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摘要 离合器行星轮支架是车用变速箱-离合器传动系统中的关键零部件之一，随着技术的发展，目前这种支架已经大量使用激光进行焊接。由于工件本身的精度要求高，加上激光焊接对于工件定位的要求也很高，因此，其夹具系统显得十分重要。本文致力于离合器行星轮支架激光焊接系统的夹具系统的设计介绍和研究。
关键词： 离合器 行星轮支架 激光焊接 夹具
【分类号】：TS194.3
1. 引言
离合器行星轮支架分上壳体和下壳体，二者过渡压配而成，之后焊接。其焊接具有较高的精度要求，不仅需要两壳同心，同时，还需要限制两壳的档距。最终要求两壳同轴度0.2mm以内，档距公差0.1mm以内，焊缝最大偏移量0.1mm。激光焊接本身具有高效率的特点，已经在汽车零部件行业获得广泛应用。目前此类支架已经开始大量使用激光焊接。为了达到工件最终的工艺要求，同时，考虑到激光焊接本身是一种机电光一体化的高精度产品，因此，系统对于夹具的要求更为严格。在整个系统的设计中，必须充分考虑到精度和加工工艺的需求。
2. 激光焊接系统综合描述
离合器行星轮支架激光焊接工作站包含离合器支架压紧工位及焊接工位，执行机床，Rofin 4kW CO2激光器， Precitec激光焊接头，夹具系统等。系统人工上下料，主机为数控激光加工机床，由西门子840D进行统一控制，含两个进给工位，可将工件运送至压紧工位和焊接工位；含两台运输小车，小车中包含了升起轴W和旋轉轴C；旋转轴C上安装夹具。
系统具有两个进给工作站，每个工作站均可将工件由上料位运输至压紧工位，之后运输至焊接工位。小车移动进给对应着Y1，Y2轴，工件及夹具升降对应着W1，W2轴，工件及夹具旋转对应着C1，C2轴。Y1，Y2轴行程770mm，W1，W2轴行程110mm，C1，C2轴旋转角度n× 360°。Y1，Y2，W1，W2定位精度可达0.01mm，重复定位精度可达0.005mm。C1，C2定位精度为± 20”。激光加工头的移动对应着X，Z，行程分别为1600mm，500mm，定位精度可达0.01mm。
除了工件下壳和工件上壳的径向定位外，该工件对两个零件的档距，也就是下壳和上壳的轴向相对位置有较高要求。因此夹具系统设计了标准塞块，由齿条带动，可出入工件两壳中间，进而确保压紧后档距由标准塞块决定。标准塞块采用耐磨材料，可承受多次使用。工件及夹具示意图如图2.2所示。
进给、升起、旋转系统及框架如图2.3所示。该系统需要在上料位完成两个零件的径向定位，在压合位使二者压合并限制好档距，最后进入焊接工位完成焊缝的焊接。
3. 夹具系统
本系统的夹具由齿轮齿条、定位销、定位壳体组成。由C轴驱动齿轮齿条，带动标准块塞入工件两壳中间从而限制档距，也由C轴驱动旋转从而完成激光焊接；夹具内含有定位销，可以用于保证两壳的同轴。在压紧工位，W轴升起较低，扳把可碰撞到挡块，从而齿条可深入或退出工件；当到达焊接工位时，W轴升起增加，扳把的高度高于挡块的高度，夹具及工件在C轴的作用下可进行连续旋转。工件在上料工位手动放入夹具内，中间的销起定位作用，可完成两个零件的径向定位。夹具系统示意图如图3.1所示。
从中可见，C轴的旋转使扳把碰触挡块，从而扳把驱动大齿环，大齿环驱动四个小齿轮，四个小齿轮驱动四个小齿条，从而完成齿条的运动。齿条的标准塞块限制了档距，定位销完成了轴向定位，从而实现了工件的定位功能。这其中各个传动部件都需要有严格的精度要求、材料选择要求和热处理要求，确保夹具可经久耐用。
4. 结论
此种夹具配合激光焊接专机可完成工件的加工需求，最终焊接工件经过检验已经达到车辆使用的标准。最终工件照片如图4.1所示。
参 考 文 献
1， 陶本藻.误差理论与测量平差基础[M].武汉大学出版社，2003.
2， 王政，刘萍.焊接工装夹具及变位机图册[M].机械工业出版社，1992.
3，朱耀祥，浦林祥.现代夹具设计手册[M].机械工业出版社，2010.
关键词： 离合器 行星轮支架 激光焊接 夹具
【分类号】：TS194.3
1. 引言
离合器行星轮支架分上壳体和下壳体，二者过渡压配而成，之后焊接。其焊接具有较高的精度要求，不仅需要两壳同心，同时，还需要限制两壳的档距。最终要求两壳同轴度0.2mm以内，档距公差0.1mm以内，焊缝最大偏移量0.1mm。激光焊接本身具有高效率的特点，已经在汽车零部件行业获得广泛应用。目前此类支架已经开始大量使用激光焊接。为了达到工件最终的工艺要求，同时，考虑到激光焊接本身是一种机电光一体化的高精度产品，因此，系统对于夹具的要求更为严格。在整个系统的设计中，必须充分考虑到精度和加工工艺的需求。
2. 激光焊接系统综合描述
离合器行星轮支架激光焊接工作站包含离合器支架压紧工位及焊接工位，执行机床，Rofin 4kW CO2激光器， Precitec激光焊接头，夹具系统等。系统人工上下料，主机为数控激光加工机床，由西门子840D进行统一控制，含两个进给工位，可将工件运送至压紧工位和焊接工位；含两台运输小车，小车中包含了升起轴W和旋轉轴C；旋转轴C上安装夹具。
系统具有两个进给工作站，每个工作站均可将工件由上料位运输至压紧工位，之后运输至焊接工位。小车移动进给对应着Y1，Y2轴，工件及夹具升降对应着W1，W2轴，工件及夹具旋转对应着C1，C2轴。Y1，Y2轴行程770mm，W1，W2轴行程110mm，C1，C2轴旋转角度n× 360°。Y1，Y2，W1，W2定位精度可达0.01mm，重复定位精度可达0.005mm。C1，C2定位精度为± 20”。激光加工头的移动对应着X，Z，行程分别为1600mm，500mm，定位精度可达0.01mm。
除了工件下壳和工件上壳的径向定位外，该工件对两个零件的档距，也就是下壳和上壳的轴向相对位置有较高要求。因此夹具系统设计了标准塞块，由齿条带动，可出入工件两壳中间，进而确保压紧后档距由标准塞块决定。标准塞块采用耐磨材料，可承受多次使用。工件及夹具示意图如图2.2所示。
进给、升起、旋转系统及框架如图2.3所示。该系统需要在上料位完成两个零件的径向定位，在压合位使二者压合并限制好档距，最后进入焊接工位完成焊缝的焊接。
3. 夹具系统
本系统的夹具由齿轮齿条、定位销、定位壳体组成。由C轴驱动齿轮齿条，带动标准块塞入工件两壳中间从而限制档距，也由C轴驱动旋转从而完成激光焊接；夹具内含有定位销，可以用于保证两壳的同轴。在压紧工位，W轴升起较低，扳把可碰撞到挡块，从而齿条可深入或退出工件；当到达焊接工位时，W轴升起增加，扳把的高度高于挡块的高度，夹具及工件在C轴的作用下可进行连续旋转。工件在上料工位手动放入夹具内，中间的销起定位作用，可完成两个零件的径向定位。夹具系统示意图如图3.1所示。
从中可见，C轴的旋转使扳把碰触挡块，从而扳把驱动大齿环，大齿环驱动四个小齿轮，四个小齿轮驱动四个小齿条，从而完成齿条的运动。齿条的标准塞块限制了档距，定位销完成了轴向定位，从而实现了工件的定位功能。这其中各个传动部件都需要有严格的精度要求、材料选择要求和热处理要求，确保夹具可经久耐用。
4. 结论
此种夹具配合激光焊接专机可完成工件的加工需求，最终焊接工件经过检验已经达到车辆使用的标准。最终工件照片如图4.1所示。
参 考 文 献
1， 陶本藻.误差理论与测量平差基础[M].武汉大学出版社，2003.
2， 王政，刘萍.焊接工装夹具及变位机图册[M].机械工业出版社，1992.
3，朱耀祥，浦林祥.现代夹具设计手册[M].机械工业出版社，2010.