单位文秘网 2022-02-15 08:12:59 点击: 次
摘要:车架总成铆接夹具是车架结构的重要组成部分,也是决定车架生产质量的重要工装,实现夹具的柔性化有重要意义。本文对夹具的作用及使用要求进行阐述,在此基础上结合具体案例,从夹具的结构组成出发,对柔性化夹具的优化设计要点进行深入分析,以期为相关工作人员提供工作指导,进一步提高夹具的通用性,从而更有效实现车架总成的快速生产。
关键词:车架总成;铆接夹具;柔性化设计;优化
车架是汽车负重的主要承载结构,车架总成中各项结构部件对于尺寸的精度有较高要求。但在车架总成的生产过程中,由于板件较厚等客观性因素,各部件的冲压精度无法得到有效保障,若未对其进行良好固定,容易出现变形,影响整个车辆的使用性能。夹具在车架总成的铆接过程中具有定位、夹紧等作用,能够有效确保车架总成铆接的精确度,提高生产质量。因此,对铆接夹具进行优化设计,实现铆接夹具的柔性化,提高其通用性,是现阶段汽车生产设计人员亟须解决的问题。
1.夹具的作用及设计要求
1.1夹具在铆接过程中的重要作用
对具体铆接过程进行分析,可将夹具的作用归纳如下:①夹具不仅可对上一生产过程传送而来的纵梁进行承接,还能在横梁和纵梁铆接完毕后,将车架总成运送至下一生产工位,实现生产流程的无缝化衔接;②可将纵梁进行翻转,并控制翻转角度为90°,从而实现纵梁的准确定位;③具有夹紧作用,可防止外界因素而导致的纵梁移位,提高铆接精度;④当横梁预放在纵梁间后,夹具可初步向中部靠拢,使纵梁在横梁下发挥承压作用;⑤铆钉安装完毕后,夹具的进一步合拢可确保纵梁与横梁的完整合并。
1.2夹具的使用及设计要求
结合工作经验和实地考察结果可知,合格车架总成铆接夹具需满足以下要求:第一,夹具的夹持点应尽量精简,同时也应确保不少于4个;第二,设计夹持位置时,应避开横梁、铆钳通道等活动性部位;第三,车架重量普遍较大,故夹具应配备有动力充足的机动道;第四,夹具在设计及生产过程中,应确保其定位型面的误差小于0.15mm;第四,夹具上对应纵梁平直段部位处,应设置有腹面和翼面的两面夹紧结构,进一步确保产品达到标准参数水平。只有按照上述要求进行夹具设计,才能使夹具更好地满足生产需求,提高车架总成的铆接质量。
2.夹具的结构及优化设计
2.1铆接夹具的结构
根据铆接夹具的作用过程,可将其结构分为输送、升降翻转、粗限位、定位、加压夹紧及水平移动机构6个部分。其具体结构如下图1所示。
图1 车架总成铆接夹具的结构组成
1 粗限位结构 2 定位机构 3 升降翻转机构 4 加压夹紧机构
5 输送机构 6 水平移动机构
按照单元结构对铆接夹具进行划分,可将其分为定位单元、支撑单元、垫片及压紧单元。定位单元中主要包括圆柱形定位销和削边定位销,这两者又可进一步分为带支撑销和不带支撑销;支撑单元中发挥着重要作用的组件为支撑块和支撑型面,包括带有夹手和无夹手结构两种类型;常用的垫片主要有5齿4孔型和4齿3孔型,其主要作用在于对夹具进行快速调整,且调整过程中不需进行夹具拆卸,对夹具的整体结构无较大影响,操作简便;压紧单元根据其压紧部件的形状可分为压紧块、锁钩和螺纹套三类。
市场调研结果显示,现阶段已有部分汽车在生产过程中实现了车架总成铆接夹具的柔性化,其生产效率及产品质量均有显著提高。现将汽车市场上某类销量良好的汽车类型作为研究对象,对其车架总成铆接过程中的柔性化夹具设计进行分析,以便对柔性化夹具的优化设计要点进行总结。
2.2实例分析
某类型汽车为江铃集团的主推项目,对于汽车的使用性能提出极高要求,其中车身制造质量是关键因素。该公司的设计人员按照生产及汽车的使用需求,对汽车车架总成柔性化铆接夹具的设计过程进行了创新性开发,在现有基础上对夹具进行了优化。对优化设计后夹具的使用性能进行综合评估,结果显示该夹具不仅很好地满足了设计需求,其开发成本较传统夹具也有显著下降,综合使用性能较优。现从夹具底板和侧面单元两方面出发,对其创新设计部分进行分析。
该汽车的车架总成主要包括左右纵梁及横梁3大部分,在优化设计中,设计人员在传统夹具基础上,增设了2个支撑块和4个定位支撑销,分别位于横梁及左右纵梁的中间位置。这一优化结构能够实现车架总成的均匀受力,使汽车负重较均匀地分布于6个支撑点,有效避免车架变形,延长汽车的使用年限。对汽车车架总成中的侧面单元进行分析后,其创新点主要体现在:①在夹具的内侧面增设了一个纵向支撑面块,提高了车架总成“Y”向夹紧的稳定性和可靠性;②夹具与车架侧围后部相对应位置,设计人员分别增设了1个支撑面块和1个压紧型面块,在确保车架总成生产性能的基础上,更好地满足了汽车使用功能所需的尺寸要求。
根据上述事例,可将车架总成柔性化铆接夹具的优化设计要点归纳如下:①前后纵梁是主要受力单位,且底板的中部过渡区属受力薄弱环节,可在传统夹具基础上增设锁钩型支撑销,进一步提高车架底板的稳固性,并将其作为相似车型的共用夹具。②车架总成的前后围部位相对简单,可对其进行适度简化。③加大对夹具集成化和相似性的关注,最大限度地提高夹具的共用性。只有这样才能真正实现车架总成铆接夹具的柔性化设计,为汽车生产质量和生产效率的提高创造有利条件。
3.结束语
综上所述,车架总成铆接夹具主要包括粗限位机构、定位机构、升降翻转机构、加压夹紧机构、输送机构及水平移动机构等,其主要作用是通过对车架纵梁的承接、翻转、固定,使横梁、纵梁间实现良好吻合,从而达到提高车架总成生产精度的目的。因此,应根据车架总成的结构特点和夹具的使用需求对夹具进行优化设计,在生产中也应尽量提高夹具的共用性,使柔性化理念在车架总成铆接夹具的设计中得到更充分体现。
参考文献:
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