專利名稱：一種獲取氣動焊鉗撓度的方法
技術領域：
本發明涉及撓度計算方法，特別涉及一種獲取氣動焊鉗撓度的方法。
背景技術：
點焊在薄板焊接方面具有多方面的優點，是汽車車身焊接中最常用的焊接方法。 汽車公司焊裝車間通常使用氣動焊鉗進行點焊操作。由于點焊是在大電流及一定壓力下進行的焊接方式，氣動焊鉗的電極臂應該能夠滿足氣動焊鉗工作所需的剛度和強度，以確保電極臂在使用過程中既不斷裂，變形量又在可接受的范圍內。經過研究發現，導致電極臂斷裂及變形的重要因素是點焊過程中電極臂承受剪切力，而發生的彎曲變形，具體是垂直于電極臂軸線方向的彎曲量，即氣動焊鉗電極臂的撓度。因此，氣動焊鉗撓度是否合乎要求，是衡量氣動焊鉗質量的重要指標之一。而在實際現場使用中，經常會出現由于氣動焊鉗剛度不足，導致氣動焊鉗變形量大，進而導致氣動焊鉗電極中心不對中的現象，氣動焊鉗電極中心不對中將嚴重影響焊接質量。因此，在選擇及制造氣動焊鉗前，判定氣動焊鉗電極臂撓度即氣動焊鉗剛度，是一項必要且重要的工作。但目前，還未有獲取氣動焊鉗撓度的方法。對氣動焊鉗質量的判定及焊接質量的控制存在較大的影響。
發明內容
為了解決上述現有技術中由于缺少獲取氣動焊鉗撓度的方法，而導致無法控制焊接質量的問題，本發明實施例提供了一種獲取氣動焊鉗撓度的方法。所述技術方案如下—種獲取氣動焊鉗撓度的方法，其特征在于，所述方法按照如下步驟進行操作步驟(1)，根據所述氣動焊鉗的結構，計算所述氣動焊鉗的氣缸的輸出壓力；步驟( ，根據所述氣動焊鉗的實際規格，建立所述氣動焊鉗力學模型及所述氣動焊鉗受力分析圖；步驟(3)，根據步驟O)中所述氣動焊鉗的受力分析圖，計算出所述氣動焊鉗的電極臂所承受的剪切力；步驟，根據所述電極臂結構，計算出所述電極臂的慣性矩；步驟(5)，根據步驟⑵中的受力分析圖，計算出所述電極臂的最大撓度。具體地，所述氣動焊鉗為C型氣動焊鉗，所述電極臂簡化為集中載荷作用在自由端的懸臂梁，所述電極臂最大撓度發生在所述電極臂與所述氣動焊鉗的電極桿的連接處。具體地，所述步驟(1)具體按照以下公式計算所述氣動焊鉗的氣缸的輸出壓力，F1為所述氣動焊鉗的氣缸的輸出壓力，D0為所述氣動焊鉗的氣缸的內部直徑，
d0為所述氣動焊鉗的活塞桿的外直徑，P0為所述氣動焊鉗的氣缸的額定輸入壓強，a為所述氣動焊鉗的壓力損耗系數，一般a取95%。具體地，具體將所述步驟O)中的所述氣動焊鉗分解為桿、梁等彈性體力學模型， 其中，所述電極桿承受的正壓力F21及剪切力F2剪，所述電極桿主要承受壓應力F21,產生拉伸變形，所述電極臂分解為梁，所述電極臂承受的正壓力F31及剪切力，所述電極臂主要承受剪應力F3剪即Fp，產生彎曲變形。具體地，所述步驟C3)具體是根據所述步驟( 中的所述氣動焊鉗受力圖，以及所述電極臂與所述電極桿的夾角θ，按照下述公式計算出所述電極臂承受的剪切力，Fp = F1=Kcos θ *cos θ其中，Fp為剪切力，是導致所述電極臂產生彎曲的沿所述電極臂軸線垂直方向的力。具體地，所述步驟(4)中，所述電極臂的截面為空心圓環，根據所述電極臂的外直 SD1以及內直徑Cl1，按以下公式計算出所述電極臂圓截面慣性矩I
權利要求
1.一種獲取氣動焊鉗撓度的方法，其特征在于，所述方法按照如下步驟進行操作 步驟(1)，根據所述氣動焊鉗的結構，計算所述氣動焊鉗的氣缸的輸出壓力；步驟O)，根據所述氣動焊鉗的實際規格，建立所述氣動焊鉗力學模型及所述氣動焊鉗受力分析圖；步驟(3)，根據步驟O)中所述氣動焊鉗的受力分析圖，計算出所述氣動焊鉗的電極臂所承受的剪切力；步驟G)，根據所述電極臂結構，計算出所述電極臂的慣性矩； 步驟(5)，根據步驟O)中的受力分析圖，計算出所述電極臂的最大撓度。
2.如權利要求1所述獲取氣動焊鉗撓度的方法，其特征在于，所述氣動焊鉗為C型氣動焊鉗，所述電極臂簡化為集中載荷作用在自由端的懸臂梁，所述電極臂最大撓度發生在所述電極臂與所述氣動焊鉗的電極桿的連接處。
3.如權利要求2所述獲取氣動焊鉗撓度的方法，其特征在于，所述步驟(1)具體按照以下公式計算所述氣動焊鉗的氣缸的輸出壓力，
4.如權利要求3所述獲取氣動焊鉗撓度的方法，其特征在于，具體將所述步驟(2)中的所述氣動焊鉗分解為桿、梁等彈性體力學模型，其中，所述電極桿承受的正壓力F21及剪切力F2jl，所述電極桿主要承受壓應力F21，產生拉伸變形，所述電極臂分解為梁，所述電極臂承受的正壓力F3正及剪切力F3剪，所述電極臂主要承受剪應力F3剪即Fp，產生彎曲變形。
5.如權利要求4所述獲取氣動焊鉗撓度的方法，其特征在于，所述步驟C3)具體是根據所述步驟O)中的所述氣動焊鉗受力圖，以及所述電極臂與所述電極桿的夾角θ，按照下述公式計算出所述電極臂承受的剪切力，Fp = F1^cos θ >l<cos θ其中，Fp為剪切力F351，是導致所述電極臂產生彎曲的沿所述電極臂軸線垂直方向的力。
6.如權利要求5所述獲取氣動焊鉗撓度的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述電極臂的截面為空心圓環，根據所述電極臂的外直SD1以及內直徑Cl1,按以下公式計算出所述電極臂圓截面慣性矩I
7.如權利要求6所述獲取氣動焊鉗撓度的方法，其特征在于，所述步驟( 具體是根據所述步驟中的受力分析圖，計算所述電極臂的最大撓度，所述電極臂簡化為集中載荷作用在自由端的懸臂梁，所述電極臂最大撓度發生在所述電極臂與所述電極桿的連接處，其撓度的計算公式如下
8.如權利要求1-7任一項權利要求所述獲取氣動焊鉗撓度的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟(6)，步驟(6)具體為根據實際的所述氣動焊鉗撓度要求，計算出撓度換算，并比較評價所述氣動焊鉗撓度是否合格的步驟。
全文摘要
本發明公開了一種獲取氣動焊鉗撓度的方法，屬于工程制造技術領域。所述方法按照如下步驟進行計算出氣動焊鉗氣缸的輸出壓力；建立氣動焊鉗力學模型及氣動焊鉗受力分析圖；計算電極臂承受的剪切力；計算出電極臂圓截面慣性矩I；計算電極臂的最大撓度。本發明實施例提供一種獲取氣動焊鉗的撓度方法，能夠簡便的預知所述氣動焊鉗變形量，進而可以根據該變形量調整氣動焊鉗制造規格參數，亦可綜合所述氣動焊鉗質量、所述氣動焊鉗規格及其所述氣動焊鉗焊接空間、與所述氣動焊鉗制造成本，尋求最佳的組合方案，解決現有技術中由于無法判定氣動焊鉗的剛度，而導致嚴重影響焊接質量的問題。
文檔編號G01M5/00GK102279083SQ20111016723
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月21日 優先權日2011年6月21日
發明者孫宏旭, 張亮, 羅燈遠, 胡睿, 袁會利 申請人:奇瑞汽車股份有限公司
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