桥壳点焊固定环焊具设计改进

任晓娟，谭宏博

（陕西汉德车桥有限公司，陕西 宝鸡 722408）

桥壳点焊固定环焊具设计改进

任晓娟，谭宏博

（陕西汉德车桥有限公司，陕西 宝鸡 722408）

通过对原点焊固定环焊具主要定位结构进行分析，提出了改进措施，提高了产品质量和生产效率，并降低了生产成本。

点焊；气缸；V型；设计

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.062

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-191-02

引言

随着汽车产品生产周期的缩短，需要新产品投放市场加快，故在焊接夹具设计制造方面如何加快进度、提高质量、方便调整、降低成本是重要的方向和不断追求的目标。焊接夹具设计方法无论国内外都在广泛采用产品系列化、功能柔性化、结构模块化设计方法。焊接夹具按生产规模分为大批量生产的专用焊接夹具和单件小批生产用的组合焊接夹具。专用夹具因为产品对象不同而不同，组合夹具有通用性，和产品无关。本文主要叙述点焊桥壳固定环专用夹具的主要定位结构方案的设计及更改。

1、产品的定位方式及本工序的加工内容

从图1中可知，本工序加工的内容为点焊两个固定环，保证工艺要求尺寸L和A°±15’；工件求的的定位方式：桥管外圆采用V型定位限制三个自由度，内孔定位轴向限制一个自由度，大面采用浮动支撑。原工装的定位原理：桥管中心采用止口定位，桥管大面为定位面，都易容易磨损，且无角向定位，无法保证工艺要求。

2、原工装存在的问题

原工装无找平机构，长期使用导致定位止口和定位面磨损，止口变形，椭圆度和平面度均超差,桥壳定位中心和轴向定位均不准确，最终无法保证工艺要求A、L1两个尺寸和对称度。

定位固定环的压头径向跳动超差，长期使用，受气缸冲击定位板垂直度无法保证，导致固定环定位不准确，影响A°和L两个尺寸不合格。

3、改进后的焊具

针对原焊具存在缺陷，我们重新设计制作工装。焊具中间采用气动涨芯结构定位桥管轴向，保证固定环和固定支座的对称度；新增加找平机构：找平机构方案经过两次改进后，结构稳定，能够确保桥壳定位时水平放置，保证固定环、固定支座定位尺寸准确；固定环定位：采用气缸推动锥块带动定位销定位固定环，双直线导轨消除气缸径向，勾型压板夹紧，V型定位桥管，从而保证固定环定位工艺尺寸稳定。

中间涨芯结构如图（2）所示，滑块初始状态尺寸为φ B-4mm，气缸行程为50mm，当气缸行程运动45mm时，中锥锥度为6°，滑块涨开尺寸φB+0.7mm。中锥和定位轴固定在一起，当气缸推动中间定位轴时，滑块涨开尺寸为φB定位桥壳止口，从而定位桥管轴向。保证固定环以中心的对称度1mm。

增加找平机构。先采用凸轮找平结构：凸轮轴与凸轮采用四方连接，当运动凸轮轴时，两凸轮外形完全相同，找平桥壳大面，但由于凸轮轴无锁紧结构，加工产品时，产品可能松动；新找平结构：如图（3）所示，设计找平连杆为整体结构，两找平支座中心等高，当桥管放在两找平块上时，由于桥管自重，压住找平连杆绕着支座转动，压缩弹簧自动找平，此找平结构简单且稳定，并降低了劳动强度。

固定环定位结构如图4所示：固定环定位夹紧结构通过气缸推动锥块完成。根据气缸的安装位置和用途选择型气缸类型为前法兰，气缸缸径为φ80mm，推力F=P*A=2460N。两定位销3固定在锥块上，由于产品种类不同，A°也不同，故在锥块上需兼容多组定位销孔位置定位固定环。锥块1与双直线导轨连接，消除原工装气缸径向、轴向转动，保证锥块轴向和径向定位尺寸稳定准确，从而保证固定环中心与桥管中心同心。固定环先安装在桥管上，当气缸推动锥块时，定位销定位固定环角向，保证固定环A°，锥块推动钩形压板2夹紧固定环，将固定环定位在定位销端面上，从而保证固定环定位尺寸L和L1。

桥管采用两V型定位，限制两个移动和两个转动，V 型中心高H与固定环定位中心需重合，从而保证工艺要求尺寸。V型计算如图（5）所示：由于本焊具兼容多种产品，桥管尺寸为变化尺寸，最大尺寸φD，最小尺寸φd，设计90°V型时，依据公式计算中心高H=h+0.707D-0.5B=200mm，V型块的开口尺寸B=2（h+0.707D-H）=148mm，从而设计V型。

4、改进后工装的验证

确定好工装改进设计方案后，设计图纸，组织加工，装配完成后，现场加工调试，验证后完全能够保证工艺要求尺寸。

5、结束语

通过对此点焊固定环焊具主要定位结构分析改进设计，增加了此焊具的定位精度，保证了工艺要求，从而提高了产品质量，且大大降低了固定环的返修率。改制后，生产效率提高了近15%；同时也降低了生产成本，给公司创造了经济效益。

[1] 赵如福主编.金属机械加工工艺人员手册(第三版).上海:上海科学技术出版社,1990.

[2]吴岳琨.金属切削原理与刀具.北京:机械工业,1990.

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[4] 陈秀宁主编.机械设计基础.杭州:浙江大学出版社,1993.

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Desing Improvement of Fixed Ring Welding Equipment Welding of Bridge Shell

Ren XiaoJuan, Tan Hongbo
（Shannxi Hande axle Co. Ltd., Shaanxi Baoji722408）

Retaing ring through the far sport welding according to the research on the positioning structure, put forward the improvement measures, improve the product quality and production efficiency, and reduce the production cost.

spot welding; air cylinder; V-shaped; design

U462.1

A

1671-7988(2016)10-191-02

任晓娟，（1983.10-)，女，本科学历，就职于陕西汉德车桥有限公司。助理工程师，主要从事工装设计的工作。