简述芯体装配钎焊夹具设计

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　　摘 要 文章阐述了平行流芯体装配钎焊夹具设计原理及其结构。
　　关键词 平行流;钎焊;芯体
　　概述
　　平行流芯体是汽车空调股份有限公司的主要产品之一。芯体焊接质量的好坏，直接影響汽车空调的质量。平行流芯体的装配要求集管中心距（L±δ）及扁管距离准确， 装配要求除了尺寸精度高，还由于批量大而要求装配效率高 。如果采用普通设计方案，装配效率比较低，而且产品质量很难保证，并且使得产品容易产生平行四边形，而不是矩形。提出采用双层底板结构，利用梳子主定位，从根本上解决了这个问题。（梳子形状见图）
　　1 装配钎焊夹具设计结构，装配工艺原理分析及其定位方式确定
　　1.1 设计结构
　　采用双层底板结构，其中上层底板的上面有一定数量的定位块，个数一般由集管中心距L确定，若L<500，定位块个数为2，若L>500，定位块个数大于2，后面有与之对应的压紧块，在底板上面还要铣14×1.5槽，用来放置打包带，在上层底板的两面有两个梳子起主定位作用，它不仅保证集管中心距，还要保证扁管的间距，并且保证不划伤扁管;下层底板有两个细长的挡板，用它来保证扁管的横向尺寸[1]。
　　1.2 装配工艺原理分析
　　最初的工艺装配顺序是先放置集管，再装配扁管，最后装配翅片。在装配过程中容易出现最后几个扁管装不进去，装配效率低，并且装配焊接过后芯体形状产生平行四边形，产品需要的是矩形，因而产品质量很难保证。分析焊接装配工艺原理，提出通过改变装配顺序来试验装配效果。装配焊接工艺顺序改为先放置扁管，再放置翅片，最后装配集管。利用了气缸压紧装置及打包机，提高了工作效率。
　　1.3 定位方式的确定
　　采用双层底板结构形式，上层的梳子主要用来保证集管中心距，并且保证扁管之间的距离，有利于装配集管。护板由下层底板上面的两个挡块确定;而翅片尺寸由两旁的梳子确定，能保证翅片距集管中心的一致性;定位块与护板之间放有与护板尺寸相对应的方钢，同时在底板铣打包带槽，先用气缸压紧，再放置打包带箍紧芯体，保证了芯体纵向尺寸。
　　1.4 装配尺寸精度的确定
　　集管中心距尺寸为L±δ，对应于夹具尺寸的确定，通过翻阅产品图及分析计算结果，与产品相关的扁管尺寸为负差，因此夹具的尺寸定为L+0.5，这样就满足装配要求。扁管的间距由梳子尺寸保证，同时还保证了翅片距集管中心尺寸的一致性。纵向尺寸由定位块及压紧块来间接保证。
　　为了解决平行流芯体焊接后是矩形而不是平行四边，也就是说保证两集管不仅要相互平行，而且还要与扁管垂直。主要解决集管与扁管角度α的问题，当α=90时，产品符合要求;当α<90时或α>90时，产品不符合要求。采用先定位扁管，最后装配集管，这种装配方式改变以往的集管的转动及扁管的不定问题。
　　2 芯体焊接热变形的解决
　　在芯体进炉焊接过程中，为了防止产品有大的热变形，在打包之前，在上下护板分别放置与护板尺寸一致的不锈钢方钢。在高温下，不锈钢的热变形量远远小于铝的热变形量，在NOCOLOK钎焊炉中方钢能有效限制芯体因高温引起的过大的焊接变形[2]。
　　3 有关气缸参数选择的计算
　　活塞杆上的作用力Q=πD2/4 p.η?-q（牛顿）
　　气缸直径D= { 4（Q+q）/ πp.η}1/2米
　　弹簧的反作用力q=c（l+s）
　　D-活塞直径（米）
　　P-压缩空气的压力（0.4-0.6兆帕）
　　l-弹簧的预压量（厘米）
　　s-活塞的行程（厘米）
　　c-弹簧的刚度，即弹簧压缩1厘米所需的力;c=Gd14/8D13n×10-4
　　G-材料的抗剪模量（帕）
　　d1-弹簧的钢丝直径（厘米）
　　D1-弹簧的平均直径（厘米）
　　n-弹簧的有效圈数
　　η-机械效率，一般取η=0.85-0.96，在D小于100毫米时，取η=0.65-0.80
　　通过多次的试验确认压紧芯体所需的压力为0.3-0.6兆帕，根据上面公式理论计算即可得出气缸的缸径。
　　4 结束语
　　通过对产品的分析，提出采用新的双层底板的结构，提高了工作效率，不但克服了以往完全手工装配的缺点，而且还有利于工装生产的标准化和系列化，缩短了工装设计及制造周期，保证了产品的需求。
　　参考文献
　　[1] 杨黎明，黄凯.机械设计手册[M].北京：国防工业出版社，1984：57.
　　[2] 辛节之，胡红兵.第四届中国国际机床展览会（CIMT’95）展出的量具量仪[J].工具技术，1996，（1）：14-21.
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