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車身焊接夾具調(diào)試流程探析論文
摘要：汽車焊接夾具是將鈑金焊接零件精確定位、固定夾緊， 保證焊件尺寸精度的一種專用輔助焊接設(shè)備， 對(duì)保證焊件尺寸精度， 提高焊件生產(chǎn)效率和保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定性三方面有至關(guān)重要的作用。近年來(lái)隨著自動(dòng)化的焊接夾具逐步普及， 相應(yīng)的這也對(duì)焊接夾具調(diào)試人員的作業(yè)素養(yǎng)提高了要求， 本文從汽車焊接夾具的調(diào)試前準(zhǔn)備、調(diào)試流程及調(diào)試操作等方面論述了汽車焊接夾具安裝調(diào)試應(yīng)當(dāng)注意的問題。
1、引言
汽車車身裝焊構(gòu)件大多由0.7~2.5m m薄板件構(gòu)成， 薄板件都存在著剛性小、易變形等特點(diǎn)， 所以通過焊接夾具控制焊件成品的尺寸精度和焊接質(zhì)量是車身結(jié)構(gòu)件制造的核心工作。由于沖壓件的回彈與焊接件焊后變形等因素的影響， 使得焊接夾具的調(diào)試較為復(fù)雜， 調(diào)試人員必須熟悉和了解夾具的設(shè)計(jì)依據(jù)、結(jié)構(gòu)、加工狀態(tài)和驗(yàn)收技術(shù)參數(shù)， 并且有著一套成熟的調(diào)試流程及較為豐富的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)才能準(zhǔn)確、高效的調(diào)整焊接夾具。
2、焊接夾具調(diào)整前準(zhǔn)備工作
焊接夾具調(diào)試前先要對(duì)以下幾項(xiàng)關(guān)鍵信息進(jìn)行了解和掌握：
�。�1） 熟悉夾具的設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、夾具驗(yàn)收數(shù)模及夾具CMM檢測(cè)報(bào)告等對(duì)夾具現(xiàn)狀有一個(gè)系統(tǒng)的了解；
（2） 熟悉產(chǎn)品數(shù)模， 對(duì)各定位基準(zhǔn)、焊接順序有整體了解， 并編制焊接工藝流程；
�。�3） 仔細(xì)分析焊接單件CMM檢測(cè)報(bào)告解， 如無(wú)單件CMM報(bào)告需在單件檢具上進(jìn)行手檢， 以便于對(duì)試件物料狀態(tài)有整體了解， 便于夾具問題判斷；
（4） 按照夾具檔案文件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)夾具進(jìn)行檢測(cè)， 按操作指導(dǎo)書對(duì)夾具進(jìn)行動(dòng)作， 核對(duì)夾緊順序及夾具整體狀態(tài)， 確認(rèn)夾具整體剛性。
3、焊接夾具調(diào)試流程
由于每套夾具都有自身的特殊性， 即使是同一套夾具由于OTS/PTR/SOP等階段對(duì)焊接總成合格率要求不同， 現(xiàn)場(chǎng)夾具調(diào)試流程可能會(huì)有些不同， 需要在實(shí)際調(diào)試過程中采取相應(yīng)的調(diào)整， 但整體調(diào)試流程應(yīng)符合圖1, 否則會(huì)事倍功半， 甚至導(dǎo)致基準(zhǔn)全無(wú)， 檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)從分析。
CMM數(shù)據(jù)的分析以及調(diào)試方案的制定過程較為復(fù)雜需要有一定的經(jīng)驗(yàn)及耐心去完成， 分析測(cè)量數(shù)據(jù)要結(jié)合關(guān)聯(lián)點(diǎn)， 不要只顧片面的局部點(diǎn)， 這樣才能避免新問題的發(fā)生。由于篇幅有限， 本文對(duì)上述兩項(xiàng)內(nèi)容不進(jìn)行詳述。
3.1 基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)面調(diào)整及確認(rèn)
3.1.1 定位銷基準(zhǔn)點(diǎn)位置確認(rèn)
基準(zhǔn)銷是夾具調(diào)試過程中主要的定位因素， 必須參照車身坐標(biāo)系、夾具設(shè)計(jì)圖及夾具CMM檢測(cè)報(bào)告， 對(duì)偏差定位銷位置通過增減墊片進(jìn)行微調(diào)， 尤其是加工精度不高的基準(zhǔn)銷更要仔細(xì)測(cè)量后再進(jìn)行位置校正。一般情況下主定位銷采用圓柱銷， 輔助定位銷采用棱銷。
調(diào)整后將合格焊接試件裝在夾具上， 在氣缸不夾緊和夾緊的狀態(tài)下分別觀察定位銷與定位孔的配合情況， 理論上定位銷應(yīng)位于孔中心， 不應(yīng)該有過大的偏差或干涉， 如有異常需從新確認(rèn)試件狀態(tài)及定位銷調(diào)整數(shù)據(jù)。
3.1.2 定位基準(zhǔn)面的確認(rèn)
基準(zhǔn)面同樣是是夾具調(diào)試過程中主要的定位因素， 在氣缸不夾緊的狀態(tài)下， 將合格焊接試件裝在夾具上， 觀察各定位塊與樣件的貼合情況， 如存在間隙過大的情況， 可能是由于試件不到位、支撐定位塊低于基準(zhǔn)面、支撐定位塊與零件干涉或定位塊形狀與試件形狀不符導(dǎo)致， 前兩種情況需要對(duì)定位塊的位置進(jìn)行調(diào)整， 后兩種情況需要對(duì)定位塊進(jìn)行二次加工。調(diào)整后需再觀察支撐定位塊與試件的貼合狀況， 如貼合不良需要對(duì)定位塊從新進(jìn)行調(diào)整或加工， 直至定位基準(zhǔn)面與樣件貼合度符合目視檢測(cè)要求， 間隙不大于0.2mm.
調(diào)整后需將待焊接試件按順序裝在夾具上， 夾緊氣缸， 首先觀察壓緊定位塊與試件的貼合狀況， 如貼合不良間隙大于0.2mm需要對(duì)壓緊定位塊從新進(jìn)行調(diào)整或加工。再觀察沖壓件之間貼合是否自然均勻， 有無(wú)較大間隙或過度壓死點(diǎn)， 如有異常點(diǎn)需要進(jìn)行原因進(jìn)行排查及修正。
如沖壓件與合格單件存在較小的偏差， 可在不影響總成件裝配精度的前提下， 對(duì)夾具基準(zhǔn)面進(jìn)行微調(diào)， 特殊情況下可采用強(qiáng)制變形處理使焊后總成件滿足精度要求。對(duì)于對(duì)稱件的焊接夾具， 可以進(jìn)行參照調(diào)整， 對(duì)稱夾具散件與定位銷定位精度一致， 定位面間隙一致， 搭邊位置輪廓切邊一致即可。對(duì)于車身總成焊接夾具， 要對(duì)前風(fēng)窗口和后背門口或行李箱蓋口等位置對(duì)角線尺寸進(jìn)行控制。
如果夾具是已經(jīng)量產(chǎn)產(chǎn)品的夾具， 有CMM檢測(cè)合格的焊接總成樣件 （單件未發(fā)生設(shè)變） , 可以先使用合格總成樣件來(lái)對(duì)焊接夾具進(jìn)行驗(yàn)證及調(diào)整， 將樣件安裝到位后在不夾緊和夾緊的狀態(tài)分別看看定位銷、定位塊和樣件的貼合程度， 貼合度符合目視檢測(cè)要求后再使用合格沖壓?jiǎn)渭M(jìn)行精調(diào)， 這樣可以大幅縮短夾具的調(diào)試周期。
定位基準(zhǔn)全部調(diào)試完成后應(yīng)及時(shí)填寫調(diào)試記錄， 以便于后續(xù)工作開展。
3.2 試件試焊
當(dāng)定位基準(zhǔn)， 夾緊機(jī)構(gòu)調(diào)試工作階段性完成后需按照焊接作業(yè)指導(dǎo)書對(duì)試件進(jìn)行焊接， 通過焊接對(duì)以下幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行校驗(yàn)：
a.焊接夾緊順序是否合理， 焊后夾具各氣缸打開動(dòng)作是否順利。
b.焊后夾具松開后總成件與夾具定位塊的貼合程度及各定位孔、定位面表面質(zhì)量。
c.焊后取件是否方便。
d.焊接參數(shù)是否合理。
3.3 試焊件檢驗(yàn)及分析
試焊件首先需進(jìn)行外觀檢測(cè)， 各處各定位孔、定位面表面質(zhì)量均應(yīng)滿足客戶要求。再按照檢測(cè)指導(dǎo)書使用總成檢具對(duì)試件進(jìn)行手工檢測(cè)， 并做好檢測(cè)記錄， 手工檢測(cè)全部合格后再進(jìn)行CMM檢測(cè)。如手工檢測(cè)即存在較大的問題， 需立即通過檢測(cè)記錄、調(diào)試記錄及原有夾具資料對(duì)問題點(diǎn)進(jìn)行分析， 并重新制定方案， 調(diào)整夾具。
數(shù)模或圖紙給定的公差范圍是重要的檢測(cè)指標(biāo)， 但不是唯一的檢測(cè)指標(biāo)， 對(duì)于焊接強(qiáng)度、焊接質(zhì)量穩(wěn)定性， 焊件外觀等因素均為檢測(cè)指標(biāo)， 他們都需要后續(xù)每道工序的反饋信息， 參考后序工序的反饋信息， 不斷對(duì)焊接夾具， 焊接參數(shù)， 焊接工藝等進(jìn)行調(diào)整， 逐步實(shí)現(xiàn)整車需求。
3.4 調(diào)試中常用的修整的方法
（1） 研磨：當(dāng)支撐塊及壓緊塊與樣件不匹配時(shí)， 采用著色法配合樣件逐步對(duì)其進(jìn)行研磨， 當(dāng)研磨面逐漸提高與樣件匹配度時(shí)， 每次研磨量應(yīng)逐漸減少， 反復(fù)研磨直至完全匹配。
（2） 補(bǔ)焊：當(dāng)支撐塊及壓緊塊由于現(xiàn)場(chǎng)研磨過度或加工異常導(dǎo)致夾具不能夾緊時(shí)， 需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)焊， 補(bǔ)焊后重新進(jìn)行研磨。補(bǔ)焊應(yīng)采用氬弧焊補(bǔ)焊， 補(bǔ)焊時(shí)可采用先周邊再中間的填坑補(bǔ)焊， 也可采用四周增加墊板的方法進(jìn)行補(bǔ)焊， 墊板焊后去除。補(bǔ)焊填充材料應(yīng)與母材匹配
4、結(jié)語(yǔ)
車身焊接夾具的調(diào)整是一項(xiàng)涉及夾具設(shè)計(jì)、焊接工藝、質(zhì)量檢驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量等多方面知識(shí)的工作， 需要調(diào)試人員具備一定的理論知識(shí)和豐富的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)， 而且要固定一套調(diào)試流程， 做到有條不紊， 數(shù)據(jù)記錄詳細(xì)， 即使出現(xiàn)異常狀況丟失基準(zhǔn)， 夾具也能很快恢復(fù)到原始狀態(tài)。
近幾年來(lái)隨著高強(qiáng)板、超高強(qiáng)板等新材料在車身結(jié)構(gòu)件上的大幅使用， 焊接夾具調(diào)試過程中可能也會(huì)相應(yīng)的引發(fā)新問題， 這就要求調(diào)試人員對(duì)于調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種突發(fā)狀況一定要有一定的前瞻性及靈活性， 在實(shí)際調(diào)試工作中果斷采取新思路、新對(duì)策， 最終調(diào)試出滿足整車裝車需求的產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)
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