汽车前门外板对中台夹具的设计

杨春蔚 高翔 辛佳隆 王智南

摘 要：本次设计汽车前门外板对中夹具，将工件确定到准确的位置，并且将定位后的工件夹紧固定，使其不受外界因素破坏工件的定位，实现了一台机器人对前门外板准确、高效的抓取、运输等。节省了人力物力。

关键词：工装夹具；技术参数；设计

1 概述

夹具主要通过气缸、方钢型材做框架，通过支承和气缸夹紧装置的夹紧和保护，配合传感器的物料感知作用和支撑钉的定位作用使前门外板对中。根据前门外板尺寸和形状，确定气缸及支撑钉的位置和数量。本次设计根据对汽车前门外板的尺寸及形状特点的分析，设计能实现对中装置的工作台。

2 总体方案设计

2.1 主要技术参数

长*宽*高：1200*1150*1000

涂胶件：长城KU33A前门外板

传送件重量：7Kg

气缸型号：C96SDD40-50-M9P（SMC）/（需要校核气缸负荷）

气压：6bar

2.2 对中台结构方案设计

前门外板对中装置结构组成上由定位组件、夹紧组件、支撑组件、气路组件构成。

优点：结构简单，便于调整，方便搬运，整体归一。

缺点：不利于时间较长工作引起工作不稳定。

对中夹具的设计须遵循定位准确、精度高、误差小、操作便利、安全可靠更好的衔接上下操作流程。

2.3 对中台的总体结构设计

（1）依据产品数模形状特点，初步确定前门外板对中夹具台需要夹紧组件和辅助抓取前门外板，外板质量为7KG；首次确定在四周共计配置气缸夹紧组件为6个。

（2）根据气缸夹紧组件首次确定支撑组件个数。通过支撑钉限制前门外板自由度，方便机械手定点抓取。

（3）产品数模上需要放置前门外板。机械手需要准确的将外板抓起，所以需要选择合适的感应位置放置传感器。确定传感器数量，由此前门外板需要2个检测开关，同时检测前门外板。

（4）依据产品等的重量、所选气缸数量，支撑钉的位置确定合适的框架基本结构。本次设计采用方钢作为基础结构，有效的支撑夹具结构体。

（5）各个连接件放置在BASE板上进行有效的连接，连接件尺寸误差加5mm垫片进行调整综上进而得出夹具体。

（6）前门外板对中夹具主框架，配备6个气缸进行外板的夹紧机构，同时有9个的支撑钉。2个检测开关，连接件之间采用BASE板支撑，与工件接触的零件加5mm垫片。

2.4 前门外板对中夹具的一般设计流程

（1）依据工艺使用要求进而确定使用矩形型材还是圆管型材。矩形型材适用于简单的支撑连接功能单一化。

（2）根据数模上的定位点、夹紧点的个数及位置同时所需要的夹紧力大分析选择气缸。例如V50.1、V40.1等，从而确定数量。

（3）根据产品数模及气缸位置确定支承钉的个数及位置從而确定传感器放置位置和个数。

（4）根据产品的重量、气缸、支承钉位置选择合适的主框架结构。如H形、单圆管形、双圆管形等。运用方钢作为支架简单可靠，承载能力大。

（5）确定组件及位置后将各部分连接到框架上。

（6）设计过程中各组之间不允许干涉所以需在X、Y、Z三个方向留出可调距离，方便提供现场的测量后及时做出修改调整。

（7）细节化设计。

（8）主要零部件或关键位置结构强度的校验。

（9）用所学的CATIA设计出图。

3 总结

本次设计充分体现了专用夹具对于提高生产效率，推进生产有了极大的提高。本次设计前门外板对中台夹具保证了工件的稳定性便于下一个操作，同样提高劳动生产率操作方便，使用安全，有良好的结构工艺性。

参考文献：

[1]林巨广，邱栋荣.白车身侧围夹具的设计与优化.组合机床与自动化加工技术，2013.

[2]杨握铨.汽车装夹技术及夹具设计.北京理工大学出版社，2013.

[3]范崇洛主编.机械加工工艺学.东南大学出版社，2009.

作者简介：第一作者杨春蔚（1996-），男，吉林辽源人，研究方向：机械设计制造及其自动化专业。

通讯作者：孙晓雪（1988-），吉林吉林人，硕士，助教，研究方向：机械电子，单位：吉林农业科技学院机械与土木工程学院。