分的操作空间。
这里的空间主要是指两个方面:
一个是焊钳空间,另一个是出件空间。
焊钳空间的避让,要依焊点的具体位置和选定的焊钳形式而定;对于出件空间的掌握原则是:
一般情况下,具有举升装置的夹具在压紧臂打开时,工件被垂直举升的运动状态,压紧臂与工件轮廓的水平距离应不小于30毫米。
2)要留有压紧储备量。
对于使用快速夹紧器手动压紧的情况,要确保整个机构尚未达到运动锁紧点之前,就使压紧块处于压紧的最佳状态。
对于使用气动压紧的情况,则需要保留一定的压紧行程。
当压紧块已经达到压紧位置时,气缸的活塞与行程终点之间仍要保持一小段距离_就是所谓的压紧行程,这段行程一般被设定为5-10毫米,在设计图上应该有明确表示。
3)手动压紧装置松开位置的限制
在使用快速夹紧器手动压紧的情况下,打开过量时,压紧臂与手柄之间容易挤手而造成工伤事故,因此要在适当位置加限位。
如图所示:
4)运动干涉的避免
为了避免压紧块在运动中与工件发生干涉,在设计压紧装置时,要注意尽量使压紧摆臂的旋转中心与压紧面保持在同一平面,或者低于压紧面一小段距离。
3.11气路及气动元件要求
手动与气动混合夹紧、纯气动夹紧的焊接夹具,夹头打开有先后顺序要求的,动作应能互锁,气控夹具为机械式,电控夹具为磁性开关,防止误操作,以免误动作而发生夹具及产品损坏等事故。
1)所有动作按钮应有中文标识,气路复杂夹具应在控制气阀及相应气缸上有标识区分。
2)气路应设有消音器及残压处理阀、压紧缸应预留压紧行程。
3)所有的气路控制阀及三元件应有防撞装置。
4)自动线上用电磁阀,手工工位夹具用气控逻辑阀;采用气动加紧方式,逻辑控制气路。
输入压力为0.6Mpa。
5)中、大型夹具的气路要在夹具两侧整齐排放铜管(如果根据设计需要必须在台面上布置管路,要采用防飞溅的管路),再以三通或弯头通过快速连接管路接到执行元件上,要求提供管线设计图;气管要耐压耐飞溅;每套气动夹具上要装有三联件。
夹具气路要求使用高压油管,并且布置整齐、美观,不影响正常焊接操作。
气阀与气源接口采用快换接头。
6)夹具的电磁阀,电线要穿蛇皮管,通过接线盒走线槽,再固定在夹具的本体上。
7)为了保证每个气缸的进行量,一个方向阀控制的气缸数量不得多于8个;
8)每个气缸都需有调速阀,气缸本身不带调速阀的,必须在管路上追加进、出气调速阀;
9)共BASE夹具的气路和操作盘需单独分开控制和制造;
10)对于容易引起碰撞位置的气缸要求有防护盖板,并且防护盖板要有一定强度要求,发黑处理。
3.12电路及电器元件要求
电控焊接夹具,夹头打开有先后顺序要求的,用电磁阀控制,动作应能互锁,防止误操作,以免误动作而发生夹具及产品损坏等事故。
夹具的电磁阀,电线要穿蛇皮管,通过接线盒走线槽,再固定在夹具的本体上。
3.13安全防护要求
在有弧焊的工位,弧焊有可能飞溅到和高温有可能产生粘接的夹具零件都需采用特殊材料(铬锆铜、不锈钢等)或材料进行特殊处理,夹具BASE面需有相应的防护。
容易被焊接飞溅物损伤的汽缸杆和柔性夹具导轨等部位应加防护装置。
3.14操作高度要求
焊接夹具的操作高度一般在750-850mm范围内,若焊点位置高低相差悬殊,可采取升降或翻转等措施满足焊接需要。
3.15起重及搬运要求
夹具必须设有起吊装置,底部装有供叉车使用的插槽,底座要具有水平调整功能。
要满足起重和叉车搬运的要求。
3.16标牌要求
每套夹具要有夹具标牌,标明制件总成号、工序号、夹具编号、制造日期和制造厂商等标记。
3.17颜色要求
夹具本体颜色为冰灰色GY09,加紧定位机构为黄色YR04,夹具工作台面为透明防锈油漆。
3.18检测要求
1)零件、零部件的质量检验
零件、零部件是组成焊接夹具的基础,质量状态满足图样要求程度将直接影响整套焊接夹具的质量状态,所以零件、零部件必须做到合格后方可转到整套装配。
2)整套焊接夹具质量检验
整套焊接夹具装配完成后,按图样要实施全面的质量检验,对焊接夹具的坐标系统,定位的尺寸精度,夹持点的尺寸精度、曲线、曲面的研合面的接触面积和零部件的机械性能实施检查。
3)检验项目
整套焊接夹具的检验项目分为三个部分:
尺寸精度的检验、机械功能的检验、外观质量的检验
a、尺寸精度的检验
1坐标系的检验。
坐标系为整套焊接夹具的尺寸精度提供基准,同时也为以后的维修提供原始依据。
2各定位点尺寸精度的检验。
3各曲线曲面接触面积的检验。
4各夹持点尺寸精度的检验。
5各倾斜线、面转向角度精度的检验。
6各浮动坐标刻线线距的检验。
b、机械功能的检验。
1各零件、零部件配合要求的检验(灵活、松动、卡滞等)。
2各夹持点夹紧功能和自锁功能的检验。
3各种气动、液压元件(元件、开关、管线)有无泄漏现象,各种机械功能保证程度的检验。
4装、卸被焊件时有无干涉现象。
c、外观质量的检验
1各种管线布局是否合理,各种开关是否有助于操作和安全。
2各种焊点是否平滑。
3外表面油漆是否光亮、平整、一致。
4各种起重孔、环是否安全可靠。
5防尘、防水、防碰伤等措施是否有效。
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