三維柔性組合焊接工裝夾具在汽車行業中的應用
摘要：三維柔性組合焊接工裝夾具可通過三維空間任意組合，任意定位．產品具有柔性化，經濟性，重復性，_性．
一、 概述
隨著汽車進入家庭、成為私人消費的主要增長點，我國小客車市場特別是新能源汽車上每年都要推出許多新型車型，新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的_技術，形成的技術原理_、具有新技術、新結構的汽車。新能源汽車包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源汽車等。以迎合日益膨大的購買人群。市場的發展對眾多汽車生產商提出了更高的技術要求以滿足更快的新品開發速度。在研發新車型的過程中，需要一種柔性化、模塊化的三維組合工裝替代傳統的專用工裝，可以縮短大量的設計、制造時間，并且可以反復使用，節約研制成本。同時，在專用車輛、工程車輛和大客車的生產中，由于批量小、客戶要求不同，使用柔性化工裝制造，也是非常實用和經濟的方法。
鑒于上述理由，我公司引進并向汽車制造行業推薦一種新型的柔性化三維組合工裝——我公司生產的標準組合夾具。這種組合工裝在世界__汽車制造業上被廣泛使用，并且已經證明了它的實用價值，具有經濟性、靈活性、_性和耐用性的特點。圖1表示了我公司工裝的一些基本部件。
二、應用介紹
三維柔性組合焊接工裝夾具在汽車行業中的應用，焊接工藝是汽車制造業的主要生產工藝，焊接工裝夾具的應用直接關系到焊接工藝的效率、精度和質量。在中國眾多汽車制造生產廠家中，焊接工裝夾具通常采用的是專用工裝夾具，它是針對一道或幾道特定的焊接工藝而配備的。隨著目前汽車生產小批量、個性化的發展趨勢，這類工裝的使用_越來越受到限制，其設計生產的周期較長，場地占用較大，重復使用率較低的缺點充分的暴露出來，這種現狀很大程度地制約了我國汽車制造業焊接工藝水平的提高，延長了新車型研發的周期。在世界__的汽車制造業，對廣泛使用的焊接工裝夾具已經標準化、系列化，設計時進行合理選用即可。
在大型客車、工程車輛的制造中，使用我公司夾具的_性更加明顯。在大客車生產上的使用實例。在實際工作中，可以使用多個工作平臺或各種模塊進行連接和組合，延伸工作區域，以適合工件的三維外形尺寸。
三、產品介紹
河北精工機床制造有限公司在承接客戶變化多樣的鋼結構的生產過程中，運用組合夾具的設計思想，開發出組合式三維焊接組合夾具系統。幾十年的發展，該產品已經成為鋼結構、基礎件以及_焊接件加工中不可或缺的工具，用于定位和夾緊。我公司三維焊接組合夾具系統是一種平面孔系夾緊系統，有D28和D16兩種系列。它以多種形式的工作臺為基礎，配備多種形狀、多種規格的標準結構模塊，相互間用它特有的_產品——定位連接銷拴連接，在工作臺上需要焊接和裝配的工件用帶補償的形式多樣的專用手動夾緊器夾緊。根據需要，也可以配備液壓、氣動、鏈型等多種形式的夾緊方式。
1．工作臺面
工作臺的五個工作面都有100x100 mm（D28系列）或50x50mm（D16系列）的帶有網格標注的孔。其五個面的平面、平行、垂直公差精度以及孔與孔的位置精度都是非常高的，_在臺面上的定位和臺面與其它模塊之間的組合都具有足夠的使用精度要求。基礎臺面的尺寸從1000x1000mm到4000x2000mm可以任意選擇，特殊尺寸可以定做。
2．模塊
標準模塊有定位和夾緊直角塊，L型定位塊，U型定位塊，通用擋塊，通用夾緊和定位角模（0 – 225度任意調節），V型塊和V型角模。所有模塊上每間隔50或25mm均有標準孔（Φ28或Φ16），可以實現工件快速定位和夾緊。
3．快速鎖緊銷
這是實現孔系夾緊系統的基礎零件，用以實現快速的定位和夾緊。銷栓前端有五個鋼珠，插入定位孔后，手動順時針旋轉銷栓（或扳動快速手柄），五個鋼珠彈出并鎖緊在孔的斜面上，完成定位和夾緊；松開時，反向旋轉銷栓，即可拔出。每個銷栓的鎖緊力可達5噸，剪切力25噸。銷栓的形狀和長度有多種規格可供選擇。
4．夾緊器
夾緊器按照夾緊方向有平面、垂直、45度夾緊器；按照操作方式有螺栓夾緊、快速夾緊、手柄螺旋夾緊；還有手工、氣動或液壓。其中帶補償的螺旋夾緊器_為常用。這種夾緊器在懸臂中增加了彈性伸縮，抵消夾緊時的側向分力，以補償夾具本身的變形和插入過程的中的間隙，_夾緊力與受力面垂直。
夾緊頭部有碳鋼、不銹鋼、尼龍材料制成，以適合不同的工件要求。如果配備兩點、三點夾緊橋，可以同時夾緊不同高度的兩個位置的工件。另外也可以按照夾緊的型面加工特殊的夾緊頭。
綜合使用東莞三威柔性裝備焊接組合夾具系統，具有以下特點：
1、經濟性
三維柔性焊接平臺是一種可以自由組合的_夾具，以適應不同的工件形狀，幾套夾具系統_可以替代大量高成本的專用工裝，使用該工裝后，每次因產品變化而投入的專用工裝的費用、時間幾乎都可以不再花錢，在汽車生產日趨多品種、個性化的_，它的經濟性尤為明顯。有數據顯示，在國外９套以上專用焊接夾具的成本（我國５～６套）_開始_過一套柔性夾具。在目前我國汽車制造企業，每年的增加幾十套專用焊接夾具是很常見的，選用柔性夾具的經濟性是顯而易見的。
2、柔性化
三維柔性焊接工裝平臺可以在三維空間進行組合。模塊化系統在安裝、調整和夾緊工件中_地體現了它通用的功能，在大型工件的焊接上，該特點_突出。柔性化的另一面體現在操作簡便。在三維工作臺和模塊上，每個以12.5mm和25mm為倍數的尺寸可以直接找到，再配上少量的調整片，可以非常方便的準確定位。
3、_性
三維柔性焊接工裝夾具的所有模塊加工精度均較高，工作平臺在2000mm的范圍內定位孔的位置誤差 /-0.1mm以內，_可以滿足焊接加工的需要。在裝配或焊接過程中，使用定位塊、連接塊、夾緊器和支撐塊，能夠對工件_定位，需要焊接的工件穩定地固定在各個定位點或定位面上。如果需要焊接的工件本身幾何尺寸不準確，也可以很快被檢測出來，在初加工工序中便得到消除。
4、重復性
使用CAD設計系統，你可以非常簡便地對樣件進行模擬裝配，_的模塊尺寸_了裝配精度。在我國汽車制造業，用樣件進行配件的試生產是常見的模式，我公司產品方便、快速地完成夾具安裝和調試，是它的又一特點。
５、耐用性
工作平臺和模塊結構設計中充分考慮了使用剛性和強度的要求，每個標準2000×1000的工作平臺載重量可達10噸。同時也_了其重復定位、夾緊的精度。工作平臺和模塊的表面經過特殊處理，使焊接時產生的飛濺不容易粘上其工作表面。定位和夾緊銷栓表面經過淬火處理，使其不易磨損、經久耐用。
四、未來展望
中國的汽車制造業已有五十年的歷史，只是在近幾年中才得到了飛速的發展。相比之下，我國已經連續三年位居_新能源汽車產銷_大國。2017年，_新能源汽車總銷量_過了142萬輛，累計銷售突破了340萬輛。截至2017年底，我國新能源汽車累計銷量達到180萬輛，在_累計銷量中_過50％。無論是銷量、增速還是_市場份額，中國均為世界_。新能源乘用車方面。2017年，我國新能源乘用車銷售57．8萬臺，占新能源汽車總銷量的74％。2017年新能源乘用車銷量排名前十的企業分別是：比亞迪、北汽新能源、上汽乘用車、知豆、眾泰、奇瑞、江鈴、長安、江淮、吉利。我國汽車制造業的工藝水平，特別是焊接工裝夾具水平，顯得越來越不適應這種快速發展的速度和要求。在參加_焊接行業的展覽會時，筆者曾_這個問題，與多位同行進行探討，他們普遍認為：這種現象的存在，原因在于：在我國機械加工行業的傳統習慣中，焊接制造工藝的地位不高；而在世界_發達_，焊接工藝則倍受關注。目前全世界使用我公司三維柔性焊接工作臺的工廠有500多家。可以預見，
三維柔性組合焊接工裝夾具在汽車制造業、軌道客車制造行業、機械加工行業、鋼結構制造行業等將會得到越來越普遍的使用。
