焊接检具的设计.docx
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焊接检具的设计
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焊接检具的设计
一、概述
焊接件检验夹具是对白车身焊接件的精度进行检测的工具。
检验夹具结构和质量直接影响被检测产品的质量。
检验夹具应满足用户提出的定位、夹紧及测量等要求。
检具的用途主要有两个方面：
（1）外形检查，如轮廓、曲面形状，配合面形状位置等。
（2）孔、凸缘等特征的位置尺寸。
二、检具设计原则
1、定位原则
正确、合理的定位。
这是工件准确检测的基础。
车身件检具的定位主要有两种方式，一种是靠面定位块与工件的自由曲面贴合，再结合工件上的两个孔做为定位孔来完成。
另一种方式则是面定位块与工件的自由曲面贴合，再结合工件轮廓边缘通过挡块来定位，一般是三点（如果工件过大则另外考虑），即在一个方向上两点，在另一个方向上设置一点。
1.1、定位面的设计
（1）定位面的选择原则：
a、形状平坦部分
b、形状稳定性良好不易变形、无回弹、扭曲、皱纹等部分
（2）定位型面的要求
a、定位型面材质规格不小于45#，定位型面须表面淬火，热处理硬度
HRC40~4，5
（或采用买方认可的卖方方案）
b、定位面定位方向的位置精度为±0.02mm，接触表面粗糙度为Ra=
1.6（μm），非接触表面粗糙度为Ra=3.2（ μm）
（3）定位型面的结构形式（见附图）。
定位型面结构形式1
定位型面结构形式2
定位型面结构形式3
定位型面结构形式4
AL1 X
Z X
AL2
Z
AL2
Y
Y
Y
1.2、定位销的设计
（1）定位销的选择原则：
原则上一工件要有二支主定位销定位，一支销子必须在两个方向限位，另外一支销子只能在一个方向限位。
当RPS为双圆孔，采用一支圆形，一支菱形；RPS为圆孔和长圆孔采用双圆销。
（见图）
A1 A2
A1 A2
检验夹具孔定位原理图
（2）定位销的设计要求：
a、定位销外径的公称尺寸为部件的孔径公称尺寸-0.05mm或–0.1mm。
b、定位销的外径公差采用h6公差带。
c、定位销加工表面粗糙度为Ra=0.8（ μm）。
、d、优先采用螺母锁紧式定位销。
e、定位销必须有取出孔以便维修。
f、菱形销必须有防转面。
g、基准销的有效长度5--7mm。
h、定位销的位置精度为±0.02mm。
基准销在10Kg推力作用下不能有
0.1mm以上的移动。
i、活动的主定位销用钢丝绳连接到支座上，钢丝绳长度保证定位销活动量足够；而且主定位销能够方便地固定到其支撑架上。
（3）定位销常用的结构形式（见附图）。
定位销结构形式1 X X
Z
Z
Z Z
Y
Y
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Y
定位销结构形式
2
Z
Z
X
X
X
X
Y
Y
Y
2、夹紧原则
车身件在检具中测量，一般规定应在夹紧状态下进行，夹紧方式主要采用杠杆式夹头。
夹紧点必须设在“0”间隙面（即支撑面上），且个数尽量少，对应夹紧位置应是工件刚性较好的部位。
夹紧装置的作用是保证被测件与测量装置相对定位的可靠性，但如果处理不当，也可以使定位遭到破坏，如零件变形、夹紧力使基面脱离定位面等，所以要合理选择夹紧装置及夹紧力。
正常使用的情况下，要保证夹持臂有足够的强度，非工作状态有锁紧机构，下列情况之一时，必须给夹持臂配用导板
a、夹持臂夹持于外板斜面时。
b、夹持臂压头作用于斜面上时；c、夹持板太长时（长度>250mm）d、有侧向压紧动作时；
e、夹持板臂太重时；
f、夹持臂有多点夹持面时；3、测量原则
测量装置是检验夹具中最重要的组成部分，最终测量结果的读取是依靠它来完成。
3.1、测量销的设计
（1）测量销的设计要求
a、测量销采用两种形式：
间隙测销和划线销（套）。
检测工件上比较重要的孔时采用间隙测销，对工件上精度要求较低的孔可以采用划线销。
b、测量销配合为H7/f6。
c、测量销配合表面粗糙度为Ra=0.8（ μm）。
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d、测量销的位置精度为±0.05mm。
e、划线销外径的公称尺寸为部件的孔径公称尺寸+２mm。
f、划线销（套）的外径公差为g6。
g、划线销划线端部热处理后硬度要求：
HRC45~50
h、测量销的手持部位有防滑措施，符合人机工程。
（例如：
滚花）
（2）测量销常用的结构形式（见附图）。
测量销结构形式1
测量销结构形式2
X X
Y
Y
Y Y
Z
Z
Z
测量销结构形式3
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测量销结构形式4
X X X
Z
Z
Z Z
Y
Y
Y
测量销结构形式5
3.2、测量型面的设计
车身件的外形、轮廓普遍呈自由曲面、不规则等特征，因此外形检查主要依据检具上的型面测量面，再配以相应的手段。
常用的方式有划线比较、齐平比较、厚薄规、游标卡尺以及一些专用手持量具。
形面检测一般有两种形式：
测量样板和测量型面。
（1）测量样板
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测量样板主要是刃口形式，刚度足够表面平整。
a、测量样板使用材料：
优先选择钢板，其次是铝板；样板厚度一般选用5-8mm。
（也可根据用户要求选择）
b、按用途不同，检具的测量表面与工件间留有不同的间隙值，通常样板面与零件检查面保持3mm的标准距离，测量样板尺寸公差为±0.1mm，表面粗糙度为Ra=1.6（μm）。
（2）测量型面
a、测量型面使用材料：
基座选用钢材焊接而成，型面选择树脂、铝板或钢板；型面宽度一般为20-25mm。
（也可根据用户要求选择）
b、按用途不同，检具的测量表面与工件间留有不同的间隙值，通常测量面与零件检查面保持3mm的标准距离，测量面尺寸公差为±0.01mm，表面粗糙度为Ra=1.6（μm）。
（3）测量型面常用的结构形式（见附图）。
测量型面结构形式1
测量型面结构形式2
X
X
Y
Y
Y
Y
Z
Z
Z
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测量型面结构形式4
测量型面结构形式3
4、辅件设计原则
辅助装置是对定位、夹紧、测量起支撑作用，保证整套检具的刚性及相互位置要求。
主要包括支座、工作台等。
（具体描述见设计规范）
三、检具设计技术要求
3.1、检验夹具设计必须保证检验工作操作方便，零部件上各要素能够根据产品图和数模合理测量，其定位和夹紧要与其焊接夹具保持一致或与产品规定的RPS点一致，以减少定位误差。
3.2、检验夹具的定位采用产品中精度较高的功能孔或工艺孔及定位型面组成，定位销和定位型面的精度和尺寸，以产品数学模型或产品给定的数据为设计依据。
定位型面采用数控加工。
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3.3、检具中定位销、基座、非加工件尽量采用标准化和系列化的部件，保证其良好的互换性；检具基座及L板材质选用钢材焊接而成，其余定位销、受力面 要采取45材质并热处理等方法保证其强度和耐磨性。
3.4、按用途不同，检具的检查表面与工件间留有不同的间隙值，在检具的检查表面刻画出坐标刻度线及坐标值（位置远离测量端10mm以外）。
3.5、每个检验零部件在其任何活动位置上不能超出检具的基座，检具设计须保证零件取放方便安全，并防止划伤检具。
所有运动部件均应绘制起始及终止极限位置图。
3.6、夹紧方式采用手动方式，手动夹紧装置的夹紧、松开要灵活，应在锁死位置夹紧，压紧面与支撑面距离应为被夹紧零件的板料厚度之和。
应合理的选择夹紧力，以不破坏定位的稳定性以及不损伤制件表面为原则。
3.7、检具设计时固定座与底板上的螺钉尽量采用相同的品种及规格；尽量不采用盲孔销；螺钉松紧应予留足够的扳手空间。
3.8、总图、部件图、零件图均应绘制产品图或截面图，且在图纸中标注相应的产品图号。
3.9、表面件和外观件定位型面和夹紧夹爪用聚胺脂或MC尼龙，防止将表面件划伤。
3.10、检具的运动部件要求活动自如、操作安全方便；检具的高度必须符合人体工程学，操作高度为750-800mm。
3.11、检具应有合理的起吊装置，如果用叉车，叉槽不得与检具的支撑脚干涉；如果用吊车，吊耳应分布均匀，不得与测量装置干涉。
3.12、可移动式检具要有刹车装置、推动手柄。
3.13、检具各组成零部件最小可拆卸单元本体上要刻有编号，且编号与检具图纸编号一致，刻号在非工作面上，刻字清晰。
测量点应有明显的标识，标识应清晰、耐磨不影响测量。
3.14、检验夹具的精度要满足“车身检验夹具精度标准”（见附件）四、检具的设计规范
1、检具总图设计要求：
总图中应绘制产品图，部件位置图，工作台形式及其轮廓图等，同时配有外购件清单，调试件清单，通用件清单，三座标检测数据表。
工作台表面应具有可进行三座标检测用的测量基准孔，孔径为Φ100+0.015mm。
两个基准定位销整体装配误差应控制在±0.02mm范围内，各定位型面误差应控制在±
0.1mm。
所有定位型面与产品贴合率需在80%。
检验夹具的技术说明、产品坐标标记和检具标牌由设计者选用并确定放置位置。
2、检具部件图设计要求：
部件总图中应绘制产品图或截面图并标注相应的产品图号，绘制具体结构图，视图清晰。
基础元件和工艺孔应表注坐标位置。
每一部件一般由基础元件
（通用件）、过渡板、定位块或定位销、夹紧块、夹紧装置组成。
3、检具零件图设计要求：
过渡板、定位块及夹紧块一般采用16mm或19mm厚钢板，调质处理，表面粗糙度安装表面为Ra1.6以上，其余为Ra3.2。
定位块及夹紧块均应绘制座标位置并标注相应的产品图号。
为方便夹具调整，定位块或定位销根据不同情况可设计成三维可调整式，二维可调整式,一维可调整式或不可调，更换方便，菱形定位销与主定位销间的对应方向要正确。
调整垫片尽量采用开口形式，厚度分0.5、1、1.5、2、
2.5、3几个规格，以利于调整更换。
并在每个点的附近平面用字头打上X、
Y、Z的数值；
夹紧块根据修磨或数控加工等不同情况可设计成一体式或可调整式。
4、检具工作台设计要求
工作台一般选用焊接本体、铸件本体或钢板。
底板整体吊装应有起重孔。
当底座放置在地面的时候应具备高度可调，底座采用可调式垫铁，要满足测量位置均能在水平位置，对于重量小于1.5t检具亦可采用M24螺栓调节高度。
（或采用买方认可的卖方方案）
工作台上表面平面度为0.1mm，表面粗糙度为Ra0.8以上，且工作台表面一般应刻划与产品坐标相一致的网格线。
两个垂直方向主基准线上加工4个基
+0.015
准孔Φ100
mm并做标记，间距单向公差0.02mm
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