车辆工程毕业设计（论文）开题报告-轿车前门内板焊装夹具设计.doc

毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 轿车前门内板焊装夹具设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程b07-2班 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 2011年3月11日 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日sy-025-by-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程b07-2班指导教师姓名职称教授 从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称轿车前门内板焊装夹具设计一、课题研究现状、选题目的和意义1.课题研究现状 (1)汽车工业的发展现状随着国民经济的蓬勃发展，汽车已一跃成为当前极为重要的交通工具。从全世界范围来看，目前还找不出一个无汽车的现代化社会的先例。改革开放以来，我国的汽车工业得到较快的发展，产量，品种，型号日益增多。但由于我国的汽车工业起步较晚，集团化程度不高，其产量，质量与发达国家相比还存在较大的差距，因此面临着国际汽车发展浪潮的机遇和压力。汽车生产制造水平对汽车工业的发展起着至关重要的作用，而汽车产量和质量的提高又涉及到众多的方面，包括原材料，工艺，工装设备和管理水平等等。就我国目前汽车生产水平而言，除某些生产厂或合资厂从国外引进一部分先进技术和工装设备外，不少生产厂生产制造水平很低。较为突出的是在汽车大型覆盖件的冲压工艺及模具，汽车装焊设备及夹具和胎具，汽车涂装等生产技术方面还很落后，它直接影响着生产规模，生产效率和生产质量。尤其是汽车装焊工艺方面自动化程度很低，专业人才紧缺。汽车工业在带动其他各行各业的发展中，已日益显示出极为重要支柱产业的作用。汽车制造水平对汽车工业的发展起着至关重要的作用，就我国目前的汽车生产水平而言，除了从国外引进的一部分先进技术和工装设备外，整体水平还很低，其中较为突出的是在汽车装焊工艺方面自动化程度比较低。（2）汽车焊装夹具在汽车车身制造中的发展汽车车身是汽车的重要组成部分，是整个汽车零部件的载体，它的重量和制造成本占整车的 4060，它通常是由 300500 多个具有复杂空间曲面的薄板冲压。通过装焊、铆接和机械联接等方法而构成一个完整的车体。其中焊接是最主要的联接方法，它直接影响着车身质量、生产率和经济性。在生产线上有 200 个左右的装配工作站进行大批量、快节奏的焊装生产。焊装夹具(welding fixture) 就是为保证焊件尺寸，提高装配效率，防止焊接变形所采用的工艺装备。汽车焊装结构生产中装配和焊接是两个重要的生产环节，完成这两个环节的工艺过程离不开装配夹具和焊装夹具。焊装夹具的种类繁多，因而提高装配精度焊接质量是车身制造的核心工作。在装焊过程中，特别是对于具有基准孔的部分，应使用专用夹具或样板来确定车身的形状、尺寸和相互位置，以保证装配精度。一个完整的轿车装夹定位点达 17002500 个，焊点多达 30004000 个。其中夹具的定位部分需用车身产品的 cad 数模进行数控加工，使冲压件在装配时很好地与夹具定位面相吻合，以利于焊后的车身符合主模型。因此装焊的质量主要取决于冲压件的精度、夹具精度以及操作的正确与否。轿车车身装配的典型特征之一是柔性薄板冲压件多工位焊装。冲压件偏差和焊装夹具是影响车身尺寸质量的主要因素。在焊装过程中，由于薄板刚性差、易变形，为了保证零部件之间正确的相对位置和焊接间隙，必须通过焊装夹具将其固定。为保证白车身装配尺寸的准确性，最重要的手段就是正确的工装定位。汽车焊装夹具与其他夹具相比，定位单元型面复杂，精度要求高，设计制造难度大。另外，由于汽车零件尺寸大，定位单元无法做成整体结构，一般采用独立的定位板，安装在整体底板上。在夹具使用过程中，如果发生偏移，磨损等现象，将导致零部件扭曲变形，出现定位偏差，引起焊接间隙的变动，最终导致装配尺寸误差和构件受力状态的恶化，直接影响到白车身的质量。焊装夹具的功能是为了实现车身零件的正确匹配，工程上通常从装配精度、缩短制造周期和可调整性等方面来评价汽车焊装夹具设计的好坏。（3）国内外汽车焊装夹具的发展现状围绕着提高产品装配精度这个主题，国内外关于焊装夹具设计的研究主要集中在工件定位的问题上，即选择最优定位点数并确定他们的最佳位置，以实现工件正确的约束定位。另外在此基础上应考虑更多的实际因素，例如焊接偏差、工具磨损等，作为新的约束条件来进行更深一步的研究；焊装夹具可以按照不同的方式来进行分类，按照设计内容包括硬件和软件的设计，其中硬件包括定位件、夹紧机构、导向装置和夹具体。软件包括安装调试手册、调整图等；如果按照设计流程来分，又可以分为概念设计阶段、结构设计阶段和详细优化设计阶段。在汽车焊接流水线上，真正用于焊接操作的工作量仅占 30%40%，而 60%70%的工作是辅助和装夹。焊装夹具的技术水平往往代表着车身制造工艺水平，在现代制造业中, 夹具已成为保证产品质量、实行全面质量管理的重要手段, 在新产品的研制过程中, 夹具对缩短研制周期起着重要作用。夹具的标准化、精密化和柔性化是夹具发展的主要趋势, 也是实现产品更新换代和老产品改造的需要。目前，在汽车制造业中，车身制造质量最好的是日本，其次是德国和美国，与他们相比，我国在这方面存在着较大差距，而工装设计制造水平不高是其中重要的原因。因此提高工装设计与制造水平特别是焊装夹具设计与制造水平是急需解决的问题。2.选题目的和意义汽车焊装夹具多用于焊接薄板，对于薄板冲压件，夹紧力作用点要作用在支承点上，只有对刚性很好的工件才允许作用在几个支承点所组成的平面内，以免夹紧力使工件弯曲或脱离定位基准。夹紧力主要用于保持工件装配的相对位置，克服工件的弹性变形，使其与定位支承或导电电极贴合，对于 1.2mm 厚度以下的钢板，贴合间隙不大于 0.8mm，每个夹紧点的夹紧力一般在 300-750n 范围内；对于 1.5-2.5mm 之间的冲压件，贴合间隙不大于 1.5mm,每个夹紧点的夹紧力在500-3000n 范围内。因装夹是在焊装夹具上完成的，所以夹具在整个焊接流程中起着重要作用。在焊接过程中，合理的夹具结构，有利于合理安排流水线生产，便于平衡工位时间，降低非生产用时。对具有多种车型的企业，如能科学地考虑共用或混合型夹具，还有利于建造混合型流水线，提高生产效率。汽车焊装夹具是对车身冲压零件进行装配焊接的专用工艺装置，是汽车制造过程中直接影响产量、质量的关键设备。合理的设计焊装夹具是保证焊接质量、提高劳动生产率、减轻工人劳动强度、降低车身制造成本的根本途径。汽车焊装夹具可以保证和提高汽车产品质量，提高劳动生产率，提高装焊自动化程度。因此汽车焊装夹具设计水平的提高成为一个提高汽车制造业水平的有效途径，受到国内外汽车行业的的广泛关注。保证焊件质量，生产效率高，使用安全可靠，制造成本低等这些要求，在夹具设计时应尽可能的促其实现，实际上这些要求已经成为评定夹具设计优劣的标准。总而言之，汽车装焊夹具在汽车制造技术中处着举足轻重的地位，因此设计出合理而先进的焊装夹具对汽车工业的发展有着实际的意义。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1.设计（论文）的基本内容(1)选题的背景、目的及意义；(2)焊装夹具设计方法步骤研究；(3)轿车前门内板焊装工艺分析；(4)焊装夹具的夹紧位置及定位方式；(5)焊装夹具结构设计；(6)cad绘制夹具图纸。2.拟解决的主要问题 (1)焊接工艺的分析； (2)工件定位夹紧方式的确定；(3)夹具单元的布置方案。三、技术路线（研究方法）分析任务书和设计资料轿车前门内板焊装工艺分析夹具设计的技术条件车门的材料装配焊接夹具的设计要求焊点布置原则结构开敞性装配焊接夹具的分类焊接接头型式精度合理性夹具的设计基准完成设计说明书定位元件及夹紧元件基板旋转及翻转机构完成装配图和零件图四、进度安排（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告 第12周（2.283.11）（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、轿车前门焊装工艺分析 第35周（3.144.1）（3）理论联系实际、分析问题、解决问题，分析焊装夹具的夹紧位置及定位方式，焊装夹具结构设计，cad绘制夹具装配草图等部分设计内容，中期检查 第68周（4.44.22）（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改 第912周(4.255.20)（5）评阅教师评阅、学生修改 第13周（5.235.27） （6）毕业设计预答辩 第14周（5.306.3）（7）毕业设计修改 第1516周（6.66.17）（8）毕业设计答辩 第17周（6.206.24）五、参考文献1杨握铨.汽车装焊技术及夹具设计.北京理工大学出版社，1996.18雷玉成，于治水.焊接成型技术.化学工业出版社，2004.19张迪妮.先进制造技术m. 北京大学出版社，2006.3王政，刘萍.焊接工装夹具及变位机械图册.北京：机械工业出版社，2006.4黄天泽.黄金陵主编，汽车车身结构与设计.北京：机械工业出版社，2005.5宋晓琳.汽车车身制造工艺学. 北京理工大学出版社，2006.6成大先主编.机械设计手册，第五版，第一卷，北京：化学工业出版社，2008.7闻邦椿主编.机械设计手册，第五版，第一卷，北京：机械工业出版社，2010.8胡敏.轿车车体装偏差研究方法综述j. 汽车与配件, 2007, (34) _2 .9史丰荣，韩华伟，周维华等.焊装夹具方案设计智能cad技术研究 j .中国工程机械学报， 2010，08 (2) .10 莫泽文，刘俊华，池源等.柔性焊装夹具的设计及制造 a . 2008年中国汽车工程学会年会论文集c .2008 .12姚春玲，张俊华.汽车车身焊装夹具的三维设计.制造也自动化，2009，7（31）.13吕毅，周华.汽车焊接拼台上的气路系统设计及管路布置浅谈 j.装备制造技术，2008，(3) _4. 14徐杰，雷刚.轿车车门焊点布置优化设计及仿真分析a.重庆工学院学报，2009，23（11）.15林忠钦.汽车车身制造质量控制技术m.北京：机械工业出版社，2005.16席升印.基于实例的车身总拼柔性夹具方案设计研究硕士学位论文.上海;上海交通大学，2008.16汪文芳.轿车车身尺寸控制与夹具工艺设计分析硕士学位论文.武汉;武汉理工大学，2010.17佟静.rps 理论在车门上的应用硕士学位论文.吉林;吉林大学，2003.2 王毅，杨建国等.可重构新型汽车车身焊接夹具设计 j .机械设计与制造，2008，(9) _2.20ceglarek, d., w. huang, s. zhou, y.