Equipment Manufacturing Technology No.2,2021
姚祥林，郭维，许丽虹
(上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心，广西柳州545007)
摘要：工装夹具作为机械加工不可缺少的部件，是保证企业大批量生产的关键所在。汽车白车身结构千变万化，为适 应各种结构，焊接工装生产线夹具需要设计各类定位机构来匹配。其中一种结构为简单平面定位夹紧，但由于存在避让， 工装需设计成夹头和定位块都要有打开、关夹动作。设计了 一种车身焊接工装紧凑型活动定位块装置，夹具定位块与夹 头通过连接杆连接起来，在气缸带动夹头运动过程中，夹头带动连接杆，连接杆带动定位块进行运动，达到夹头打开时定 位块打开，夹头关夹时定位块关夹，从而解决了夹头及定位块都需有打开、关夹动作的问题。这个工装结构简单，具有较 强的通用性。
关键词：焊接工装；紧凑型；活动定位块中图分类号：U 468.2+1
文献标识码:A
文章编号：1672-545X (2021 )02-0104-03
〇引言
在汽车车身焊接工装夹具设计中，车身零件面 与工装夹具运动方向平行或有小角度的情况较为常 见，下面描述两种常用的此类结构：
①定位块固定机构，夹紧块通过气缸进行动作 (图1)，定位块在进入零件面方向倒角，保证夹具在 进人到零件面过程中不干涉零件。该结构简单，紧 凑，但由于定位块为固定，夹具进人零件过程中会与 零件面有刮擦，可能会导致零件面变形、有刮痕，定 位块也容易磨损等缺点，零件面为负角度不可使用 该结构。销量最好的紧凑型车
1.气缸
2.定位块
3.夹紧块
图1固定定位块机构
②双气缸机构，工装夹具夹紧块及定位块均各 通过一个夹紧气缸进行动作，定位块采用夹紧气缸+ 限位块方式，限位块的作用为保证定位块到位精度 及位置稳定性，这种工装结构简单(图2)，最为常用。 该结构使用两个气缸，工装占用空间较大，在某些空
间受控的地方，该结构比较难以实现；该结构需要两 步动作，两组气路，定位块气缸先关夹，夹紧气缸后 关夹，关夹完成时间较长。
1.定位块
2.夹紧块
3.限位块
4.气缸
图2双气缸机构
很多常用的、简单的定位单元、夹紧器或现有工 装结构稍加优化，即能带来可观的技术经济效益[h 21。 遇到零件面与工装夹具运行方向平行情况下，上面 两种工装结构存在刮擦零件、占用较大空间，关夹时 序长等缺陷。为此，设计了一种新工装结构，新工装 结构定位块与夹头通过连接杆连接起来，采用一个 气缸同时带动夹头和定位块一起运动，解决了刮擦
到零件或空间限制等问题。
1设计原理及结构分析
1.1概述
现设计车身工装定位新结构单元，希望能达到 以下的基本要求：
收稿日期：2020-11-03作者简介：姚祥林（ 1983-)，男，广西玉林人，本科，工程师，研究方向：材料成型及控制工程。
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(1) 结构简单，便于日常保养和维修。
(2) 性能稳定，重复定位精度高，各运动部件不
易磨损和损坏，整体定位精度能够长时间保持。
(3) 结构紧凑，安全可靠，占用空间小，有利于避
让车身及焊钳，增加操作空间。
(4) 制造成本低廉，备品、备件尽量使用标准化
零件，便于广泛使用。
(5) 定位夹紧通过一个气缸同时动作。
普通白车身焊装线通常使用气动控制来提高生
产线的效率和自动化水平，因此，充分利用车身线的
气动资源，设计的工装装置选择采用气动控制来实
现。
1.2装置的基本结构及运动分析
采用一个气缸同时带动定位块及夹紧块运动的
机构，我们叫做紧凑型活动定位块装置机构，该机构
组成如图3。
图3紧凑型活动定位块装置结构图
图5旋转关节角度图
根据力矩守恒：
F*cosl3。* 118 = 134 + f>cos80* 30 (1)定位块安装板受力为K和分解成及心两个分力，其中F4与方向相反，大小相同。
该自动切换装置由支基、气缸、夹紧臂、夹紧块、定位块、导杆、自润滑衬套、过渡臂、过渡板等组成。各运动关节采用自润滑衬套，降低旋转或运动时的 磨损。
夹紧块安装在夹紧臂上，夹紧臂一端通过旋转 轴与过渡板连接，夹紧臂另一端与气缸杆连接，气缸 杆伸出缩回带动夹紧臂绕着旋转轴进行旋转。定位 块安装在定位块安装板上，安装板上安装自润滑衬 套，沿着导杆做直线运动，安装板与过渡臂一端连 接，过渡臂另一端与夹紧臂连接，夹紧臂旋转过程 中，带动过渡臂旋转，过渡臂带动定位块安装板沿着 导杆做直线运动。这样，气缸做伸出缩回动作，可带 动定位块和夹紧块同时做旋转和直线运动。
1.3装置受力分析
该紧凑型活动定位块装置受力情况如图4、图5 所示。
Fct = Fc* cos58° (2)
F h= -F c X(3)
故 =-f；/c〇s58。（4)夹紧块和定位块受力在一直线上，方向相反，大 小相同。
F… = -F b(5)
故 Fr = /cos58° (6)综上所得：
F* cos 13° * 118 = /^, * 134 + F(* cos8° * 30/cos58°
(7)
简化公式得,F=1.65F (8)
工装标准规定夹紧力不小于445 N，且夹紧力需 预留30%设计余量。
F…>445N*1.3 = 578.5 N (9)
F> 1.65*578.5 N«955 N (10)
根据以上计算结果，气缸伸出力F需要大于955 N。气缸普遍选取SMC或者FEST0的圆形气缸，采购 方便，价格便宜。常用不同缸径气缸输出力如图6，通
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常汽车厂车身车间气动元器件气压值在0.4 ~ 0.6 MPa，以最小气压0.4 MPa计算，缸径50 mm的气缸 伸出力为784 N，不能满足要求。缸径63 mm的气缸 伸出力为1 250 N，满足要求。故选取缸径63 mm的气缸作为该紧凑型活动定位块装置的动力源。
理论输出力表
单位N
蜓径(nrmn)忏径
(m m)
动作
方向
活寨面积
(rn m^)
使用压力（M Pa>
030.40.50.6
4020o u r1200378504630756 IN943283377472566
5020o u r I9605887849601180 IN1650495660825990
6320o u r3120934125015601870 IN2800840112014001680
图6气缸力图
该装置气缸缩回为夹头和定位块一■起打开，打 开后不会和零件有接触，适合使用在零件固定不动，工装需从侧面滑移进入，并且定位夹紧面与滑移方 向平行或小角度的情况。避免了工装滑移进人工作 界面会和零件有摩擦或干涉的风险。
2关键部件的特殊要求
在该紧凑型活动定位块装置中，为了保证定位 的精度和装置的使用寿命，各关节点在设计时要有 其特
殊的要求。定位块设计时，根据零件型面设计与 型面相一致匹配的定位型面，且为了延长型面的寿 命，减小长期使用后对型面的磨损，定位块型面表面 要具有一定的硬度和耐磨性(进行热处理，硬度达到HRC38-42)，同时还要注意表面防锈(发黑)。
旋转点及导杆，由于有旋转和滑动摩擦，导杆和 旋转轴都需要有硬度和耐磨要求，与其匹配的使用 自润滑铜衬套，保证在长时间摩擦时，不会磨损到导 杆和旋转轴，自润滑铜套作为易损件，定期进行更 换，保证机构运行的可靠性。
3结束语
该机构已经在实际应用，应用在五菱之光顶盖 与白车身搭接的流水槽上，取得良好的定位效果。如 图8所示。
图8紧凑型活动定位块装置应用图
本机构根据特定产品零件结构的定位或整个夹 具方案需要，应用于定位块及夹紧块都需实现打开 的场景中。定位尺寸多规格，适用于多种直径尺寸的 内外圆定位，缩短夹具制造的周期，降低工装成本|31。汽车车身生产线中，零件搭接面与工装定位面平行 或低角度、空间限制等结构普遍存在，需要定位块及 夹紧块均可打开关夹，紧凑型活动定位块装置是很 好的选择，应用前十分广泛。
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(下转第127页)
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Talking About Workover Operation of Hydraulic Lifting Device HU Zhen-chao1,GE Song1,WANG Lin-xin',F A N Yuan-hong1,ZHAO Zi-qiang1 ,ZENG Q ian-yi1,CHEN Zhen2
(1.Hainan Branch of CNOOC (China) Co., Ltd., Haikou Hainan 570300, China;
2.Zhanjiang West Nanhai Oil Survey & Design Co.,Ltd., Zhanjiang Guangdong 524057, China)
Abstract: With the continuous development of marginal oil fields in the western part of the South China Sea, the number of small platforms without workover rigs continues to increase, and conventional workover modes cannot be fully applied to such platforms. In view of the problems of slow production recovery time and High cost caused by the use of drilling ship workover operations in the developed marginal oil fields, it is urgent to choose a new workover mode suitable for marginal oil fields. Based on the research results of a large number of literatures and the field application of Weizhou 11-2-B7well, this paper analyzes and summarizes the development and status quo of hydraulic lifting devices in workover operations, working principles and characteristics, and on —site construction operations. The proposal of a new workover mode for hydraulic lifting devices provides technical support for the same type of oil fields and workover modes.
Keywords：marginal oilfields; hydraulic lifting devices; workover operations; field applications; a new mode
(上接第106页）
The Design of Compact Movable Locate Block Device for Welding Tooling of Body
YAO Xiang-lin,G UO W ei,XU Li-hong
(SGMW Automobile Co.,Ltd., Liuzhou Guangxi 545007, China)
Abstract ：The structure of white body is kaleidoscope. In order to accommodate the various structures.Welding tooling of body needs to design all kinds of positioning mechanism to match. One of the structures is simple planar positioning clamping.But the avoidance is existing.The clamping and locate block shall be designed to have open and close function.We designed a compact movable locate block device for body welding tooling. The locate block is connected to tlie clamping through a rod. When cylinder drives the clamping moving . The clamping drives the connecting rod. The connecting rod drives the locate block. The locate block open when the clamping open, and the locate block close when the clamping close. Thus it solve the clamp and the locate block need to open and close. This structure is simple and universality.
Key words：welding fixture;Compact;movable locate block
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