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汽车车轮轮罩焊装夹具设计【7张CAD图纸】【优秀】

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关键词：: 汽车车轮轮罩焊装夹具设计 cad图纸

资源描述：

汽车车轮轮罩焊装夹具设计

38页 19000字数+说明书+任务书+开题报告+7张CAD图纸【详情如下】

任务书.doc

单元一L板.dwg

单元二L板.dwg

基板.dwg

夹具单元一.dwg

夹具单元二.dwg

夹具装配图.dwg

汽车车轮轮罩焊装夹具设计开题报告.doc

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摘要

焊装作为汽车生产过程的四大工艺之一，焊接质量的高低对轿车车身尺寸的影响至关重要，可以说，在车身制造过程中，焊装是关键工序，是整个车身制造的核心，白车身焊接质量的优劣决定了整车的制造质量。焊接夹具是保证车身焊接质量的最重要因素，焊接夹具的主要作用就是保证所有焊接冲压件之间的相对位置以及焊接件的尺寸精度，合理的夹具设计、焊点规划、焊钳选择，可以确保焊接质量，降低生产成本，提高生产效率。

本文首先分析了汽车车轮轮罩焊装夹具设计的必要性和可行性；然后围绕车轮轮罩焊装夹具设计这一核心，通过对汽车焊装生产线、汽车焊装夹具的结构特点进行分析，归纳了焊装夹具的设计步骤和要点；重点对汽车车轮轮罩进行焊装工艺分析，研究了汽车车轮轮罩焊装夹具正确的夹紧位置及定位设计方式；最终完成汽车车轮轮罩焊装夹具的结构设计。

关键词：汽车；轮罩；焊接；夹具；设计

ABSTRACT

Welding production process as a vehicle one of the four processes, the level of welding quality on body size of car is essential, can be said that the manufacturing process in the body, welding is the key process is the core of the whole body manufacturing, white body determines the merits of quality welding vehicle manufacturing quality. Welding fixture is guarantee body welding quality most important factor, the main role of welding fixture to ensure that all welding is the relative position between the stamping and welding parts for dimensional accuracy, and reasonable fixture design, solder joint planning, welding clamp selection, to ensure weld quality, reduce production costs and increase productivity.

Firstly, this paper analyzes the automobile wheel cover design of welding fixture necessity and feasibility; Then around the wheel cover on the core welding fixture design, welding production line of automobile, car welding fixture to analyze the structural characteristics, summarizes the steps and welding fixture design elements; Focus on the car hood for welding wheel analysis of the technology of automobile wheel cover clamp welding fixture correct location and orientation design approach; Finally completed the car wheel covers the structural design of welding fixture.

Key words: Automobile; Wheel Casing; Welding ; Jig; Design

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1 课题的背景及意义1

1.2 国内外研究现状2

1.3 汽车焊装夹具的发展趋势3

1.4 本课题研究内容3

第2章汽车焊装工艺特点4

2.1 汽车车身部件焊装工艺特点4

2.2 零部件尺寸对焊装的影响4

2.3 焊装夹具质量5

2.4 焊接变形5

2.5 操作影响6

2.6 面向焊接的车身尺寸控制方法7

2.6.1 车身基准统一系统7

2.6.2 夹具精度控制8

2.6.3 生产过程控制9

2.7 本章小结9

第3章焊装夹具设计基础10

3.1 焊装夹具的基本概念10

3.1.1 焊装夹具的基本作用10

3.1.2 焊装线发展过程及现状11

3.1.3 焊装线的分类11

3.1.4 汽车焊装生产线的几种常见形式12

3.1.5 焊装生产线的组成13

3.1.6 焊装线的总体布局14

3.1.7 中国国内现有焊装线状况14

3.1.8 焊装生产线的选型15

3.2 焊装夹具设计的基本要求15

3.3 汽车焊装夹具设计方法17

3.3.1 夹具的基本构成17

3.3.2 夹具的设计步骤17

3.4焊装夹具定位可靠性设计方法18

3.4.1 “N-2-1”定位原理18

3.5 本章小结19

第4章基于轿车车轮轮罩焊装夹具设计20

4.1 夹具方案分析20

4.1.1 前期准备20

4.1.2 方案设计21

4.2 轮罩夹具设计24

4.2.1 轮罩的结构特点24

4.2.2 定位孔的选择24

4.2.3 夹具结构设计25

4.3 本章小结28

结论29

参考文献30

致谢32

2.1汽车车身部件工艺特点

汽车车身一般由外覆盖件、内覆盖件和骨架件组成,覆盖件的钢板厚度一般为0.8~1.2mm范围内,骨架件的钢板厚度多为1.2~2.5mm,也就是说它们大都为薄板件,对焊接夹具设计来说,有以下特点。

1、结构形状复杂,构图困难。

汽车车身都是由薄板冲压件焊装而成的空间壳体,为了造型美观和壳体具有一定的刚性,组成车身的零件通常是经过拉延成型的空间曲面体,结构形状相当复杂。

2、刚性差,易变形。

经过成型的薄板冲压件有一定的刚性,但和机械加工件相比,刚性要差得多,而且单个的大型冲压件容易变形,只有焊接成车身壳体后,才具有较强的刚性。

3、以空间三维坐标标注尺寸。

汽车车身产品图以空间三维坐标来标注尺寸,为了表示覆盖件在汽车上的位置和便于标注尺寸,我国的汽车车身一般每隔200mm或400mm划一坐标网线(也简称车线),3个坐标的基准是:前后方向(X向)——以汽车前轮中心为0,往前为负值,往后为正值;上下方向(Z向)——以纵梁上平面为0,往上为正值,往下为负值;左右方向(Y向)——以汽车对称中心为0,左正右负。3、要保证车身装配的相关零件尺寸，特别是那些关键零部件的装配孔，装配面，精度控制必须非常严格。要确保车身匹配质量，还要避免焊接时产生较大的强制变形。

一般设计单位来确定焊装夹具的精度标准，夹具精度标准要规定底板基准槽的定义和精度要求;支撑面、滑块、翻转机构、定位销的尺寸和形位公差，制造单位按设计部门提供的精度标准进行制造、调整，合格后固定定位销。随着制造自动化程度的提高，加工设备精度的提高，产品品质要求的提高，要求夹具的制造精度越来越高。高精度夹具的定位孔距精度高达0.01mm5um ，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。

2.6.3生产过程控制

在白车身的焊接过程中，要合理的安排每一个工序，对每一个工序都要进行严格的监控。生产制造过程控制的核心是质量管理和控制，而质量控制的核心是工序质量控制。在白车身焊接过程中，首先要加强工艺管理，提高工艺人员技术水平，编制优秀的工艺文件；员工要遵守操作规范，严格按照工艺文件操作；还要加强过程检验，保证每个工序质量，从而得到高质量的整车，制定工序质量控制点，保证车身关键部位尺寸。为了控制焊接变形，一般采用电阻点焊，由于电阻点焊为内部热源，冶金过程简单，且加热集中，热影响区较小，容易获得优质接头；采用先进焊接设备防止车身焊接变形，国外车身焊接一般都采用机器人焊设备来进行车身焊接，采用机器人焊接不仅能使车身焊接时焊点均匀，点焊顺序稳定，而且能提高焊接速度，实现最大限度减少车身焊接变形量；在产品生产的一系列过程中都必须制订明确的焊接工艺文件，并严格按照焊接工艺文件的要求进行控制。只有掌握汽车车身焊接的内在变化规律，采用先进的焊接工艺，才能有效地控制汽车车身焊接误差。第4章基于轿车车轮轮罩焊装夹具设计

4.1夹具方案分析

方案设计决定了焊装夹具的设计大多数工作量，其设计的好坏直接影响夹具设计的难易程度，夹具所能达到的定位精度。在方案设计中，首先必须确定夹具的定位基准，它和车身的设计坐标是一致的。选定基准后根据作业高度初步确定夹具底座的高度，即夹具固定位置的高度；其次要求确定本工位焊装操作的各个焊点，初步选定焊钳；下一步是确定本工位每一个工件的定位点的选取和定位方式，这是方案设计的关键，必须清楚地把握各薄板件的空间形状、上件顺序，合理设计各单元夹具的安放位置及大体结构，以保证准确、合理、方便、迅速的实现焊装过程；最后得出整个工位的总体方案草图。

4.1.1前期准备

在设计汽车焊装线之前，首先应分析设计任务书，了解生产纲领、汽车钣金结构特征、工艺需要及生产线的布置方式等，做好充分的工艺分析。根据生产纲领及自动化程度要求，考虑最佳综合成本及焊接工艺性、焊接质量和劳动强度，并结合实际情况确定焊装夹具的设计方案，确定底座形式、焊接方式、传输方式、夹具形式、自动化程度等。设计白车身右前轮罩分总成焊装夹具，其采用普通固定式底座，点焊焊点6个，单车型夹具，手动焊接(PSW)，气动夹紧，上件数量2件，生产纲领及节拍如表4.1。

表4.1 生产纲领及节拍一览表

序号内容备注

1生产纲领10万每年3班、300天

2生产节拍208秒门盖104秒

3设备开动率90%——

生产节拍：秒/台208秒/台 (4.1)

右前轮罩分总成夹具属于右纵梁图4.1所示中的一部分，在设计前首先要分析数模。

汽车制造业是全球性重要支柱产业，在激烈的市场竞争中，必须根据市场需求，尽快地制造出客户满意的个性化汽车。焊装是汽车制造的四大工艺之一，焊装生产系统的快速高效建造是汽车制造业快速响应市场需求的重要条件之一。夹具在汽车焊装线上占有相当大的比例，它的设计制造精度和进度直接影响汽车的制造精度和生产周期。为此，本文结合生产实际，开展了汽车车轮轮罩焊装夹具的设计研究

汽车车轮轮罩作为白车身的部件，具备独特的车身部件特性，刚性差、易变形。在整个设计过程中，必须掌握轮罩的工艺特性。本文所完成的主要任务是基于白车身的组成部件车轮轮罩设计一套焊装夹具。重点是焊装夹具的结构设计。

研究的内容和成果如下。

1、在汽车车轮轮罩焊接夹具设计之前，首先查阅大量焊装夹具设计的资料和相关文献，其次结合汽车车轮轮罩的工艺特性、结构特点，目的性整合、筛选车轮轮罩焊装夹具设计的必要资料，完成车轮轮罩焊装夹具设计的前期准备。

2、研究整个车轮轮罩的结构特点，确定生产纲领，明确焊装线的初步规划，做好充分的工艺准备工作，规划出夹具的总体方案。最终确定用固定式夹具。

3、研究焊装夹具设计方法与步骤，根据车轮轮罩数据，确定焊点规划方案，规划出整个焊装线方案。

4、结合车轮轮罩工艺方案和总装的装配工艺，确定合理的定位孔、支撑面及压紧方式。

5、车轮轮罩焊装夹具的整体坐标要和设计坐标一致，这样就保证整个从设计到制造的基准统一。根据基准设计坐标，完成焊装夹具结构设计。

参考文献

[1]唐德红.从2mm工程看我国汽车制造质量工程.机电产品开发与创新2006,19(1):26-

[2]杨握铨.汽车装焊技术及夹具设计[M].北京理工大学出版社,1996.

[3]W.Cai，S.J，Hu，J.X.Yuan. Deformable sheet metal fixturing: PrineiPles，algorithm-s and simulations[J].Journal of Manufaeturing Scienee and Engineering，1996，118(8): 318-324.

[4]Kulankara Krislmakumar, Shareyes N.Melkote, Maehining fixture layout optimizatio-n using the genetialgorithm. Intemational Joumal of Maehine Tools&Manufactur-e，2000, 40(4):579-598

[5]陈猛,郭钢,冯卫等.汽车焊接夹具CAD系统研究开发.汽车科技，2001(l):11-13

[6]刘海江，罗生斌.白车身侧围工位焊接机器人路径优化研究[J].制造业自动化，2005，

27(7):35-38

[7]熊晓萍,金权东.车身焊接夹具智能化设计方法的研究[J].机械设计与制造,2006(11):

84-86.

[8]彭振国,刘昌雄.汽车制造中焊接技术现状及发展趋势[J].汽车工艺与材料,2007(2)

13-17.

[9]刘跃庆,马忆远.保证车身焊装夹具设计的基础条件[J].工装设计,2005(2):34-37.

[10]李文忠,高保雷,邵丹.浅析汽车车身的焊接工艺设计[J].汽车工艺与材料,2006(2):

17-28. 20-31.

[11]刘尧铭.汽车车身装焊技术中的工艺设计与工装设计[J].焊接技术,2006,35(4):32

-34.

[12]侯志刚,李春植,王元勋等.点焊过程力学特征的有限元分析[J].机械强度,2005,27

(6):798-80.

[13]李文忠,李津.浅析汽车混流柔性焊接生产线制造技术[J].汽车工艺与材料,2006

(8): 20-31.

[14]熊晓萍,金权东.汽车车身制造中的自动焊接技术[J].焊接,2006(11):44-47.

[15]黄金河,刘国山,许嘉平．中国汽车焊接技术的回顾与展望[J].汽车工艺与材料,

2004(5):5-10.

[16]游海.汽车车身夹具的设计要点、调试及发展[J].机械工程师,2007(7):68-69.

[17]陶明元,曹彪,吴澄.气动技术在汽车车身焊装生产线上的应用[J].液压与气动,

2002(12):21-22.

[18]刘鹏，谢水生. 汽车车身焊装夹具的计算机辅助设计难点解决方案[J]烟台大学

报,2009(3):180-184.

[19]徐礼锋.浅议汽车焊接夹具的结构设计[J].职业圈,2007(2):132-134.

[20]刘加光.汽车焊装夹具中一节LINK的设计[J].现代制造工程,2004(11):68.

内容简介：: SY-025-BY-2毕业设计任务书学生姓名李加林系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07- 2班指导教师姓名石美玉职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称汽车车轮轮罩焊装夹具设计一、设计（论文）目的、意义汽车车身制造是汽车制造业中的一项系统工程，随着我国汽车制造业的飞速发展，对汽车焊装线的需求量巨大，对其质量上的要求也日益提高。汽车车身是经过冲压、焊接、涂装、总装这四个主要工艺过程生产出来的，焊装作为汽车生产的四大工艺之一，其技术、设备、生产布局等对整个汽车生产的作用至关重要。汽车焊装夹具在汽车焊装线上占有相当大的比例，焊装夹具的设计制造直接影响汽车的生产规模、效率和生产质量。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容：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.汽车车轮轮罩焊装工艺分析；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；7.撰写设计说明书。技术要求：1.设计汽车车轮轮罩焊装夹具；2.要求：保证加工质量，设计标准化、系列化；3.生产纲领：成批生产。三、设计（论文）完成后应提交的成果CAD绘制汽车车轮轮罩焊装夹具装配图、零件图折合0号图纸3张以上，设计说明书15000字以上。四、设计（论文）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、撰写说明书草稿、汽车车轮轮罩焊装工艺分析第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、主要参考资料1.杨握铨.汽车装焊技术及夹具设计.北京理工大学出版社2.韩根云.汽车车身焊接夹具的设计.新技术新工艺3.刘跃庆,马忆远.保证车身焊装夹具设计的基础条件.工装设计4.熊晓萍.汽车车身焊接夹具运动机构浅析.现代制造工程5.刘加光.汽车焊装夹具中一节LINK的设计.现代制造工程6.陈猛,郭钢,唐业等.CAD技术在汽车焊接气动夹具设计中的应用.汽车技术7.网络资源，超星数字图书馆8.近几年相关专业CNKI网络期刊等六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日毕业设计开题报告设计（论文）题目: 汽车车轮轮罩焊装夹具设计院系名称: 汽车与交通学院专业班级: 车辆工程07-2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07-2 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汽车车轮轮罩焊装夹具设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、课题研究现状国内外对汽车焊装夹具的设计进行了多方面的研究，1988年，Youcef-Toumi等人提出一种关于薄板钢件的夹具分析的方法,研究了用于平板和壳体的三点和四点夹具定位系统，该方法没有考虑薄板变形减少问题；1991年，Menassa和DeVies提出基于“3-2-1”定位方案的使工件第一基准面法向变形量最小的夹具定位布置，但没有考虑夹具的特征；1996年,Cai、Hu和Yuan在采用变分法确定传统“3-2-1定位”夹具定位点位置的基础上,针对柔性车身薄板零件易变形的特点提出了“N-2-1定位”法,在薄板件法方向即第一基准面应用多于3个定位点来限制工件多余变形，利用有限元分析和非线性规划方法找到最优的定位点数“N”。陈猛，郭钢等人在2001年提出汽车焊接夹具CAD系统的设计目标并开发了三维汽车焊装夹具CAD系统；周至强、罗来军和林忠钦在2002年采用模块化设计和参数化设计技术开发了汽车覆盖件焊装夹具设计参数库等；岁波等在2003提出采用树状模型与关系模型来描述车身装焊工艺信息的混合建模方法，并在此数据模型基础上借助人机交互式三维仿真平台，建立了白车身虚拟装焊可视化工艺信息模型；2005年，刘海江，罗生斌针对国内汽车企6华中科技大学硕士学位论文业中白车身焊接机器人作业顺序不合理的问题，采用启发式的节约算法，有效的解决了机器人规划中的最短路问题，实现了机器人路径的优化；2006年，熊晓萍等提出将知识工程技术引入到传统CAD系统中，有效地支持车身焊接夹具智能化CAD技术的快速实现。（1）计算机辅助夹具设计计算机辅助汽车焊装夹具设计是最早的把计算机应用于汽车焊装夹具设计工作的阶段，但目前仍有不少焊装夹具设计企业应用这种设计方法。应用这种设计方法时，计算机本身没有任何智能行为，仅仅是一种辅助工具。设计夹具的经验和知识靠设计人员来掌握。夹具的检测、调整等工作也由专业人员来完成。（2）交互式夹具设计最初的交互式设计系统是由设计人员简单应用CAD软件的图形功能，建立一个标准夹具元件数据库，设计者根据经验选择元件，并装配成夹具。随后开发的CAFD系统建立了定位方法选择、工件信息检索等模块，大大提高了CAFD系统的实用性。这些都是基于二维平台开发的。随着计算机技术的发展，三维绘图成了计算机辅助设计的有力工具。多数三维绘图软件都建立了标准件库，同时允许用户建立自己的元件库。这为交互式夹具设计提供了更好的平台。交互式夹具设计步骤以传统夹具设计步骤为基础。首先根据工件特征、工序信息及夹具信息，调用有关的程序和数据协助技术人员来完成夹具的定位方案、导向方案、夹紧方案的设计，并通过人机交互的方式完成各功能元件和部件的选择和设计。然后进入三维绘图环境，采用人工交互的方式进行参数化驱动，以获得尺寸满足要求的零件和部件，装配后绘出装配图和零件图。交互式夹具设计系统适合于开发新产品和需要加工新工件、没有已有夹具信息可以利用的情况。对于大多数制造业企业来说，待加工的工件相似性高，因此要设计的夹具只需要在尺寸或结构上进行部分修改，这就使夹具设计中重复性工作多，需要繁琐的人工绘图工作。如何充分利用已有夹具信息成为CAFD系统的关键环节。（3）基于成组技术的焊装夹具设计成组技术（GT）是上个世纪50年代由前苏联学者c.n米特洛夫首先提出来的，当时称作“成组加工”，主要用于机械零件的机加工。60年代中期，英国的Burbidge提出了生产流程分析原理，以找到工艺相似的零件组，建立与之对应的制造单元，从而使企业的物流路线和生产流程更趋合理。由此而使成组工艺进一步发展成为一种把生产技术与组织管理揉合成一体的综合技术即成组技术。它是将工程技术与管理技术集于一体的生产组织管理方法，它利用产品零件间的相似性对零件分类成组，然后根据每组零件所特有的相似特征为同组零件找出相对统一的最佳处理方法，从而在基本不改变原有工艺和设备的条件下，取得提高效率、节省资源、降低生产成本的目的。该设计方法是通过成组技术的编码系统，对夹具库中原有的相似的夹具单元做相应的调整，从而适应新的工作的加工要求。若无法选择相似的夹具时，就可以使用生成式夹具设计方法，产生新的夹具设计方案，将新产生的夹具编码添加到夹具库中，为下次设计作参考用。（4）可重构焊装夹具设计上世纪末，一些学者提出了可重构制造系统（RMS，ReconfigurableManufacturingSystem）其关键技术是可重构生产技术，追求的目标是快速响应市场、占有市场，可重构制造系统是一种能适应市场需求的产品变换，按系统规划的要求，以重排、重复利用、革新组元或子系统的方式，快速调整制造过程、制造功能和制造生产能力的一类新型可变制造系统。它是基于可利用的现有的或可获得的新设备和其他组元、可动态组态的新一代制造系统。与传统的制造系统的区别在于：企业可随时根据产品变化，由产品工艺过程变化驱动、快速进行组态规划和重构。焊装夹具结构可重构化设计的关键是对焊装夹具零部件进行标准化、通用化、系列化，以及采用可调式结构设计。焊装夹具的重构大部分工作是将标准化元件重新组合的过程，也就是将焊装夹具中普遍具有不同功能的元件，如定位块、支架、压紧块支架、导向座、工作台、工作台支架等抽出来，预先设计成通用的标准化系列元部件，在重构设计时，设计者根据需要调用这些元部件任意组合构成一套夹具。一套夹具重构设计是否合理，主要取决于设计者的组合水平，更主要的是通用化标准元件的编制设计程度，编制越多越细，设计时越得心应手。设计者的组合水平是焊装夹具重构设计的成败的关键，标准化元部件是焊装夹具设计的基础，两者互为因果、不可偏费。汽车焊装夹具的重构可分为3个步骤：夹具重构方案设计；夹具元部件设计；夹具重构组装与评价。汽车焊装夹具可重构设计的关键技术研究有以下几点：（i）焊装夹具重构定位可靠性设计方法。（ii）焊装夹具工程数据库的建立。（iii）焊装夹具元部件标准化设计。（iv）焊装夹具重构设计方案与综合评价。2、选题的目的和意义汽车车身制造是汽车制造业中的一项系统工程，随着我国汽车制造业的飞速发展，对汽车焊装线的需求量巨大，对其质量上的要求也日益提高。汽车车身是经过冲压、焊接、涂装、总装这四个主要工艺过程生产出来的，焊装作为汽车生产的四大工艺之一，其技术、设备、生产布局等对整个汽车生产的作用至关重要。汽车焊装夹具在汽车焊装线上占有相当大的比例，焊装夹具的设计制造直接影响汽车的生产规模、效率和生产质量。近年来，汽车工业的技术进步非常快。各汽车厂家为了在激烈的市场竞争中生存下来，不断推出具有高技术含量的新产品。计算机控制的高自动化水平的无人焊装线在国外先进的汽车厂已普遍采用，上下料为自动输送机和机器人，车身全部是机器人焊接，生产人员主要从事质检、维护和管理工作。电弧钎焊工艺取代了二氧化碳电弧焊。车身焊装是车身制造的重要组成部分，它是将已经冲压成形的车身零件在夹具上定位夹紧后，通过点焊、凸焊、CO2保护焊、钎焊以及粘接工艺（主要是电阻点焊）装配成为白车身的过程。目前，国内的焊接装备生产厂家综合技术实力不足，不具备设计制造高水平的成套焊装线的能力，面对汽车行业的日益激烈的竞争又不允许国内的汽车生产厂家用国产的装备进行试验，只好成套引进，使得国内焊接装备生产厂家近年来与国外水平的差距越来越大。国内汽车焊接生产水平与国外逐渐接近，而国内焊接装备制造水平与国外差距却逐渐加大，提高我国焊装线及焊装夹具自主设计和制造水平迫在眉睫。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题设计的基本内容：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.汽车车轮轮罩焊装工艺分析；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；7.撰写设计说明书。拟解决的主要问题：1.夹具的定位方式及夹紧位置;2.夹具的结构设计；3.CAD绘制夹具图纸。三、技术路线（研究方法）确定辅助机构确定定位基板确定定位装置撰写设计说明书CAD绘制夹具图纸确定定位基准定位方式设计夹紧方式设计夹具结构设计焊装夹具方案设计焊装工艺分析工件工艺分析查阅资料，前期准备分析设计任务书确定夹紧机构四、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、撰写说明书草稿、汽车车轮轮罩焊装工艺分析第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M.北京理工大学出版社,1996.2乐玉汉.轿车车身设计M.高等教育出版社,2000.3林忠钦.车身覆盖件冲压成型仿真M.机械工业出版社,2005.4韩根云.汽车车身焊接夹具的设计M.新技术新工艺,2001(8):3344.5陈猛,郭钢,唐业.CAD技术在汽车焊接气动夹具设计中的应用J.汽车技术,2000(3):3841.6陶明元,曹彪,吴澄.气动技术在汽车车身焊装生产线上的应用J.液压与气动,2002(12):2122.7刘加光.汽车焊装夹具中一节LINK的设计J.现代制造工程,2004(11):68.8黄金河,刘国山,许嘉平中国汽车焊接技术的回顾与展望J.汽车工艺与材料,2004(5):510.9熊晓萍.汽车车身焊接夹具运动机构浅析J.现代制造工程,2005(1):8082.10刘跃庆,马忆远.保证车身焊装夹具设计的基础条件J.工装设计,2005(2):3437.11侯志刚,李春植,王元勋等.点焊过程力学特征的有限元分析J.机械强度,2005,27(6):79880.12刘尧铭.汽车车身装焊技术中的工艺设计与工装设计J.焊接技术,2006,35(4):3234.13李文忠,高保雷,邵丹.浅析汽车车身的焊接工艺设计J.汽车工艺与材料,2006(2):1728.14李文忠,李津.浅析汽车混流柔性焊接生产线制造技术J.汽车工艺与材料,2006(8):2031.15熊晓萍,金权东.汽车车身制造中的自动焊接技术J.焊接,2006(11):4447.16熊晓萍,金权东.车身焊接夹具智能化设计方法的研究J.机械设计与制造,2006(11):8486.17徐礼锋.浅议汽车焊接夹具的结构设计J.职业圈,2007(2):132134.18游海.汽车车身夹具的设计要点、调试及发展J.机械工程师,2007(7):6869.19彭振国,刘昌雄.汽车制造中焊接技术现状及发展趋势J.汽车工艺与材料,2007(2):1317.20刘鹏，谢水生. 汽车车身焊装夹具的计算机辅助设计难点解决方案J烟台大学学报,2009(3):18018421PrentzasJ,HatzilygeroudisI.Integratinghybridrule-basedwithcase-basedreasoningC.Advancesin Case-Based Reasoning.Procs European Conference on Case-Based Reasoning.LNAI 2416 Springer-Verlag.2002.336-349. 22PrentzasJ.Hatzilygeroudis I.Integrations of rule-based and case-based reasoningC.USA: Proccedingof Intermational Conference on Computer,Communication and Control Technologies(CCCT-03),2003.81-85.六、备注黑龙江工程学院本科生毕业设计本科学生毕业设计汽车车轮轮罩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：指导教师：职称：教授黑龙江工程学院二一一年六月摘要焊装作为汽车生产过程的四大工艺之一，焊接质量的高低对轿车车身尺寸的影响至关重要，可以说，在车身制造过程中，焊装是关键工序，是整个车身制造的核心，白车身焊接质量的优劣决定了整车的制造质量。焊接夹具是保证车身焊接质量的最重要因素，焊接夹具的主要作用就是保证所有焊接冲压件之间的相对位置以及焊接件的尺寸精度，合理的夹具设计、焊点规划、焊钳选择，可以确保焊接质量，降低生产成本，提高生产效率。本文首先分析了汽车车轮轮罩焊装夹具设计的必要性和可行性；然后围绕车轮轮罩焊装夹具设计这一核心，通过对汽车焊装生产线、汽车焊装夹具的结构特点进行分析，归纳了焊装夹具的设计步骤和要点；重点对汽车车轮轮罩进行焊装工艺分析，研究了汽车车轮轮罩焊装夹具正确的夹紧位置及定位设计方式；最终完成汽车车轮轮罩焊装夹具的结构设计。关键词：汽车；轮罩；焊接；夹具；设计ABSTRACTWelding production process as a vehicle one of the four processes, the level of welding quality on body size of car is essential, can be said that the manufacturing process in the body, welding is the key process is the core of the whole body manufacturing, white body determines the merits of quality welding vehicle manufacturing quality. Welding fixture is guarantee body welding quality most important factor, the main role of welding fixture to ensure that all welding is the relative position between the stamping and welding parts for dimensional accuracy, and reasonable fixture design, solder joint planning, welding clamp selection, to ensure weld quality, reduce production costs and increase productivity.Firstly, this paper analyzes the automobile wheel cover design of welding fixture necessity and feasibility; Then around the wheel cover on the core welding fixture design, welding production line of automobile, car welding fixture to analyze the structural characteristics, summarizes the steps and welding fixture design elements; Focus on the car hood for welding wheel analysis of the technology of automobile wheel cover clamp welding fixture correct location and orientation design approach; Finally completed the car wheel covers the structural design of welding fixture.Key words: Automobile; Wheel Casing; Welding ; Jig; DesignII目录摘要I AbstractII第1章绪论11.1 课题的背景及意义11.2 国内外研究现状21.3 汽车焊装夹具的发展趋势31.4 本课题研究内容3第2章汽车焊装工艺特点42.1 汽车车身部件焊装工艺特点42.2 零部件尺寸对焊装的影响42.3 焊装夹具质量52.4 焊接变形52.5 操作影响62.6 面向焊接的车身尺寸控制方法72.6.1 车身基准统一系统72.6.2 夹具精度控制82.6.3 生产过程控制92.7 本章小结9第3章焊装夹具设计基础103.1 焊装夹具的基本概念103.1.1 焊装夹具的基本作用103.1.2 焊装线发展过程及现状113.1.3 焊装线的分类113.1.4 汽车焊装生产线的几种常见形式123.1.5 焊装生产线的组成133.1.6 焊装线的总体布局143.1.7 中国国内现有焊装线状况143.1.8 焊装生产线的选型153.2 焊装夹具设计的基本要求153.3 汽车焊装夹具设计方法173.3.1 夹具的基本构成173.3.2 夹具的设计步骤173.4焊装夹具定位可靠性设计方法183.4.1 “N-2-1”定位原理183.5 本章小结19第4章基于轿车车轮轮罩焊装夹具设计204.1 夹具方案分析204.1.1 前期准备204.1.2 方案设计214.2 轮罩夹具设计244.2.1 轮罩的结构特点244.2.2 定位孔的选择244.2.3 夹具结构设计254.3 本章小结28结论29参考文献30致谢32第1章绪论汽车车身制造是汽车制造业中的一项系统工程，随着我国汽车制造业的飞速发展，对汽车焊装线的需求量巨大，对其质量上的要求也日益提高。汽车车身是经冲压、焊接、涂装、总装这四个主要工艺过程生产出来的，焊装作为汽车生产的大工艺之一，其技术、设备、生产布局、自动化水平、柔性化水平等对整个汽车产的作用至关重要。1.1课题的背景及意义自1885年德国工程师卡尔奔驰制成了世界第一辆以汽油发动机作为动力的汽车，汽车诞生至今已有100余年，汽车工业从无到有，迅猛发展，产量大幅度增加技术日新月异,全世界汽车年产量近5000万辆。2006年，世界汽车市场增长仍然深陷停滞状态，而我国汽车产销双超720万辆，这意味着中国2006年超过德国成为全球第三大汽车生产国，同时超过日本，成为全球第二大新车消费市场。汽车工业是我国国民经济支柱产业之一，在国民经济发展中有特殊地位和作用，汽车工业能极大地带动和促进其它工业和产业的发展，并且成为显示一个国家工业发达水平的重要标志。随着汽车市场竞争的日益加剧，加快了汽车产品的更新换代步伐，汽车新产品的开发和制造周期越来越短。2006年，国内汽车厂家共推出117款轿车、SUV和MP新车型。增加新车型冲压模具和焊接工装夹具虽必不可少，但汽车换型最主要的是改造焊接生产线。在汽车制造业中，汽车焊装夹具在汽车焊装线投入中占有相当大的比例，焊装夹具的设计制造直接影响汽车的生产规模、效率和生产质量。1991年，为提高汽车制造过程中的质量，增强当时美国汽车制造业的信心，美国密西根大学吴贤铭教授首先提出了轿车车身焊装“2mm工程”的概念，即白车身焊后尺寸偏差小于2mm。所谓汽车产品2mm工程就是从系统的观点出发，对汽车产品采用Continues Improvement Indicator车身制造综合误差指数，即六倍均方差“6”来控制车身制造质量，并用一整套确保汽车车身制造尺寸偏差最小化的制造技术和流程，达到汽车整车在密封、噪声、外观、动力性和寿命等方面制造偏差接近世界先进水平2mm以内，从而实现用最省的制造成本提高汽车产品整体质量。2mm工程的核心内容就是采用切实有效的方法和手段，来控制和减少那些不可避免而又十分重要的关键尺寸的变动，以达到对轿车车身质量的控制。随着汽车向中高档方向发展和整车2mm工程的推广，对焊装设备智能化和焊接质量的要求也将越来越高。在这种情况下，开展有关汽车车身制造工艺过程方面的研究，提高车身制造精度，促使我国汽车工业整体水平迎头赶上，有着重要的意义。近年来，汽车工业的技术进步非常快。各汽车厂家为了在激烈的市场竞争中生存下来，不断推出具有高技术含量的新产品。计算机控制的高自动化水平的无人焊装线在国外先进的汽车厂已普遍采用，上下料为自动输送机和机器人，车身全部是机器人焊接，生产人员主要从事质检、维护和管理工作。电弧钎焊工艺取代了二氧化碳电弧焊。车身焊装是车身制造的重要组成部分，它是将已经冲压成形的车身零件在夹具上定位夹紧后，通过点焊、凸焊、CO保护焊、钎焊以及粘接工艺（主要是电阻点焊）装配成为白车身的过程。目前，国内的焊接装备生产厂家综合技术实力不足，不具备设计制造高水平的成套焊装线的能力，面对汽车行业的日益激烈的竞争又不允许国内的汽车生产厂家用国产的装备进行试验，只好成套引进，使得国内焊接装备生产厂家近年来与国外水平的差距越来越大。国内汽车焊接生产水平与国外逐渐接近，而国内焊接装备制造水平与国外差距却逐渐加大，提高我国焊装线及焊装夹具自主设计和制造水平迫在眉睫。1.2国内外研究现状国内外对汽车焊装夹具的设计进行了多方面的研究，1988年，Youcef-Toumi等人提出一种关于薄板钢件的夹具分析的方法,研究了用于平板和壳体的三点和四点夹具定位系统，该方法没有考虑薄板变形减少问题；1991年，Menassa和DeVies提出基于“3-2-1”定位方案的使工件第一基准面法向变形量最小的夹具定位布置，但没有考虑夹具的特征；1996年,Cai、Hu和Yuan在采用变分法确定传统“3-2-1定位”夹具定位点位置的基础上,针对柔性车身薄板零件易变形的特点提出了“N-2-1定位”法,在薄板件法方向即第一基准面应用多于3个定位点来限制工件多余变形，利用有限元分析和非线性规划方法找到最优的定位点数“N”。 KulankaraK等建立了工件一夹具系统的弹性模型，采用惩罚函数处理夹具布局不合理问题。陈猛，郭钢等人在2001年提出汽车焊接夹具CAD系统的设计目标并开发了三维汽车焊装夹具CAD系统；周至强、罗来军和林忠钦在2002年采用模块化设计和参数化设计技术开发了汽车覆盖件焊装夹具设计参数库等；岁波等在2003提出采用树状模型与关系模型来描述车身装焊工艺信息的混合建模方法，并在此数据模型基础上借助人机交互式三维仿真平台，建立了白车身虚拟装焊可视化工艺信息模型；2005年，刘海江，罗生斌针对国内汽车企业中白车身焊接机器人作业顺序不合理的问题，采用启发式的节约算法，有效的解决了机器人规划中的最短路问题，实现了机器人路径的优化；2006年，熊晓萍等提出将知识工程技术引入到传统CAD系统中，有效支持车身焊接夹具智能化CAD技术的快速实现。1.3汽车焊装夹具发展趋势目前，中国汽车有市场两个特点：一是有很高的增长率，二是市场竞争非常激烈。汽车市场的竞争点越来越集中在产品的更新换代上，面对如此快速的产品更新，汽车行业过去采用那种大批量单车型专机生产模式已不太适应当前发展的要求。因此多品种的柔性化生产也越来越多地应用在汽车生产中，概括起来，目前汽车焊装夹具的发展显现以下两方面的特点。1、车身焊接夹具设计的智能化趋势。车身焊接夹具的设计受车身零件结构形状、焊接工艺、焊接方法、焊接设备等多种因素的影响和制约，设计周期长，设计工作量大，设计过程复杂，在一定程度上制约了汽车柔性化的发展方向。随着AI技术和CAD技术的飞速发展，探索其结构的特点和规律，建立一个具有零部件库、实例知识库、领域知识库和推理规则的智能化系统，对于提高设计效率，缩短新车型的开发周期具有较大的实用价值。2、自动化、柔性化程度普遍提高趋势。汽车制造的个性化、批量化、高效率和对产品质量一致性的要求，使汽车焊装生产线的自动化、柔性化程度日益提高。由于焊接机器人可以提高焊装生产的自动化程度，减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，保证焊接质量，是实现了车身装焊的柔性化、自动化生产方式的有效手段，这样焊接机器人在汽车焊接生产中获得了大量应用。据有关专家分析，我国机器人到2010年拥有量为17300台，年销售额超过90亿，中国的“机器人时代”即将到来。随着机器人自动化成套焊装系统的广泛应用，我国汽车焊装生产线的自动化、柔性化程度将显著提高。1.4本课题研究内容汽车车轮轮罩在焊装过程中，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。为保证汽车车轮轮罩装配尺寸的准确性，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。本文针对汽车车轮轮罩，构思夹具设计方案，进行焊点规划，焊钳选型，夹具工艺分析等。最终完成汽车车轮轮罩焊装夹具设计。第2章汽车焊装工艺特点2.1汽车车身部件工艺特点汽车车身一般由外覆盖件、内覆盖件和骨架件组成,覆盖件的钢板厚度一般为0.81.2mm范围内,骨架件的钢板厚度多为1.22.5mm,也就是说它们大都为薄板件,对焊接夹具设计来说,有以下特点。1、结构形状复杂,构图困难。汽车车身都是由薄板冲压件焊装而成的空间壳体,为了造型美观和壳体具有一定的刚性,组成车身的零件通常是经过拉延成型的空间曲面体,结构形状相当复杂。2、刚性差,易变形。经过成型的薄板冲压件有一定的刚性,但和机械加工件相比,刚性要差得多,而且单个的大型冲压件容易变形,只有焊接成车身壳体后,才具有较强的刚性。3、以空间三维坐标标注尺寸。汽车车身产品图以空间三维坐标来标注尺寸,为了表示覆盖件在汽车上的位置和便于标注尺寸,我国的汽车车身一般每隔200mm或400mm划一坐标网线(也简称车线),3个坐标的基准是:前后方向(X向)以汽车前轮中心为0,往前为负值,往后为正值;上下方向(Z向)以纵梁上平面为0,往上为正值,往下为负值;左右方向(Y向)以汽车对称中心为0,左正右负。2.2零部件尺寸对焊装的影响零部件尺寸不合格会造成焊接误差，从而影响汽车车身尺寸偏差，所谓零件尺寸不合格是指零件实物尺寸和产品设计图纸不一致，即通常说的零件尺寸超差。汽车覆盖件大量应用高强度薄钢板，导致冲压件形状尺寸精度不良的问题也越来越多，毛坯在冲压成形过程中由于受到不均匀变形，零件局部尺寸与标准形面不能吻合，或者由于冲压工艺设计不合理，模具和钢板本身的质量问题，都会引起零件缺陷，也就是通常说的冲压件形面精度不良，严重影响了车身特别是轿车车身质量。起皱、面回弹、面畸变、线位移、滑移线、冲击线、粘结、划伤等都是冲压件不合格的表现。其中最主要的质量问题是起皱，面畸变和面回弹。当冲压件的某些部位形状有急剧变化时，毛坯的变形分布将不均匀，这时就很容易在形状急剧变化周围的表面产生凹凸，也就是局部的起伏，当起伏高度小于0.2mm时我们一般称之为“面畸变”，对于起伏高度超过0.2mm的，我们一般认为是“起皱”，面回弹是指冲压件形面在零件脱模卸载后产生的形状变化，弹复是指形状弯曲部分的弹性回复。在实际的车身零部件制造过程中，实际得到的零件的尺寸形状不可避免的都会和设计数据有偏差，在后续的冲压件焊接过程中，这些偏差会影响到焊接组件的尺寸，最终会对车身总成的尺寸、形状精度产生很大的影响，成为制约车身质量的一个重要因素。有时，对于某些零件非主要尺寸的尺寸偏差，在车身焊接时会产生一定影响的，我们可以在不影响车身质量的前提下适当地调整夹具，来消除对焊接的影响，但在很多情况下，我们是不能通过调整夹具就可以避免这些影响的。如果零件尺寸特别是主要尺寸不合格，就不能正确的在夹具上装夹，或者在装夹时零件形面和其他零件的形面不能很好的贴合，过渡不协调平顺，从而无法焊接，有时虽然零件可以装夹并焊接，但由于零件之间匹配协调不好，在夹具上用较大的压紧力强行把零件衔接在一起，使其可以点焊，但由于夹具的压紧力使零件之间产生了强制变形，必然会造成装焊误差。所以要减小车身尺寸偏差，所有的焊接零件必须检验合格才能投入使用，特别是车身上一些主要的装配孔、工艺孔的位置尺寸和装配面尺寸是必须控制的，要做到这些，就要努力提高冲压模具的设计和制作水平。2.3焊装夹具质量在车身制造过程中，焊装夹具是为保证焊件尺寸，提高装配效率，防止焊接变形所采用的工艺装备，将焊接零件在夹具上定位、夹紧，保证了零件间的相对位置，减小了焊接过程中的变形，提高了焊接的精度和质量。由于轿车车身结构复杂，轿车车身焊装夹具的设计制造难度都比其他夹具大很多，要保证各冲压零件装配精度，车身焊装夹具的定位点和定位型面的精度要求非常高。焊接夹具一般包含基板、定位装置和夹紧装置，有的夹具也包含旋转等一些辅助机构，将零件在夹具上定位夹紧、按照工艺进行焊接、卸下焊接组件就完成了一个焊接过程。要保证车身质量，在试生产前，夹具的安装和调试也非常重要，只有合格的工装夹具才能制造出合格的产品，才能满足生产各阶段的质量控制目标，只有零件、夹具和实际操作匹配协调好之后，夹具才能正式验收使用。由于夹具使用频繁，使用过程中难免会发生偏移，磨损等现象，一旦夹具出现偏差，冲压件就会出现定位偏差，在焊接时必将扭曲变形，最终会导致整个车身装配误差，车身结构受力状态也会恶化，严重影响白车身的质量。2.4焊接变形焊接误差造成的焊接变形一般很难进行定量的计算和确定，焊接变形量的获得是通过实际测量和理论分析相结合的方式获得的，理论分析是对变形的情况进行大致的定位分析，具体变形量的数值是进行实际试验测量获得。检验变形量所需的测量方法很复杂，针对不同部位和不同的焊接方案，不同的焊接顺序等等都是影响焊接变形的因素，我们都要进行具体的分析和实际测量。在数据出来后，我们可以通过对夹具进行精调后消除局部变形，从而减小部分焊接变形。但是很多焊接变形是不可能完全依靠调整夹具就能解决的，在焊接过程中，必须依靠合理的焊接工艺，选择适合的焊接方法，控制稳定的焊接规范，以减少焊接变形。装配i装配1 零件车身焊接涉及的零件数量众多，装配过程复杂，影响因素繁多，即使零件的设计和制造都准确无误，在装配过程中由于夹具，焊接工具等的影响仍然会产生装配偏差，图2.1以车身装配过程为主线，说明了在车身焊接过程中偏差的形成过程。装配偏差i夹具释放焊接夹紧定位装配i+1点焊热效应焊枪偏差夹紧偏差定位偏差装配n电极力电流电压零件材料匹配间隙设计不合理制造不合理使用不合理维护不合理白车身图2.1 车身装配过程及偏差2.5操作影响白车身的装焊或是冲压件的制造，都是有多个步骤，多个工序来完成的，从上一工序到下一工序，在取放过程中不可避免的会产生一定变形。另外由于操作者的熟练程度，是否严格按照操作规范来操作，都会产生随机性的制造误差，在实际生产中，我们要尽量避免这种随机误差。归纳起来，轿车车身尺寸偏差产生的原因可以用图2.2来描述。焊接变形冲压件尺寸偏差零件干涉焊接次序回弹焊接规程摸具磨损材料性能工序间冲压参数定位因素轿车车身尺寸偏差定位元件磨损运输定位元件失效夹具设计不合理劳动态度夹紧力的影响熟练程度操作的影响夹具的影响图2.2 轿车车身尺寸偏差原因2.6面向焊装的车身尺寸控制方法2.6.1车身基准统一系统汽车的生产过程按制造顺序大致可以分为五步:车身的设计，零件的制造，白车身焊接，白车身涂装，零部件装配。生产过程中涉及的工序、部门众多，所以零件和总成的定位需要各方面的相互协调，沟通，否则，从车身的设计开始，设计基准，冲压基准，焊接基准，装配基准就会不统一，导致车身质量无法控制。德国大众汽车公司为了提高和稳定汽车车身制造质量，不断地进行尝试和努力，提出并实施了基准点系统(RPS，ReferencePointSystem)。基准点系统(RPS)建立的目的是使设计部门，制造部门和检验部门具有同一定位基准，保证相同的尺寸关系。其原理是:通过保证定位具有足够的精度来实现零件的加工精度，即零件的全部工序应保证定位基准单一化原则。基准点系统(RPS)的任务是使此方法能可靠地有力地刻划过程并准确重复，以便使工人的安装工作具有独立性。基准点的通用性必须体现在所有制造、装配、检验和安装工序中。贯彻使用基准点系统，可以避免在汽车生产过程中每个阶段的基准变换，可以缩小尺寸链，从而保证车身尺寸的精确性和稳定性，而且还可以及时地分析出误差产生的原因并加以控制。在车身设计、制造和检测过程中始终贯彻基准点系统，对于各个环节由定位基准变换引起的尺寸偏差，以前后统一、上下继承的形式来保证。RPS的应用优势在于:1、由于这个设计制造过程基准的统一，减少了因基准变换产生的误差，从而提高车身制造精度；2、只在统一基准处定位装夹，减少了夹具的使用，降低生产成本、提高生产效率；3、基准统一对于分析车身尺寸问题产生的原因非常方便，可以有效地进行故障诊断，有利于生产管理水平的提高。由于在整个过程中统一了基准，而且基准是逐级传递的，也就保证了在焊接过程中零件的准确定位。2.6.2夹具精度控制在汽车车身制造中，工装夹具是保证轿车车身焊接质量的重要装备，焊装夹具的精度直接影响了白车身的尺寸精度。在焊装夹具正式投入使用之前，必须对其进行充分的调试和检测，只有验证合格的夹具才能投入生产。焊装夹具的调试工作非常繁琐，需要有很好的技术和丰富的经验。要控制夹具精度，制造合格的焊装夹具必须做到以下几项。1、焊接夹具的定位基准与产品设计基准和装配基准应重合，要结合车身设计和模具设计，选择统一的定位孔、工艺孔，这样不仅能简化装配关系，还能消除由基准不同带来的车身尺寸误差，并且可以提高焊接夹具的装配精度。一般车身焊装夹具首先是按照车身数据进行设计制造，然后在生产过程中，根据冲压件的实际需要的变形量来对夹具进行调试，做适当调整。为了控制车身的焊接变形，设计焊接夹具定位结构时要考虑易调整性，对于车身焊接变形以及焊接后收缩量的变化都能方便调整，并且根据实际情况来微调夹具，控制焊接过程变形。2、车身焊装夹具和焊接零件都是根据理论数据来制造，在制造时难免会有误差，出现和数据不一致的情形，要使冲压零件之间，零件与夹具之间能很好的匹配，在车身试生产前必须经过夹具的调试阶段，以检验夹具和零件的协调性，是否能保证焊接精度与白车身质量。在调试夹具的过程中，对于重要的定位销和定位块，比如车身上重要的装配孔、工艺孔，对车身的焊接、装配、外观和性能有影响的定位机构，我们首先要分析是否影响到了车身匹配误差，而不能轻易地进行调整，要综合起来考虑。在夹具调试时，首先要对夹具本身进行测量，以保证夹具实物和图纸的一致性。如果冲压件已经检验合格，我们还可以用样件来验证夹具，使夹具测量更有针对性，缩短夹具测量周期。对于左右对称的零件，可以用零件的对称性来判定夹具是否也完全对称。在焊接完成后，焊接好的组件要很方便的从夹具上取下，然后对组件进行测量，如果测量值和数据存在明显的偏差，就要在夹具上采取措施来控制焊接变形。3、要保证车身装配的相关零件尺寸，特别是那些关键零部件的装配孔，装配面，精度控制必须非常严格。要确保车身匹配质量，还要避免焊接时产生较大的强制变形。一般设计单位来确定焊装夹具的精度标准，夹具精度标准要规定底板基准槽的定义和精度要求;支撑面、滑块、翻转机构、定位销的尺寸和形位公差，制造单位按设计部门提供的精度标准进行制造、调整，合格后固定定位销。随着制造自动化程度的提高，加工设备精度的提高，产品品质要求的提高，要求夹具的制造精度越来越高。高精度夹具的定位孔距精度高达0.01mm5um ，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。2.6.3生产过程控制在白车身的焊接过程中，要合理的安排每一个工序，对每一个工序都要进行严格的监控。生产制造过程控制的核心是质量管理和控制，而质量控制的核心是工序质量控制。在白车身焊接过程中，首先要加强工艺管理，提高工艺人员技术水平，编制优秀的工艺文件；员工要遵守操作规范，严格按照工艺文件操作；还要加强过程检验，保证每个工序质量，从而得到高质量的整车，制定工序质量控制点，保证车身关键部位尺寸。为了控制焊接变形，一般采用电阻点焊，由于电阻点焊为内部热源，冶金过程简单，且加热集中，热影响区较小，容易获得优质接头；采用先进焊接设备防止车身焊接变形，国外车身焊接一般都采用机器人焊设备来进行车身焊接，采用机器人焊接不仅能使车身焊接时焊点均匀，点焊顺序稳定，而且能提高焊接速度，实现最大限度减少车身焊接变形量；在产品生产的一系列过程中都必须制订明确的焊接工艺文件，并严格按照焊接工艺文件的要求进行控制。只有掌握汽车车身焊接的内在变化规律，采用先进的焊接工艺，才能有效地控制汽车车身焊接误差。2.7本章小结本章主要介绍了车身部件车轮轮罩对于焊装工艺特点，零部件尺寸对焊装的影响，焊装质量，焊装变形。焊装对车身尺寸的影响，以及如何减少焊装对车身尺寸影响的方法。同时介绍了车身基准统一系统，在整个车身设计制造中，所有模夹具定位和基准的统一和延续。第3章焊装夹具设计基础3.1焊装夹具的基本概念把车身冲压件在一定工艺装备中定形、定位并夹紧，组合成车身组件、合件、分总成及总成，同时利用焊接的方法使其形成整体的过程称为装焊过程。焊装过程中所使用的夹具称为焊装夹具（图3.1）。装配焊接是车身制造中的重要环节之一，它直接影响车身质量、生产率和经济性，提高装配精度和焊接质量是车身制造的核心工作。焊装夹具就是为了保证车身的装配精度、提高生产率。图3.1 某单工位焊装夹具3.1.1焊装夹具的基本作用 1、给车身的部件定位、夹紧，保证装配精度。2、保证焊接工艺能正常进行。3、减轻劳动强度，提高劳动生产率，改善劳动条件，降低产品成本。含各类搬送及辅助机构见图3.2。图3.2 吊具输送设备3.1.2焊装线发展过程及目前的现状焊装线发展经过四个阶段，即手工操作阶段、半自动化阶段、自动化阶段、柔性化阶段。随着焊装线的发展，焊装机器人大量应用，焊装线的自动化、柔性化程度日益加深，并且有向智能化发展的趋势。1、手工操作阶段。随着汽车的发明及开始商品化，相应的工装设备也被需求，由于批量和技术原因，设备简陋，主要为手工操作阶段。2、半自动化阶段。技术的提高和批量的增大，对工装设备的要求也随之提高，为保证生产时间和减轻劳动强度，在关键位置及繁重劳动位置采用自动化。3、自动化阶段。对汽车的需求和质量的要求越来越高，为了满足这种市场要求，汽车生产进入自动化阶段。4、柔性化阶段。随消费者对汽车品味要求的不同，多品种小批量的生产越来越成为汽车生产的主流，因此对工装设备的柔性要求越来越高，焊装线的柔性表现在两个方面:全面柔性，即能生产各种不同规格的车；替换柔性，即生产线上的某一部分出现故障，只要降低生产仍可工作。3.1.3焊装线的分类轿车由冲压钣金件，组件及部件装焊成车身壳体总成，一般由以下焊装生产线组成。1、总成装焊线(Main Line)；将地板、左右侧围、顶盖和前、后围六大总成焊装的生产线，称为汽车焊装线中最重要的生产线(图3.3)。图3.3 某车型总成焊装工位2、左右侧围总成装焊线(SideASSY Line LH/RH)；3、地板总成装焊线(FloorASSY Line)；4、顶篷总成装焊线(RoofASSY Line)；5、左/右门线(Door Line LH/RH)；6、前围(机舱)装焊线(Eng.Line)；7、分总成组焊装配线(SubASSY Line)。3.1.4汽车焊装生产线的几种常见形式柔性化焊装生产线既满足了汽车生产要求的规模效益，又保证了产品多元化的需求。它以其时效优势及成本优势，极大地增强了汽车企业的竞争力，给企业带来了良好的经济效益。因此，多品种的柔性化生产越来越多地应用在汽车生产中。几种常见的汽车焊装生产线形式如下。1、随行台车贯通式生产线。该生产线一般采用数量不等的相同台车式夹具，由链条驱动到预定工位后由人工投料及人工焊接作业，每台车身均在同一夹具与不同工位上完成拼装。这种形式的生产线生产效率低、劳动强度大、单品种专线生产，且产品的精度品质不易保证，为早期常用的一种生产形式，一般适用于小批量的生产。2、单车型自动化生产线。该生产线一般采用固定式专用夹具并配合机械手进行自动化焊接拼装，物料通过吊车自动搬送投入，每个站别间产品输送较多采用往复式梭动机。其特点是生产效率及自动化程度高、品质稳定，但仍属于单品种专线生产，适用于单一车种的大批量生产。3、多车型自动化混合生产线。该生产线与单车型自动化生产线形式基本相同，主要差异在于主焊生产线上采用多车型混线生产，一般为13种车型。总拼夹具采用各车型专用串接方式。该方式设备投资成本较高，每个车型独立的总拼夹具及周边搬送关系需满足全线产能的要求，且设备弹性较差，自动化设备投入效益低。而另一种方式则采用四面回转夹具，它依据不同车型进行自动切换对应生产，机械手进行自动拼装。而对于底板分总拼夹具一般移到主焊线外独立设线，主焊线通常除总拼夹具外，其它均为补焊夹具，较容易做到多车种共用。该生产线形式，各汽车企业应用较多，为具有一定弹性的生产模式。3.1.5焊装生产线的组成焊装生产线一般由下列几大部分组成。1、夹具：对产品起定位夹紧作用，保证装配精度，包括定位、夹紧及其支撑机构。2、焊接系统：对主产品实施焊接，保证焊接质量，有如下几种焊接方式。1）手动焊接（PSW）：采用人工手持气动焊钳进行焊接的方式（见图3.4(a)）；图3.4(a) 手动C型焊钳2）自动焊接（ASW）：由机械装置控制焊钳进行焊接的方式；3）机器人焊接（RSW）：由焊接机器人带动焊钳进行焊接的方式（见图3.4(b)）。图3.4(b) 机器人焊接移送装置：在工位内，工位间、线间成车间移送工件或装备。辅助装置：如安全栅栏、空中桁架、机器人垫、地沟盖板等。气、液系统：焊装生产线的动力源主要为气动，某些场合使用液动和电动电控系统：焊装生产线一般采用PLC控制，计算机监控。3.1.6焊装线的总体布局在对焊装线和焊装车间进行总体布局时，一般应考虑如下因素。操作可行性：人员的操作、设备的动转是否可行，工艺是否能实现等。场地可行性：是否受场地的限制。物流可行性：物流是否畅通、迅速、方便。经济可行性：在设备投资和运行费用需综合考虑。技术可行性：技术上是否可行，能否实现。3.1.7中国国内现有焊装线状况目前，国内的焊接装备生产厂家综合技术实力不足，不具备设计制造高水平的成套焊装线的能力。面对汽车行业的激烈竞争又不允许国内的汽车生产厂家用国产的装备进行试验，只好成套引进，使得国内焊接装备生产厂家近年来与国外水平的差距越来越大。具体来说，国内焊装线状况如下。1、自动化程度：在满足焊接和车体质量的前提下，自动化程度较低。2、精度要求：国内汽车厂家，除少数几家有规模的轿车厂家外，对精度的要求普遍不太高。3、经济性：国内汽车厂家在焊装线方面的投资均不太大，要求用最节省的方式来满足焊装的要求。4、可操作性：国内焊装设备因自动化程度低，可操作性不太好。5、安全性：国内焊装设备一般只具有基本的和必须的安全保护装置。3.1.8焊装生产线的选型选择哪种型式的焊装线和需要多少焊装设备一般由下列几个因素决定：1、生产纲领即生产节拍，产品结构复杂性；2、产品性能、工艺水平；3、投资规模，车间面积，工装设备维修保养；4、上下工序(涂装车间)生产线的结构形式等；其中生产纲领和产品性质起决定作用，不同的产量不同的产品性质就可以选择不同结构形式的焊装线。3.2焊装夹具设计基本要求合理的夹具设计能够保证轿车车身质量，在焊装夹具设计之前，要了解轿车车身的设计基准，夹具设计要和车身的设计建立在同一坐标系上。图3.5为轿车车身坐标系。轿车车身三维空间坐标系的约定为:坐标系的原点位于轿车前轴中心，X轴为前后(F/A)方向，其正方向指向车身后部；Y轴为横向(I/0)方向，其正方向指向车身右部；Z轴为高低(H/L)方向，其正方向向上。轿车车身坐标系是为了精确定位车身上任意一点的空间位置而构造的笛卡儿直角坐标系。在本文设计中，凡涉及到空间坐标系，均以此为标准。XYZ图3.5 轿车车身坐标系轿车车身结构复杂、刚性差、易变形。为了保证车身焊接质量，在焊接过程中保持零件的正确位置，特别是重要的装配孔和工艺孔的尺寸、形状和相对位置关系，必须合理的设计并使用焊装夹具加以控制。焊装夹具的作用主要有3点：1、轿车车身是由几百个零件，经过零件组件合件分总成白车身这一过程组焊而成。夹具就是要使每个零件能准确的定位，定型并夹紧，从而保证焊接后每个零件保持正确的相对位置，保证车身外形及各种功能尺寸。2、保证焊接工艺能正常进行:车身在焊装过程中不仅有装配精度要求，而且要符合焊接工艺规范(间隙值)要求，只有通过具有一定精度的焊装夹具，才能保证零件不错位，焊接能顺利进行。3、采用合理的焊装夹具可以大大提高生产率，减轻劳动强度，保证焊装质量。目前，汽车焊装夹具的设计和制造还没有形成标准化和系列化，大部分还属于个体设计与制造，每种车型的夹具都是根据这个车型的自身特点、生产制造条件和生产纲领来自行设计与制造，但所有车型夹具的功能要求和结构组成都具有共性。考虑到轿车车身的薄板特点，车身焊接夹具有别于其他夹具，主要要求和特点如下。1、由于汽车的型号和品牌繁多，在焊接过程中对夹具的形式、自动化程度等要求不一样，因此在夹具设计中对其结构要求有很大的不同，从而无形中增加了大量的夹具设计工作量。2、汽车车身焊接夹具的设计与制造目前还没有形成标准化和系列化，对于品种繁多的汽车夹具，大量的非标设计和制造已经脱离了时代要求。因此，在场内对现有夹具的设计和制造进行标准化和系列化，建立夹具零部件库。3、车身饭金进行焊接后，形成了一个总成或者分总成，由于饭金的自身变形或者焊接变形，可能导致件从焊装夹具上不能顺利取出，因此在夹具设计与制造时，除了考虑饭金件的自身变形外，还要考虑饭金焊接变形，要保证每道工序能顺利的进行，避免总成件或者分总成件与夹具，或者夹具和焊钳之间干涉。4、夹具要保证焊接后车身各部分具有正确的位置精度和尺寸精度。5、根据汽车的整个生产纲领和本厂的生产工艺要求，确定该车型焊装夹具的自动化生平和复杂程度。6、夹紧可靠，刚性适当。夹紧时不破坏冲压件的的定位位置和几何形状，以及冲压件的表面质量。7、为了保证在焊接过程的使用安全，要设置必要的行程开关和安全装置。8、为了方便外形较大或者外形复杂的饭金(左右侧围分总成)取放方便，在适当的位置增加移动导向和举升翻转机构。9、为了防止冲压件的自身变形和夹具制造过程中的误差，需要夹具具有一定的可调性，在夹具设计时，需要在整体坐标的XYZ方向上都有34mm的可调空间，以满足实际生产需求。10、在现在汽车产品竞争激烈的环境下，高性价比的车身设备工装是提高产品竞争的必备手段，所以夹具的设计和制造要做到结构合理，成本低廉。3.3汽车焊装夹具设计方法3.3.1夹具的基本构成汽车焊接夹具的主要装置有由夹具基板、定位装置、夹紧机构和一些辅助机构。l、夹具基板基板是焊接夹具的基础元件，夹具其他部分都是建立在这个基板之上的，因地它的精度直接影响到夹具的精确性，因此对基板的工作平面有着严格的要求。基板的上表面都设有基准线，用于夹具的自身测量和准确定位。为了节约材料、减轻夹具重量、降低成本，在不影响夹具定位机构和基准槽的情况下，夹具基板应尽量采用框架结构。2、定位装置夹具定位装置是用来确定焊接件的相对位置和装配关系的，定位装置一般有定位销和定位面两种，定位销又有固定销、气动伸缩销、插销等，定位面一般根据焊接零件需要定位处的型面做成定位块。3、夹紧机构汽车焊接夹具的夹紧机构是为了固定焊接零件，防止点焊时因作用力太大而导致的零件错位变形。主要分为手动夹紧机构和气动夹紧机构两种，在实际生产中，一般配合使用手动、气动夹紧机构，保证正常生产。4、辅助机构为了夹具能够更加方便的用于实际生产过程中，有些夹具还包括3种辅助机构，如旋转系统、翻转机构、反作用焊接结构、测量机构等。3.3.2夹具的设计步骤1、在焊接夹具设计之前，首先要了解整个白车身的结构特点，确定生产纲领，明确焊装线的初步规划，运用同步工程学的知识，先期切入到白车身数据设计阶段，做好充分的工艺准备工作，再结国内外先进的夹具结构和本公司的实际情况，规划出夹具的总体方案。最终确定是用固定式夹具还是随行夹具、自动化程度的高低、是否考虑多种车型共用等。2、根据白车身数据及焊点规划方案，规划出焊接树状图，规划出整个焊装线方案，同时结合饭金件的模具工艺方案和总装的装配工艺，规划出合理的定位孔、支撑面及压紧方式。3、根据夹具焊点规划和焊接树状图确定的焊装线规划，确定夹具的辅助设备和公用动力。4、焊装夹具的整体坐标要和设计坐标一致，这样就保证整个从设计到制造的基准统一，同时考虑夹具的模块化，系列化，包括基板的模块化、L座、垫片、连接块等，这样即保证了精度又缩短了制造周期。3.4焊装夹具定位可靠性设计方法美国汽车工业的统计表明，72%的车身制造误差源于焊装夹具定位误差，因此要提高车身焊装质量，有效地控制并减少夹具定位误差的影响至关重要。汽车车身焊装夹具和一般的机加工夹具有着显著的差别，车身焊装夹具的对象是薄板柔性冲压件，这种零件比较特殊，它不仅要满足定位的精确性，还要充分考虑这种薄板柔性件的易变形性，这样才能适应汽车产品的高质量要求。3.4.1“N-2-1”定位原理Z每个刚性物体在三维空间中都具有六个自由度，其中三个移动式平行于坐标轴的自由度，三个围绕坐标轴转动的自由度，如图3.6所示。为了确定一非转对称物体的位置，必须对其六个可能的运动方向进行约束，需要加上6个支撑点，在XOY平面内布置3个支撑点，在XOZ平面内布置2个支撑点，在YOZ平面内布置1个支撑点，这就是6点定位法，也就是“3-2-1”定位原理。当工件放在平面上时，就是三点支撑:用销轴的支撑都是线支撑，相当于二点支撑，球面上的支撑相当于一点支撑。XY图3.6 三维空间中的自由度汽车车身是由几百个薄板柔性冲压件焊接而成，在焊接过程中，由于薄板冲压件法向上的变形，还有因零件自重所引起的变形，都会导致车身尺寸问题。有分析表明，对一块长和宽各400mm，厚1mm的薄板，用“3-2-1”定位原理将其固定，由于薄板重力影响，可能会产生13mm的平均变形，也就是说，在水平面上的三点支撑并不能解决零件变形问题。所以对于薄板件，要限制这一方向上的零件变形，必须要求在第一基准面上的定位点数要多于3个，夹具系统也要相应的采用更加合理的“N-2-1”定位原理，“N-2-1”定位原理比较适用于薄板柔性件的夹具设计，它的具体内容为:工件第一基准面上的定位点数为N(N3)，第二、第三基准面上的定位点数分别为2个和1个。在实际焊接过程中夹具的夹紧力一般不会作用在第二、第三基准面方向上，所以在这两个基准面上只需要分别用2个和l个定位点来限制薄板件的刚体运动，通常第二基准面上的2个定位点要布置在薄板件相对较长的边上，因为当两个定位点的间距比较大时，零件的位置会更加稳定;另外，这样可以更好地弥补零件表面或者定位元件的安装误差。需要强调的是，绝对不允许在冲压件的正反两侧同时设置定位点，因为在这种情况下，任何极小的几何缺陷都有可能导致薄板件相对巨大的挠度和潜在的不稳定或翘曲。3.5本章小结本章介首先绍了焊装夹具的基本概念，全面介绍了汽车车身焊装线的基本作用、组成、分类，焊装生产线设计及发展。其次从白车身焊接总成自身特点出发，阐述了汽车工装夹具的特点，焊装夹具设计的基本要求。描述了汽车焊装夹具的组成和设计步骤。第4章基于轿车车轮轮罩焊装夹具设计4.1夹具方案分析方案设计决定了焊装夹具的设计大多数工作量，其设计的好坏直接影响夹具设计的难易程度，夹具所能达到的定位精度。在方案设计中，首先必须确定夹具的定位基准，它和车身的设计坐标是一致的。选定基准后根据作业高度初步确定夹具底座的高度，即夹具固定位置的高度；其次要求确定本工位焊装操作的各个焊点，初步选定焊钳；下一步是确定本工位每一个工件的定位点的选取和定位方式，这是方案设计的关键，必须清楚地把握各薄板件的空间形状、上件顺序，合理设计各单元夹具的安放位置及大体结构，以保证准确、合理、方便、迅速的实现焊装过程；最后得出整个工位的总体方案草图。4.1.1前期准备在设计汽车焊装线之前，首先应分析设计任务书，了解生产纲领、汽车钣金结构特征、工艺需要及生产线的布置方式等，做好充分的工艺分析。根据生产纲领及自动化程度要求，考虑最佳综合成本及焊接工艺性、焊接质量和劳动强度，并结合实际情况确定焊装夹具的设计方案，确定底座形式、焊接方式、传输方式、夹具形式、自动化程度等。设计白车身右前轮罩分总成焊装夹具，其采用普通固定式底座，点焊焊点6个，单车型夹具，手动焊接(PSW)，气动夹紧，上件数量2件，生产纲领及节拍如表4.1。表4.1 生产纲领及节拍一览表序号内容备注1生产纲领10万每年3班、300天2生产节拍208秒门盖104秒3设备开动率90%生产节拍：秒/台208秒/台 (4.1)右前轮罩分总成夹具属于右纵梁图4.1所示中的一部分，在设计前首先要分析数模。右前轮罩分总成8403060由右减震器组件8403080、右前轮罩前连接板组件8403120这两个部件组成。左前轮罩分总成右前轮罩分总成图4.1 右纵梁数模4.1.2方案设计分析设计基准书，各焊接部件的工艺卡，进行焊装夹具的初步方案设计，确定各部件的定位方式，底座（即BASE）的位置及高度，操作高度等。设计基准书规定一系列设计的基本要求，比如主体要求（销方式、定位块压块结构及材料、定位块压块厚度、定位销结构及材料等）；主使用外构件、主使用标准件、二维图面画法及公差等。由于汽车车身形状复杂、刚性差、易变形，因此，焊装夹具在结构上主要有如下特点：a、夹具定位面的形状复杂、精度要求高、设计制造难度大。因为车身冲压件大多数是空间曲面，而夹具定位元件的工作表面必须与车身相应的定位表面形状保持一致。在夹具中定位的形面是取车身各重要的部位的断面。因此夹具定位元件的工作表面采用数控设备加工才能使其获得准确的形状。b、夹具结构应具有使工人操作方便、容易焊接、工件装卸方便等特点；同时又要防止各相邻夹具之间以及夹具与工件之间发生干涉。c、由于车身外形尺寸大，定位元件由多个定位板构成车身表面的空间形状，夹具的装配、调整工作量大。分析右前轮罩分总成的工艺卡，确定各个部件的定位方式，对右前轮罩分总成而言，有三个部件的工艺卡，右减震器组件8403080如图4.2(a)所示，其要求3个Y向定位点，两个销孔定位，一个为12圆孔，一个为1216的长圆孔。右前轮罩前连接板组件8403120工艺卡如图4.2(b)所示，其要求4个Y向定位，两个销孔定位，一个为12圆孔，一个为1216的长圆孔。图4.2(a) 部件8403080工艺卡图4.2(b) 部件8403120工艺卡分析完部件工艺卡后，选择一个可行的底座（即BASE）放置平面根据技术协议，夹具的操作高度应为850900mm，总体原则要求符合人机工程要求。此时的上件方式最高和最低的焊点相距约300mm，工人操作时需设计一个相差300mm的梯形工作台，以保证操作高度满足人机工程的要求，操作高度设定为900mm，BASE高度为350mm。此时2个部件的上件顺序如图4.3所示。图4.3 右前轮罩分总成上件顺序由于本工位只有2个部件需要焊接，点焊焊点6个，因此，可初步确定此工位循环工时肯定不会超过206s的生产节拍。图4.4 前轮罩定位分布图四个部件的初步定位方式(如图4.4示)为:1号件8403080有3个定位点，1个圆柱定位销，1个圆锥定位销;2号件8403120有4个定位点，1个圆柱定位销，1个圆锥定位销。这样，一个焊装夹具的设计工艺方案完成。4.2轮罩夹具设计4.2.1轮罩的结构特点轮罩零件设计生产时一般采用11.2mm厚的钢板冲压得到，再把这些冲压件逐级焊接而成。图4.5是右前轮罩的数模。该车型的右前轮罩分总成共包含2个冲压件减震器组件，右前连接板组件。然后将这两个焊接组件右前轮罩总成焊接夹具上焊接为右前轮罩。图4.5右前轮罩分总成数模4.2.2定位孔的选择在选择定位孔时，我们首先要选择那些关键的装配孔和工艺孔，要在左右前轮罩分总成上选择合适的定位孔，分别将这两个组件固定，保证它们的相对位置，使之正确匹配。为了保证右前轮罩分总成焊接的整体尺寸精度，要求减震器组件，右前轮罩前连接板定位孔有延续性，同时考虑到所有饭金模具的定位孔，这样可以减少一定的焊接变形和零件尺寸变形。由于冲压件的外形比较复杂，定位元件(定位块、压块)与其接触，这就决定了其定位型面形状比较复杂。在制造过程中，为保证定位型面的形状、尺寸精度，对负责复杂的定位型面应采用数控加工的方式。由于数模件多数是没有厚度的，定位件在切断面时应按照数模厚度方向偏置一板厚值。定位销的直径应略小于工件上要定位的孔的孔径，一般小于0.2mm，尺寸公差为0-0.05mm，其位置精度为0.05mm，如此才能保证孔定位的精度。当销的存在导致工件上件困难，就需要将销设计成移动式的结构，即做成移动销或旋转销。4.2.3夹具结构设计工装夹具设计的质量，对生产效率、加工成本、产品质量以及生产安全等有直接的影响，为此，设计焊接工装时必须考虑实用性、经济性、可靠性、艺术性等。夹具元件通常由夹具基板、定位装置、夹紧机构和一些辅助系统等几大部分组成。1、基板的选择根据总成件的大小，确定基板的尺寸，然后从标准件库选出合适的基板。基板要求用Q235-A和槽钢焊接而成，采用非连续焊缝，焊接完毕后腰做热处理(消除应力)。根据基板面积的大小应依据表4.2中的尺寸来选择槽钢型号。基板厚度为Hl，安装板厚度为H2，基板面积为S。表4.2 基板常用尺寸要求尺寸类型常见尺寸(mm)S(面积：单位m) S0.50.5S0.80.8S2.0S2.0H120202225H215151515槽钢型号10121620及以上槽钢焊接时，开口要向外构成一个封闭的轮廓，方便管路的布置。根据实际需求，基板长宽为800mm700mm，基板面积需要0.56m，我们选择基板厚度为20mm，安装板厚度为15mm，槽钢型号为C12。图4.6所选夹具基板。2、定位销的选择定位销材料采用45#钢，经过处理后，硬度值达到HRC40-45，表面镀硬铬处理;端面应在表面镀铬处理后进行精加工，保证装配和定位精度。定位销工作面超出板件表面高度为35mm，定位销定位零件的表面粗糙度为0.6。定位面的装配精度控制在0.2mm以内，定位销的装配精度控制在0.1mm以内。定位销的加工精度:直径00.05mm。所有的安装销孔与加工基准面之间的公差为0.05mm，销孔内壁粗糙度为1.6。基准面与装配面之间要求公差为0.05mm。支架的垂直度允许误差按国标(GBll84-80)7级精度执行。夹具的操作高度为850mm900mm，总体原则要求符合人机工程要求。在有气缸的夹具设计时，气缸在压紧点处必须留有35mm运动行程，防止运动到端点。3、压块的设计压紧块一般由如图4.7。右前轮罩总成选用气动压紧块。图4.6 夹具基板压紧块2压紧块3压紧块1图4.7 夹具单元一4、 L板的选择L座的材料要求选用Q235-A，连续焊接并作热处理。L座也可采用铸钢件。L座的高度要选用以下表4.3的H系列，以满足互换性要求。表4.3 L板常用尺寸要求尺寸类型要求尺寸大小(mm)编号1234加工公差要求H150200250300L105105105105B100100100100B115151515B215151515B312121212S1707070700.

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