汽車的功能實現(xiàn)和外觀呈現(xiàn)都離不開車身尺寸控制,其影響因素包括沖壓件尺寸、夾具、焊接工藝、人員操作、包裝運輸?shù)。在沖壓件來料尺寸穩(wěn)定、焊接工藝確定的情況下,保持夾具持續(xù)改進成為主要的解決方法。 改進一:合理拆分工藝 每個車型一般會在既定的市場預期下制定生產(chǎn)綱領,根據(jù)生產(chǎn)線的自動化程度進行工藝拆分,在工序節(jié)拍平衡的前提下,還要考慮是否對控制零件關鍵尺寸有利。 圖1 案例一:某車型的側圍內板加強件和部件組成如圖1,從產(chǎn)品圖樣來看,兩個主定位基準分別在1號組件和3號組件上。 圖2 關鍵尺寸:零件有2處重要裝配點,前把手支架(左側為眼鏡盒)和后把手支架,如果位置度或平面度有問題,會影響到眼鏡盒或把手支架的回彈。 圖3 圖4 如圖5所示,首次工藝拆分方案,OP10焊接1左前側圍內板支架、2左側圍中間內板支架、4左前上部加強支架、6左后輔助控制支架組件;OP20焊接3左中柱內板加強件組件、5左前輔助控制支架組件。 圖5 問題:在OP10工序焊接時,分別以1號組件和2號組件的兩個孔定位,在進行OP20工序焊接時,是以1號組件和3號組件的兩個孔定位,兩道工序發(fā)生基準轉移,導致6號組件位置度也出現(xiàn)偏差。 圖6 改進后方案:如圖6所示,OP10焊接1左前側圍內板支架、2左側圍中間內板支架、3左中柱內板加強件組件、4左前上部加強支架;OP20焊接5左前輔助控制支架組件、6左后輔助控制支架組件。這樣保證了上下序基準都與零件的主基準保持一致,減少了基準轉換造成的尺寸偏差。 經(jīng)驗:通過合理的工藝拆分,保證零件上下序基準與零件主基準保持一致。 改進二:保持夾具基準穩(wěn)定 一副工裝夾具設計的好與壞,首先要看基準選擇,如果按照設計開發(fā)基準做實際效果卻不理想,往往是因為基準結構不合理。 案例二:某車型的車身前上部支架(見圖7)。零件圖樣兩個主定位基準是13.1mm的孔。 圖7 原工裝設計:使用主定位基準2個孔做定位,但設計為氣缸伸縮形式的定位銷。 圖8 問題:氣缸伸縮形式的主定位銷在運動過程雖有限位但仍存在不穩(wěn)定,并且隨著使用次數(shù)增多不穩(wěn)定趨勢在變大。組焊在上面的小零件本身也采用伸縮式定位銷,再配上伸縮式主定位,造成的尺寸超差相當大。 圖9 改進后工裝設計:將主體零件翻轉90°放置,原主定位由伸縮式定位銷改成固定式定位。 經(jīng)驗:零件定位主基準應采用固定結構,非滑動或轉動。 改進三:采取適當?shù)倪^定位 夾具的定位多數(shù)是依照六點原則,在實際應用中,如果主體零件在某個方向上有定位,那么小零件依靠壓緊到這個主體零件來限制它的自由度。 案例三:某車型的尾端板總成(見圖10)。零件圖樣(見圖11):尾端板在車身后部,是重要的結構件和功能件,上面涉及很多安裝點,包括后保險杠、尾燈、后部內飾板等。安裝支架孔位置度要求0.5mm。 圖10 原工裝設計:小支架以定位銷定x、y方向,z向靠夾緊翻邊面。小支架與大件焊接處以自由狀態(tài),以大件為基準。這種設計方案理論上講,自由度是全部限制住的。 問題:由于小支架與大件焊接時是自由狀態(tài),雖然有定位銷定位,焊接后依然跟著匹配狀態(tài)走,就是說定位銷定位時尺寸是合格的,但定位銷移出后,位置發(fā)生回彈,后保安裝孔位置度始終不穩(wěn)定。 圖11 改進后工裝設計:在定位銷的基礎上,在零件邊緣增加可調整的限位塊,用來約束小支架y方向。這樣y方向就是過定位的,在焊接時即使匹配狀態(tài)不好,但因為有y方向限位塊,小支架會發(fā)生一定程度的剛性變形,會減小孔位置度的波動。 經(jīng)驗:應盡可能限制小零件自由度,必要情況可以過定位。 由于車身零件結構和生產(chǎn)工藝的不同,以上夾具改進案例具有一定的特殊性,但希望在改進思路、改進原理上有一些可以借鑒的經(jīng)驗。 4 v: b5 [9 X$ E9 g$ `% w- o7 x& |+ t- a
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