毕业设计（论文）题目
学生姓名：
系别：材料工程系
专业：材料成型与控制工程
学号：
班级： T733－4
指导教师：
摘要
汽车焊装生产线及焊装夹具是汽车车身生产的关键设备，它对汽车生产制造水平起着至关重要的作用，直接影响汽车生产规模、生产效率和生产质量。随着我国汽车工业的迅速发展，激烈的市场竞争使汽车产品的更新换代越来越快，汽车车身设计越来越个性化，对汽车焊装线的需求量巨大，必须自行设计适合我国国情的汽车焊装线，努力提高设计和制造能力。本文设计了焊装夹具部件，对夹具运动机构模型简化，以前围总成工位为重点，对焊装夹具的方案设计进行了探讨和优化设计。
关键词：汽车；前围；夹具；设计
Abstract
As the key equipment for the production of automobile bodywork, the automobile assembly-welding line and welding jig are important for the automobile production level, and directly affects the production pattern, production efficiency and production quality. Accompanying the rapid development of our nations automobile industry,the competition of automobile market becomes drastic, it makes the updating speed of automobile product more and more quickly, and the design of automobile bodywork more individuality, the needing of automobile assembly-welding lines become more and more large. The automobile assembly-welding lines which fit the situation of our country must be indigenous, and the design and manufacture abilities must be improved. In this paper, the model of movement machine of jig is predigested, the process design and optimization design by an example of the front wall is probed into.
Key words:Automobile; Front wall; Jig; Design
目录
第一章绪论 (1)
1.1课题的来源及意义 (1)
1.2 焊装夹具国内外研究概况 (1)
1.3 夹具设计的基本理论及方法 (2)
1.4汽车焊装夹具发展趋势 (3)
1.5本文主要工作 (4)
第二章焊接工艺分析在夹具设计中影响 (5)
2.1 焊装夹具的基本概念 (5)
2.2 焊接夹具的基本作用与要求 (5)
2.2.1焊装夹具的基本作用 (5)
2.2.2 对焊装夹具的基本要求 (6)
2.3 焊装线发展过程及目前的现状 (6)
2.4生产纲领对焊装夹具设计的影响 (7)
2.5投资额度及车间厂房结构和面积对车身装焊夹具设计的影响 (7)
2.6焊点工艺分布对焊接夹具设计的影响 (7)
第三章汽车车身零部件分析及对夹具的要求 (10)
3.1汽车车身零部件的特点 (10)
3.2 微型车前围焊接夹具设计制造过程中的主要要求 (10)
3.2.1 前围各个零件的主要定位方式 (10)
3.2.2焊接结构零件在零件装配到夹具上时所受的夹持力与料厚关系 (12)
3.2.3装焊夹具的设计精度取决于车身产品分总成的装焊精度 (13)
3.3夹具设计中部件的自由度限制原则 (13)
3.4定位销、定位块三维可调原则 (14)
第四章夹具的主要设计流程及参数 (15)
4.1 目前焊接夹具的一般设计流程 (15)
4.2一套完整夹具包含的内容和主要的定位方式 (16)
4.2.1 焊装夹具组成 (16)
4.3夹具零件目前的行业标准化建库 (19)
4.3.1基板 (19)
4.3.2 L板及H腿 (19)
4.3.3 安装板工艺要求 (20)
4.3.4 定位块及压头标准 (21)
4.3.5 夹紧臂 (21)
4.3.6 垫片 (22)
4.3.7 定位销 (22)
4.3.8 螺钉与基准销 (23)
第五章夹具中的结构 (24)
5.1 手动夹紧器——四连杆机构[10] (24)
5.2 一节旋转销结构——摆动导杆机构 (24)
5.3 气动加紧机构及气缸的选取 (26)
5.5焊接拼台的管路机构 (27)
5.5.1 确定拼台管道类型 (27)
5.5.2 气路原理图的设计 (27)
5.6前围夹具的总成图及工作过程 (28)
5.6.1前围分总成夹具总成图及工作过程 (28)
5.6.2前围总成焊装夹具总成图及工作过程 (29)
结束语 (31)
致谢 (32)
参考文献 (33)
第一章绪论
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、自动化水平、柔性化水平等对整个汽车生产的作用至关重要。本文基于UG软件，结合东风渝安汽车有限公司“东风小康车身焊装夹具设计开发工程”项目中汽车微型车前围焊装夹具的设计，通过虚拟设计的思想，同时结合标准化设计，优化设计的理论，针对汽车车身焊装生产线设计的关键技术和难点展开研究。
1.1课题的来源及意义
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MPV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。
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 焊装夹具国内外研究概况
中国的汽车制造业已有50年的历史，只是在近几年中才得到了飞速的发展。相比之下，我国汽车制造业的工艺水平，特别是焊接工装夹具水平，显得越来越不适应这种快速发展速度的要求。这种现象的存在，原因在于在我国机械加工行业的传统习惯中，焊接制造工艺的地位不高。在中国众多的汽车制造生产厂家中，焊接工装夹具通
常采用的是专用工装夹具，它是针对一道或几道特定的焊接工艺而配备的。随着目前汽车生产小批量、个性化的发展趋势，这类工装的使用就越来越受到限制，其设计生产的周期较长，场地占用较大，重复使用率较低的缺点充分的暴露出来。这种现状很大程度制约了我国汽车制造业焊接工艺水平的提高，延长了新车型研发的周期。在世界先进国家的汽车制造业，对广泛使用的焊接工装夹具已经标准化、系列化，设计时进行合理选用即可[1]。
在国内对焊接夹具的系统研究不够重视，汽车焊接夹具的开发设计更是一个薄弱环节。在我国现有的所有引进车型中, 焊接夹具几乎无一例外全部依赖进口。焊接夹具开发的滞后状态严重制约了我国汽车工业的进一步发展。这与国外的技术封锁有关但更主要的是我们重引进轻研究开发重眼前利益, 轻长远打算。我国不少科研部门和制造单位从事了这项有益的作, 如机械工业部第四设计研究院、沈阳牡机制造公司、成都飞机制造公司和一汽、东风等国内著名汽车大集团都是其中的佼佼者。由于国产焊装起点都不高,批量不大,与西方汽车大国相比水平还有待在实践中进一步提高。
在世界先进发达国家，焊接工艺及柔性焊接生产线备受关注，特别是柔性焊装生产线适应不同产量、不同生产率、不同自动化程度、不同工厂环境的特点，柔性生产系统是车身焊装线的主流发展趋势。而且在工业发达国家和汽车大国,焊装的研制开已形成一个相对独立的新兴工业部门焊装的开发与设计已形成子标准化、系列化、通用化人们能够紧随汽车车身车型更新换代的步伐,及时地为新产品提供相应的焊接生产线为汽车厂家早上批量占领市场提供了坚实的技术装备保证,争得了宝贵时间。应该看到汽车焊接夹具是一项利润丰厚的智力型产品,占一个车身车型开发费用的1/6左右。按目前国际上一个轿车车身正常开发费用5000-8000万美元计算,焊接夹具至少占800万美元以上。它真正的材料费用是很低的，大部分是在设计制作费用上。
1.3 夹具设计的基本理论及方法
经过多年的发展,在汽车焊装夹具的分析和设计方面已经形成了较为系统的夹具设计的基本理论。如N-2-1 定位原理，形闭合和力闭合，螺旋理论等。N-2-1 定位原理车用焊装夹具设计属于专用夹具设计的范畴,其中包括定位元件,夹紧元件,连接元件,骨架及紧固元件等基本组成部分,设计中最重要的部分是定位元件的设计,往常设计时大多采用六点定位,即“3-2-1”定位原理。对于车身零件,定位夹具除了具备限制零件刚体运动的基本功能外,还必须能够限制过多的工件变形。如果还是用普通的六点定位的话,工件将因为没有进行可靠的定位而发生定位不准的问题。要对薄板柔性件进行可靠定位,必须有更为有效的夹具设计理论来支持。
“N-2-1”定位原理是一种新的定位原理,该定位原理与广泛应用于刚性件的
“3-2-1”定位原理相比更适用于薄板件的定位。我们可以根据“N-2-1”定位原理,
提出夹具优化设计算法,即利用有限元分析和非线性规划方法去找到最优的“N”定位点,以使得薄板件的总体变形最小。
“N-2-1”定位原理认为[2]:
（1）第一基准面上所需的定位点数为N(N≥3)
对绝大部分薄板件加工过程,其最主要的尺寸问题是薄板件法向方向上的变形,甚至其自重所引起的变形就不容忽视。有关分析表明,对一块长宽各400mm,厚1mm的薄
3mm 的平均变形。因此,对于板,用“3-2-1”原理定位,在其自重作用下就可能产生1
~
薄板件而言,最合理的夹具系统是要求其第一基准面上存在多于三个定位点去限制这一方向上的零件变形。
（2）第二、第三基准面所需的定位点为二个和一个
在第二、第三基准面上分别需要二个和一个定位点去限制薄板件的刚体运动。二个和一个定位点是完全足够的,因为实际加工所产生的力通常不会作用在这两个基准面上,以避免弯曲和翘曲。更进一步的分析表明,第二基准面上的两个定位点应布置在薄板件较长的边上。这是因为当两个定位点间距尽可能大时,零件将更稳定,同时还可以更好的弥补零件表面或定位元件的安装误差。
（3）禁止在正反两侧同时设置定位点
必须强调禁止在工件正反两侧同时设置定位点,因为甚至极小的几何缺陷都可能导致薄板件相对巨大的挠度和潜在的不稳定或翘曲。
1.4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[3]：
（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。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。
1.5本文主要工作
本文以东风渝安汽车有限公司“东风小康微型车”项目微型车前围总成焊装夹具的设计为基础，对焊装夹具运动机构进行分析，并对前围1序分总成工位夹具方案设计过程进行了探讨和优化设计，对焊点的分布与数量进行分析随后在夹具实际设计过程中进行了验证和应用。
第二章焊接工艺分析在夹具设计中影响
2.1 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2.1）。
图2.1 某工位焊装夹具
2.2 焊接夹具的基本作用与要求
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。
2.2.1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。（如焊接变位机），保证装焊质量。
（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。
2.2.2 对焊装夹具的基本要求
（1）保证产品的形状和尺寸精度符合图纸和技术条件要求。这是夹具设计的首要问题。在装配时，夹具必须使被装配的零件或部件获得正确的位置和可靠的夹紧，并且在焊接时它能够防止和减少焊件产生变形。
（2）保证焊接工艺能顺利进行，夹具结构应开敞，工人操作方便，焊接设备容易接近工作位置，必要时可在夹具上切去影响开敞性的部分，以改善夹具的开敞性。
（3）保证有良好的可操作性，降低劳动强度，提高生产效率。
（4）尽量低的制造成本，为此所设计的夹具结构应尽量简单，制造和维修应容易，应尽量采用标准化夹具元件，对易损件便于更换。尽量少用可拆卸的活动夹具元件[4]。
2.3 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[5]。
（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。
车身焊装夹具种类繁多，根据对象不同有小型装焊夹具、分总成装焊夹具、总成装焊夹具等；根据工作位置是否变化有固定式装焊夹具和移动式装焊夹具等。
汽车车身装焊夹具的设计是一项涉及面很广的综合性技术，在设计时首先要确定生产纲领、投资额度及车间厂房结构、面积等；掌握产品结构，熟悉产品技术条件要求，明确夹具设计技术标准，通晓工艺要求。只有做到上述内容，才能对焊接夹具进行全方位的设计，才能设计出满足工艺要求的装焊夹具，才能保证车身整体骨骼精度
及各项功能。
2.4生产纲领对焊装夹具设计的影响
年生产纲领决定了夹具的设计节拍，工位的生产节拍由夹具动作时间、装配时间、焊接时间、搬运时间等组成。
以东风小康焊装线为例：
生产纲领：1万台/年
工作制度：两班制，全年工作244天，每班工作时间8小时。
生产节拍：T＝21分/台
（T=244天*2班*8小时*60分/10000辆*0.9=21）
生产节拍：T=夹具动作时间+工作时间（装配时间+焊接时间+搬运时间）
由上述时间我们不难看出生产纲领决定了生产节拍，而夹具的自动化水平将很大程度上影响到生产纲领。因此，我们在对夹具设计时，必须考虑生产纲领来设计夹具，保证能够在生产节拍内完成该夹具上所有作业内容。
2.5投资额度及车间厂房结构和面积对车身装焊夹具设计的影响
车身焊接的投资额度及车间厂房结构和面积是车身夹具设计的基础，其决定焊接夹具的自动化水平、柔性化、通用化程度、分总成焊接夹具及焊装线夹具的工位分布、吊运夹具的合理编排、零合件的输送方式等。
在夹具工位布置时，我们必须考虑的一个因素就是厂房的面积结构，我们需要结合厂房的面积结构合理的布置和安排夹具的工位数量、体积及结构形式等，厂房结构、工艺布置等也是我们在夹具设计初始阶段应该考虑的。
2.6焊点工艺分布对焊接夹具设计的影响
在夹具设计的时候，需要重点考虑的一个问题就是焊点工艺分布，考虑焊接夹具的可操作性，夹具不能与焊机焊接有干涉，因此在夹具设计过程中，在三维数模中，用焊钳模拟在夹具平台上焊接过程，如图2.3夹具设计过程中，焊钳干涉性模拟。
图2.3 焊钳干涉性模拟图
微型车前围焊点方向复杂，所以应当选用较为合适的焊钳极臂。在保证接头强度和技术要求的前提下应尽可能减小搭边宽度，以减轻结构重量。为保证焊点质量，对焊点中心离边板最小尺寸要求，可参考表2.1。
表2.1 焊接结构钢时焊点中心到板边的距离[6]
一个焊件厚度/mm 1 2 3 4 6 焊点中心到板边最小距离/mm 8 12 18 25 30 焊点的距离应该选择适当，在满足焊缝强度和技术要求的前提下焊点距离尽可能大些，在焊缝长度一定的范围内，焊点布置越多，点距越小，分流越大，焊点核心尺寸越小，反而降低了焊缝强度。车身装焊合理点距如表2.2所示。
表2.2 焊接结构钢时的点距[6]
一个焊件的厚度/mm 1 2 3 4 6
焊二层板的最小点距/mm 15 25 30 40 60
图2.4 微型车前围零件焊点分布图
第三章汽车车身零部件分析及对夹具的要求
3.1汽车车身零部件的特点
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[7]。
（1)结构形状复杂，构图困难
汽车车身都是由薄板冲压件焊接而成的空间壳体，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，3个坐标的基准是:前后方向(Y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（X向）——以汽车对称中心为0，左右不分正负。
3.2 微型车前围焊接夹具设计制造过程中的主要要求
3.2.1 前围各个零件的主要定位方式
移动销孔2
移动销孔1
加紧位置2 加紧位置1
定位孔2
图3.1前围侧板工艺图
图3.2前围前板图定位方式
图3.3前围后板的主要定位方式
定位孔1 移动销孔1 移动销孔2 夹紧位置1 夹紧位置2 移动销孔4
夹紧位置3 夹紧位置4
移动销孔3 定位销孔2 定位销孔4 定位销孔5 夹紧位置
手动销孔 夹紧位置6
夹紧位置7
夹紧位置8
定位销孔6
定位销孔7 夹紧位置2 加紧位置1 定位孔销1
定位销孔3 夹紧位置3 夹紧位置5
图3.4总成零件的三维造型
由于微型车前围总成焊接装配的零合件有多个，它们的装配和焊接应按工艺要求的顺序逐步进行，定位和夹紧是分别单独的或是一批批联动的进行，故在设计微型车前围总成焊接夹具时应充分考虑这一点。车身前围焊装夹具大都以冲压件的曲面外型、在曲面上经过整形的平台、拉延和压弯成型的台阶、外部边缘、装配用孔和工艺孔定位, 这就在很大程度上决定了它的定位元件形状比较特殊,很少能用标准元件。焊接夹具上要分别对各被焊工件进行定位,并使其不互相干涉，在设置定位元件时要充分利用工件装配的相互依赖关系作为自然的定位支承。有的工件焊接成封闭体，无法设置定位支承，可要求产品设计时预冲平台、翻边作为定位控制点，总之，对于要求不严格的装配，尽量不使用焊接夹具。车身焊装夹具上,板状定位较多，定位板一般用Q235 钢板，厚度为12～19mm。定位块间距既要保证定位精度，又要保证焊钳伸入的方便性。定位件按坐标标注尺寸，标注公差车身冲压件装配后，使用电阻焊接，工件不受扭转力矩，当工件的重力与点焊时加压方向一致,焊接压力足以克服工件的弹性变形，并仍能保持准确的装配位置与定位基准贴合，此时可以省去夹紧机构。焊接通常在两个工件间进行，夹紧点一般都比较多，电阻焊是一种高效焊接工艺，为减少装卸工件的辅助时间，夹紧应采用高效快速装置和多点联动机构。对于薄板冲压件，夹紧力作用点应作用在支承点上，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。
3.2.2焊接结构零件在零件装配到夹具上时所受的夹持力与料厚关系
夹持力一般要求在300～1500N。通过装配定位使焊接合件在夹具中形成一个刚性
型腔，并使它们的尺寸稳定的保持在相应的坐标系中，以抵抗冲压件在装配搭接上所
产生的变形。在通过点焊时，要克服焊接变形力和机械冲击力。同时操作人员也必须严格按工艺要求焊接，以避免产生点焊顺序不一致造成的变形、超差等焊接质量不合格现象。
对于薄板冲压件，夹紧力作用点应作用在支承点上，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500-1500N范围内[8]。
3.2.3装焊夹具的设计精度取决于车身产品分总成的装焊精度
车身产品零合件的精度取决于车身产品冲压件的自身精度和装焊夹具的制造精度。只有两者的精度得到保证，在调试及生产中才能提高夹具的操作性和产品的质量。在车身焊接分总成出现超差时，工艺人员才能容易地对夹具、冲模的各环节进行协调修正。
根据夹具中各部分所起的作用不同，其制造精度也不尽相同。定位部件应有较高的制造精度；夹紧部件、底座则应有足够的强度和刚度。故在设计中所选用的定位导向板、支承板、定位销等部件制造精度的要求较高，而设计的底板、角支座均有较高的强度和刚度。
在本夹具设计过程，定位销位置精度要求控制在±0.02mm以内，定位销表面淬火处理，硬度HRC 40～45。定位型面、底座等位置精度控制在±0.02mm，定位板、压头厚度不小于19mm，挡块表面需要热处理，硬度HRC 40～45。
3.3夹具设计中部件的自由度限制原则
在设计车身装焊夹具时，设计宗旨就是限制6个方向运动的自由度，这种限制不仅依靠夹具的定位夹紧装置，而且依靠制件之间的相互制约关系。因此，只有正确认识薄板冲压件产生的形变和回弹等装焊生产的特点，同时又正确理解了同位法则定位方法，才能设计出合理装焊夹具。同位法则定位方法的原理就是总是能够使零件放置到夹具上的同一位置。那么，针对车身零件特点，从定位原则看，首先要使零件在夹具上固定，可采用定位销和定位面的形式，限制其6个自由度。支承对薄板来说是必不可少的，可消除由于工件受夹紧力作用而引起的变形。合理的过定位使零件消除变形和回弹，保证定位更稳定。对于过定位产生装配位置上的干涉，只要在调整夹具时认真修磨支承面，其过定位引起的不良后果是可以控制在允许范围内的[7]。
3.4定位销、定位块三维可调原则
微型车前围总成零件的外形尺寸大，定位元件及夹紧压头形状复杂，制造难度大，很难做成整体结构，是由一个个部装、定位板、定位块及压头块构成，保证车身表面的空间形状及车身骨骼精度，这些部装在装配时，调整工作量比较大。由于冲压零合件孔位精度状态往往不稳定，如果将定位元件做成一个整体结构，在生产过程中存在冲压零合件无法落料的风险，因此，在设计前围总成夹具过程中，我们要求定位销、定位块等定位元件三维可调，保证在X 、Y
、Z 三个方向上均可以调整。
。
图3.5 定位元件三维可调
螺母调节定位销Z 方向。
通过增加垫片调
整Y 方向。
通过增加垫片调整X 方向。
第四章夹具的主要设计流程及参数4.1 目前焊接夹具的一般设计流程
建立零件总成装配文件
调入总成图零件文件
设计零件定位方式
通过草图或建模绘制定位部件
完成所有零件定位部件
绘制连接板等辅助零件
检查部件之间是否干涉设计拼台，基板
检查焊枪是否干涉
完成夹具控制系统的安装完成部件二维图纸
准备
结束是
否是
否
材料成型及控制课程设计 （焊接部分——焊接工装夹具设计） 指导书
重庆大学材料学院材料成型及控制系 第一章焊接工装夹具及其在生产中的作用 焊接工装夹具就是将焊件进行准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊接结构精度方面要求的工艺装置。在现代焊接结构生产中，积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻焊接工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等诸方面起着非常重要的作用。 焊接工装夹具的主要作用有以下几方面： 1)准确、可靠地定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和装配时的划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和互换性。
2)有效地防止和减小焊接变形。 3)使工件处于最佳的施焊位置，焊缝的成形性优良，工艺缺陷明显降低，焊接速度得以提高。 4)以机械装置取代手工装配零部件时的定位、夹紧及工件翻转等繁重工作，改善了工人的劳动条件。 5)可以扩大先进工艺方法和设备的使用范围，促进焊接结构生产机械化和自动化的综合发展。 —个完整的焊接工装夹具，一般由定位器、夹紧机构和夹具体三部分组成。夹具体（底板）起工作平台的作用，在其台面上开有安装槽、孔，用来安放和固定各种定位器和夹紧器件，有时还用于焊件的支承。其中，定位是夹具结构设计的关健问题，定位方案一旦确定，则其它组成部分的总体配置也基本随之而定。 第二章工件的定位及常用定位器 自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿Ox、Oy、Oz 三个轴向的相对移动和三个绕轴的相对转动。要使工件在夹具中具有准确和确定不变的位置，则必须限制这六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位称为完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍能保证加工要求的定位称为不完全定位。在焊接生产中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力与变形，有些自由度是不宜限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夹具设计中，按加工要求应限制
浅析汽车车身的焊接工艺设计 在汽车厂中，焊接生产线相对于涂装线和总装线来说，刚性强，多品种车型的通用性差，每更新换代一种车型，均需要更新车间大量专用设备和生产工艺。焊接工艺设计可以称得上是焊接生产线的“灵魂”，涉及的专业知识较多，如机械化、电控、非标设备、建筑、结构、水道、暖通、动力、电气、计算机、环保和通讯等，从宏观上决定车间的工艺水平、物流、投资和预留发展，具体决定着生产线的工艺设备种类和数量、夹具形式、物流工位器具形式、机械化输送方式及控制模式等。因此，焊接工艺设计在焊接生产线的开发中占有举足轻重的地位，是产生高性价比焊接生产线 的关键。 1、车身焊接工艺设计的前提条件 1.1产品资料 a.产品的数学模型（简称数模）。在汽车制造行业中，一般情况下用 UG,Catia,ProE等三维软件均能打开数模（如图1），并在其中获取数据或进行深人的工作。在工艺设计过程中，将所有数模装配在一起就构成了一个整车数模，从数模中可以获得零部件的结构尺寸、位置关系。由数模还可以生成整车、分总成、冲压件的各种视图（包括轴测图），以及可以输出剖面图。 b.全套产品图纸。 c.样车、样件（包括整车车身总成、各大总成、分总成和冲压件）。
d.产品零部件明细表（包括各部件的名称、编号，冲压件的名称、编号、数量，标准件的规格、数量）。 工艺设计时，业主必须提供上述a、b、c中至少1项，d项可以从前3项中分析出来，正常状态下d项（如图2）早在汽车设计结束时就已经确定了。如果仅提供b 项，那么需要增加大量的车身拆解、分析工作。
1.2工厂设计的参数 工厂设计的参数包括以下几方面： a.生产纲领即年产量； b.年时基数即生产班次、生产线的利用率等； c.生产线的自动化程度（机器人＋自动焊钳焊点数／全车身焊点数x 100%=自动化率）； d.生产线的工艺水平要求（如主要设备选用原则、生产线的输送方式，电气控制水平等）； e.各种材料、外购件的选用原则（如型材、控制元件、气动元件、电机、减速器）； f.各种公用动力介质的供应方式、能力、品质等参数，建厂所在地的环境状况如温度、湿度等； g.当生产线布置在原有厂房内时，应收集原有房的土建、公用有关资料，如厂房柱顶标高、屋架承载能力、电力和动力介质的余富程度等。 2、工艺分析 2.1工艺线路分析 根据业主提供的产品资料进行产品工艺线路分析（如业主仅提供样车及样件则需经过样车分析→样车拆解→样车测量→样车再装配过程），完成装焊工艺线路图或爆炸图设计。 2.1.1产品分块 同类型车身的分块基本相同（一般车身均由地板、侧围、前／后围、门、顶盖等大总成组成），但各总成之间的连接方式及顺序往往有较大区别，合理的分块才能保
汽车座椅骨架的焊接夹具毕业设计说明书 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
摘要 本文研究的是汽车座椅骨架的焊接夹具设计问题，要求使工件定位迅速，装夹迅速，省力，减轻焊件装配定位和夹紧时的繁重体力劳动。实现机械化，使焊接条件较差的空间位置焊缝变为焊接条件较好的平焊位置，劳动条件的改善，同时也有利于提高焊缝的质量。 本文首先分析了汽车座椅骨架焊装夹具设计的必要性和可行性；然后围绕座椅骨架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；重点对汽车座椅骨架夹具的设计，包括基准面的选择，定位器的设计，夹具体设计，夹紧装置的设计。其中，基准面的选择是根据总成件的大小，确定基板的尺寸，然后从标准件库选出合适的基板；定位器的设计是保证焊件在夹具中获得正确装配位置的零件和部件，应利用先装好的零件作为后装配零件某一基面上的定位支撑点，可以减少定位器的数量，提高装配精度；夹具体的设计是通过控制焊件角变形的夹紧力计算和控制焊件弯曲变形的夹紧力计算来确定的，通过公式计算得出拘束角变形所需的单位长度（焊缝）夹紧力q为N，阻挡弯曲变形所需的夹紧力q为208711N，再根据焊件形状、尺寸来完成夹具体的设计。 夹紧装置的设计是本文设计的重中之重，这次设计的主要核心是通过气缸来改善传统手动夹紧的的繁重体力消耗以提高生产效率。根据要求，设计气缸主要是对工件的夹紧，所以应该选择双作用气缸。本文通过公式的计算确定一种缸径D为50mm，另一种缸径D为75mm。合理的气缸选择，合理的气动原理思路，极大地提高了生产效率和产品质量。
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
汽车车体焊接夹具设计基础 一、概念 汽车车体（BODY）大约由1000件以上的部件构成，大部分为铁皮。这些铁皮大多以点焊的方式结合在一起。焊接和时候必须把每个部件固定在规定的位置，这种有定位功能紧固功能的工具就叫夹具（JIG，治具）。制造车体的专用夹具叫车体夹具（车体设备）。 二、分类 动力源：手动夹具、气动夹具、电动夹具； 用途：通用夹具、专用夹具、组合夹具； 构造：固定式夹具、移动式夹具、悬挂式夹具； 设备：夹具、电焊机械、机器人、专用生产钱。 三、功能 A：精确定位； B：夹紧； C：引导； D：使用便捷； E：改善工作条件，降低产品成品。 四、设计流程 工件数模处理（WORK 预处理）→根据仕样书检讨定位夹紧位置→GUN插入→设计（2D、3D）→客户承认（相应出现的仕样变更和修改）→出图（2D）→提出购入品→精度表、回路图、节拍图 五、番线的作用 番线就是空间位置的号码线。 车身基准坐标（0线）是前车轴中心以及车宽的中心线。 下面主要介绍日本三大车系的番线表示方法： 丰田：左右都是用正数表示（当左右有差异的时候，仕样书上用RH/LH指示）； 本田：左右都是用正数表示（当左右有差异的时候，仕样书上用BR/BL指示）； 日产：车前进方向左侧用正数，右侧用负数。
六、夹具设计 车体夹具的定位原理：六点定 任何物体在在空间都有六个自由度。车体工件定位是用夹具将工件置于正确位置，也就是消除要件相对于夹具的六个自由度；定位方法一般用点、线、面的接触来实现。 我们常用的定位基本元件有： A、托块和压块； B、LOCATOR PIN（销）； C、V 槽和导向挡块。 1、常规夹具的部品名称；
汽车白车身焊接夹具的结构设计 一、焊接夹具的设计方法与步骤 1．在设计焊接夹具之前，应首先了解生产纲领、产品结构特征、工艺方法及生产线布置方式，作好充分的准备。参照国内外先进的夹具结构，并结合实际情况确定夹具总体方案。诸如是固定夹具还是随行夹具，机械化、自动化水平是高是低，几种车型主要夹具是否混型共用等。要准备好的工艺文件包括工序卡，技术协议，产品数模，夹具式样书，焊点文件。确定使用那种标准件，那种气动元件以及甲方的特殊要求。 2. 根据焊件结构特点及所需焊接设备（焊枪或CO2）型号、规格，确定定位及夹紧方式（如果有式样书直接按照式样书上的夹紧定位方式即可）；同时根据冲压件的工艺特点及后续装配工艺的需要选择合适的定位点及关键定位点。大部分厂家已经规定好了零件定位的RPS孔和RPS面，不需要我们在制定定位基准了。但是大家也一定要了解如何确定定位的基准孔和基准面。 3. 主体机构确定后，便可确定辅助装置。如水、电、气回路，气、液动元件以及覆盖件外部焊点所需保护铜板等。 4. 按照确定好的定位点开始3D 设计。定位块要求在定位面的法向有3mm 的调整量。定位销要求在与定位孔中心线垂直的平面上有两个方向的调整量。 5. 在进行夹具的具体结构设计时，应尽可能多的采用标准化元件，或提高自身的通用化、系列化程度。 二、焊接夹具的组成、结构及要求汽车焊接夹具通常由夹具地板、定位装置、夹紧机构、测量系统及辅助系统等五大部分组成。 命名规则
阴妇表中加工件的Ik 名规皿 i. JLE 呂顾桂菲曲■井（厂标椽 糊臥EI 腳）的如构和功能警同吏和0W 加工杵樹爱闍同 乳* mi?武■ 二、茸氽常见扣工萍的伞称和定文机（强惬】 L "览魁扳?一一凡猎在日票矣具申用于L 座与执护元萍龙阎的主世联桂件? ▼氏 ?"——/MB 在硼rar 枸中以一午画6点州責点furiK 死w 他贴憔的杠粧 3. ——凡指菟卓箱构定后用于K 肩狀尊樽丄间的过I ［展播件- 比整 蟹—一凡猎在飲星闻述「也血丽时腐留览世联桂涉? 3. ■迪1T "一在日爲申惠丛迪板面的詰朴坟尺J （一）夹具底板 夹具地板是焊接夹具的基础元件， 它的精度直接影响定位机构的准确性， 因此对工作平面的平面度和表面粗糙度均有严格的要求。 夹具自身测量装置的基准是建立在夹具底板上，因此在设计夹具底板时，应 留有足够的位置来设立测量装置的基准槽和基准孔， 以满足实际测量的需要。 另外，在不影响定位机构装配和定位槽建立的情况下，应尽可能采用框架结 构，这样可以节约材料、减轻夹具自重。 在甲方没有指定的情况下，夹具的底板采用如下的规格： 圧 L L. 三、A1AM 它未海盘的1工粘 标.爭馭理目礦料警百由班bH 凸扎赛一临时定乂. .-定桂诩 seifl 建核井-一 倉序整时 一宦嗤规 '：巧僅赧伴
焊接工装夹具应用讲解
焊接工装夹具及其在生产中的运用 焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。 在焊接生产过程中，焊接所需要的工时较少，而约占全部加工工时的2/3以上的时间是用于备料、装配及其他辅助的工作，极大的影响着焊接的生产速度。为此，必须大力推广使用机械化和自动化程度较高的装配焊接工艺装备。 焊接工装夹具的主要作用有以下几个方面： （1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。
（2）有效的防止和减轻了焊接变形。 （3）使工件处于最佳的施焊部位，焊缝的成型性良好，工艺缺陷明显降低，焊接速度得以提高。 （4）以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。 （5）可以扩大先进的工艺方法的使用范围，促进焊接结构的生产机械化和自动化的综合发展。 夹具设计的基本要求 （1）、工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。 （2）、夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。
（3）、焊接操作的灵活性。使用夹具生产应保证足够的装焊空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态。 （4）、便于焊件的装卸。操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利的从夹具中取出，还要制品在翻转或吊运使不受损害。 （5）、良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素，降低夹具制造成本。 一、夹具设计任务 1、焊接产品（复合件）“撑杆焊接组合”的产品图 撑杆焊接组合由撑杆、喇叭支座、螺母M6和发动机衬管构成；撑杆的材料是20钢，喇叭支座的材料是10钢，发动机衬管的材料是35钢，
基于CATIA汽车焊装夹具设计流程 1 Project文档Directory的预备 1.1创建Project Directory 具体位置请向你的System Administrator问询。其目录结构，如图1.1所示： 图1.1 文档目录结构 1.2 文件名命名规则 u工件：工位代号—UNIT号—零件序号（与相应图纸图号相比，少项目代号）例：FW002L-00-00 ——FW002L工位的GA FW002L-01-00 —— FW002L工位的U01 FW002L-01-01—— FW002L工位U01的零件01 u标准件：名称与标准件号一致。但若文件内容更改，文件名也要作相应修改。 u外购件：名称与样本订购编号一致。气缸后面加“ _ 实际应用行程” u国标件：国标号_型号例：GB93-87_8 代表弹簧垫圈8
2 CATIA 设计过程中的工作环境 如图2.1所示，设计所涉及的模块包括： 2.1零部件设计 做基本PART 的设计，对某个PART 一般设计和修改时所在的工作状态。 2.2装配件设计 在对PRODUCT 操作和修改时所在的工作状态。可以完成装配和新建产品和零部件。 2.3草图绘制器 图2.1 CATIA 主要模块
当新建文件时要先画草图再拉伸，当在PART下画草图时自动进入该状态。按工作台按钮自动退出。 2.4工程图绘制 做二维图时所在的状态。新建DRAWING时自动进入。 2.5线框和曲面设计/创成式外形设计 是在操作PART时的一种状态，可以和零部件设计状态互换，当一些操作在零部件设计状态下不能完成时可以在该状态下完成。如画圆、作曲面的有关操作时。 3设计步骤 3.1 新建PRODUCT文件为工位总成 图3.1 新建产品对话框
汽车车身夹具 随着汽车制造业的飞速发展，技术竞争愈来愈激烈，人们对于汽车车身的设计和制造提出了更高的要求。汽车车身焊装生产技术在其中扮演了重要的角色。 1． 车身焊装通用夹具的应用对象 汽车车身壳体是一个复杂的结构件，一辆汽车的车身由数百个冲压件，经点焊、凸焊、气体保护焊、钎焊以及粘结等工艺连接而成。定位迅速准确的焊装夹具、日益精湛的焊接技术、日臻完善的质量控制手段、立体布置的自动化生产线和大量自动化焊接设备的应用，构成了现代汽车车身焊装技术。 车身在焊装过程中，需要专门的焊装夹具来对零件或合件的相对位置进行定位，并将其夹紧贴合。一般来说，为适应同类汽车车型的生产制造，缩短新车型推出的周期，降低工装设备成本，提高企业的市场竞争力，许多通用夹具的设计应运而生。 2． 车身焊装通用夹具的特点 2.1 定位夹紧部位设计成可调整结构 焊装夹具由定位与夹紧两大因素构成，可行的焊装夹具必须保证定位准确，和钣金件良好的贴合性。同时定位夹紧部位设计成在适用车型范围内可调整的结构，如图一所示： （图一） 调整垫块 调整垫块 压紧块 定位块 支架 销支架
压紧块和定位块是对应于不同的车型成套使用的，为尽量减少压紧块和定位块的工装储备，在简单车型更换时（如夹紧部位仅在一个方向上平移，而夹紧的钣金件断面形状不发生变化），则加装调整垫块来解决。 2.2 采用可移动夹具单元设计 当车型更换时，在夹紧部位发生较大范围移动的情况下，一般把一个或几个夹具单元放在移动板上，而移动板则靠滚珠导轨来支撑和导向，并有气缸或液压缸推动。如图二所示。 （图二） 2.3 大量使用标准化零部件 为提高焊装夹具零部件的互换性，缩短焊装夹具的研制周期，降低焊装夹具的设计制造成本，通用焊装夹具尽可能的使用了标准化零部件。如标准支架、销支架、铰接头、导向装置等等。
汽车白车身焊接夹具的结构设计 汽车工业装备是最近兴起并迅猛发展的一个新兴行业。其实在这之前它也存在着，但由于汽车制造厂的车型更换没有现在这么的频繁，种类这么的多样化，且车型更换时变化最大的就是白车身。这就要求其对应的焊装线能跟上汽车车型和种类的变换。在这种情况下突出了焊装线在汽车生产和制造中的作用，使得人们越来越重视它。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%为工件的辅助和装夹工作。因为工件的装夹是在焊接夹具上完成的，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，降低非生产用时节降低生产成本。对于具有多种车型的企业，比如说一汽、沈汽、上汽等。如能科学地考虑共用或混型夹具，还有利于建造混型流水线，提高生产效率。 为提高我们汽车焊接夹具的设计水平，对汽车焊接夹具原理、结构及设计方法、原则有一个更深入的了解，在此把我自己的一些见解和经验与大家一起探讨。 一、汽车焊接工艺特点 （一）白车身的材料与结构 汽车焊接材料主要是低碳钢的冷轧钢板，镀锌钢板等。它们可焊性好，适宜大多数的焊接方法，但由于是薄板件，因而刚性差、易变形。在结构上，焊接散件大多数是具有空间曲面的冲压成形件，形状、结构复杂。有些型腔很深的冲压件，除存在因刚性差而引起的变形外，还存在回弹变形。这都是在夹具设计构成中应该考虑的问题。
（二）焊接方法 汽车焊接方法主要有CO2气体保护焊和电阻焊。CO2气体保护焊应用范围较广，且对夹具结构要求不十分严格。主要注意防止焊接产生的飞溅。相应采取的措施有主要有夹具表面镀铜、主要夹紧定位部件包铜皮、加装保护盖板等措施。 电阻焊是在汽车白车身焊接中主要采用的一种焊接方法。对夹具要求严格，尤其是多点焊和机器人点焊。要求焊接夹具对工件定位准确，操作方便且焊接牢固可靠。 （三）焊接工艺流程 汽车焊接的基本特征就是单个零件到部件再到总成的一个组合再组合的过程。从零件到白车身焊接总成的每一个过程，既相互独立，又相互联系，因此组件的焊接精度决定着部件总成的焊接精度，最后影响和决定着车身焊接总成的焊接精度与质量，这就要求相互关联的组件、部件及车身焊接总成夹具的定位基准应具有统一性和继承性，只有这样才能保证最终产品质量，即使出现质量问题也易于分析原因，便于纠正和控制。 白车身的焊接过程以流水线生产为主，所以夹具设计应有利于流水线的布置和设计，同时也考虑给生产管理提供方便。 （四）可操作性 我们这里讲的科操作性就是指焊接夹具的使用操作是否方便灵活。一台焊接夹具不仅要保证工件的定位准确，夹紧牢固可靠。还要保证操作者能方便的把零件摆放到夹具上定位夹紧，方便的操作焊枪进行焊接，方便的取出工件。我总结为“三个方便”。要实现这三个方便就要从整体去考
课程设计 课程名称：焊接工艺与工装课程设计 设计题目：“长江750B摩托车”侧停支架焊接工艺与工装设计 专业：焊接技术与工程班级： 姓名：学号： 评分：指导教师(签名)： 2013 年 1 月 18 日
长江750摩托车”侧停支架焊接工艺与工装设计 学生姓名：班级： 指导老师： 摘要：在“长江750B摩托车侧停支架”的焊接中，焊接的夹具在施焊的过程中必不可少，良好的焊接夹具可以保证焊接尺寸的准确性，保证焊接过程的快速稳定，以保证零件和产品的质量，并以提高生产效率。焊接工装设计是生产准备工作的重要内容之一，也是焊接生产工艺设计的主要任务之一，焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。 关键词：焊接；设计；侧停支架
目录 1 序言 (1) 1.1 焊接工装夹具的运用 (1) 1.2 焊接工装夹具设计的基本要求 (1) 2 夹具设计任务 (3) 2.1 焊接产品（复合件）“长江750B摩托车侧停支架”的产品图 (3) 2.2 焊接产品“侧停支架”连接的重点技术要求分析 (3) 3 侧停支架焊接组合装焊夹具装焊方案 (4) 4 主要零件设计的说明 (4) 4.1 底板 (4) 4.2 插销机构 (4) 4.3 螺旋夹紧机构 (4) 4.4 V型块 (6) 4.5 钩形夹管器 (6) 4.6 非标准主要零件的设计 (7) 5 夹具的装配 (7) 5.1 夹具的操作步骤 (7) 5.2 夹具使用注意事项 (7) 6 本次课程设计小结 (8) 参考文献 (9) 致谢 (10) 附录A 工艺规程路线单 (11) 附录B 焊接工艺规程 (12)
Geely项目标准统一 工作内容及命名方式： CX11PP_020_010_051--------------------------28 LH/RH 左右前端模块右连接板总成CX11PP_020_010_052 CX11PP_020_010_053--------------------------29 LH/RH 左右侧围轮罩分总成一 CX11PP_020_010_054-------------------------- CX11PP_020_010_055--------------------------30 LH 左右侧围轮罩外板总成 CX11PP_020_010_056-------------------------- RH CX11PP_020_010_057--------------------------31 LH 左右侧围轮罩内板总成 CX11PP_020_010_058-------------------------- RH CX11PP_020_010_059--------------------------32 LH 左右侧围门槛内板内板总成CX11PP_020_010_060-------------------------- RH CX11PP_020_010_061--------------------------33 LH 左右侧围轮罩分总成 CX11PP_020_010_062-------------------------- RH CX11PP_020_010_063--------------------------34 LH 左右侧围轮罩总成 CX11PP_020_010_064-------------------------- RH CX11PP_020_010_065--------------------------35 LH 左右侧围前部内板总成 CX11PP_020_010_066-------------------------- RH CX11PP_020_010_067--------------------------36 LH 左右侧围后流水槽总成 CX11PP_020_010_068-------------------------- RH CX11PP_020_010_069--------------------------37 LH 左右侧围内板加强板总成 CX11PP_020_010_070-------------------------- RH CX11PP_020_010_071--------------------------38 LH 左右侧围外板加强板总成 CX11PP_020_010_072-------------------------- RH CX11PP_020_010_073--------------------------39 发动机罩内板总成 CX11PP_020_010_074--------------------------40 后背门内板总成 CX11PP_020_010_075--------------------------41 LH 左右前门内板总成 CX11PP_020_010_076-------------------------- RH CX11PP_020_010_077--------------------------42 LH 左右后门内板总成 CX11PP_020_010_078-------------------------- RH CX11PP_020_010_079--------------------------43 天窗内板总成 CX11PP_020_010_080--------------------------44 顶盖前后横梁总成 CX11PP_020_010_081--------------------------45 顶盖总成（天窗、非天窗）整理后的最新工件存放目录：
2012年 第 3 期 https://www.doczj.com/doc/5411374650.html, 车身技术 ody Technology B ■ 安徽江淮汽车技术中心/王 艳 车身开发主要分为设计和制造两大阶段。模夹具设计制造是车身制造的关键技术。在车身的设计过程中综合考虑车身制造过程中的各种工艺因素，同步考虑模夹具的制造可行性，可以避免在工装制造和车身制造过程中出现大量的工艺问题。 白车身拼焊夹具是实现车身制造工艺的一个重要组成部分。目前夹具的概念设计大量使用三维软件，缩短了夹具的设计周期，推进了夹具的标准化进程。但是在装夹方案构思、定位夹紧点的分配上很难得到最优化的结果，MCP （Master Control Point ）即夹具式样书弥补了这一不足。夹具式样书对夹具的主要定位夹紧点进行规划，保证板件的配合精度也即保证了白车身的拼焊精度。 MCP 相关概念 MCP 意为主要控制点，是产品（板件－分总成－白车身）质量控制的主要基准点，是焊接夹具的基准点，可以使产品质量波动最小化，需要在产品设计阶段同步完成。MCP 贯穿产品生产的整个过程，如产品设计、冲压、焊接以及白车身检测。 MCP 主要定义于下述位置：零件的重要功能面，零件冲压或者焊接过程中易于控制定位精度的位置，零件强度较高的区域以保证零件定位的可靠性，易于测量的位置。 1. MCP 的组成 MCP 主要由三部分组成：定位夹紧位置布局图MCP Lay －out 、夹紧定位说明表MCP table 和夹紧定位断面图MCS 。 （1）MCP Lay －out 即定位夹紧位置布局图，主 白车身拼焊夹具MCP 要描述主要基准点在板件及总成上的设定位置，主要包含MCP 编码、MCP 具体设计位置以及其他一些相关信息。 （2）MCP table MCP table 是夹紧定位说明表，主要描述了夹紧、定位、支撑等信息，并用相对应的符号表示；主要包括MCP 编号以及该MCP 的符号说明。 （3）MCS MCS 是Master control section ，即夹紧定位断面图。 MCS 是在定位孔、夹持点位置沿车身坐标方向或夹持方向做断面，断面图中详细显示定位销的类型、夹紧的布置及方向。夹紧定位断面图MCS 是夹紧定位布局图完成后下一阶段的工作，主要表达板件控制方式的相关信息如夹紧、板件接触、支撑等。 MCS 断面图主要包含以下信息：支撑块位置及所用材质；定位销位置是否为伸缩销，以及定位销的方向是否与车身线平行；夹紧位置及方向；控制点是否可调；零件信息即零件图号；其他信息如导向、公差等。 2. MCP 设计输入条件 在着手进行M C P 设计之前，必须有一定的输入条件，包括产品设计和工艺设计方面的相关信息，以确保设计输出的MCP 能准确指导夹具的设计制造，最终保证现场生产。 （1）产品设计输入 包括零件三维数模、零件信息（材料、尺寸、板厚）、每个焊接总成的零件构成和特殊公差要求。 （2）工艺设计输入 如附图所示，包含车型信息及其变形产品、生产纲领、各生产线工艺划分、生产节拍、设备信息（夹具、检具等）、初步工艺流程图、焊点布局图、工艺平面布局图以及MLP 文件。 另外，MCP 开始设计前还应注意检查附表所示的内容。
汽车焊接工装夹具设计 汽车焊接工装的设计概述 汽车车身夹具的设计是一门经验性很强的综合性技术，在设计时首先要确定生产纲领，熟悉产品结构，了解变性特点，把握制件及装配精度，通晓工艺要求。只有做到这些，才能对焊接夹具进行全方位的设计。 一、六点定则在车身焊装夹具上的应用 在设计车身焊装夹具时，常有两种误解:一是认为六点定则对薄板焊装夹具不适用;二是看到薄板焊装夹具上有超定位现象。产生这种误解的原因是把限制六个方向运动的自由度理解为限制六个方向的自由度，这种限制不仅依靠夹具的定位夹紧装置，而且依靠制件之间的相互制约的关系。只有正确认识了薄板冲压件焊装生产的特点，同时又正确理解了六点定则，才能正确应用这一原则。 从定位原则看，支撑对薄板来说是必不可少的，可消除由于工件受夹紧力作用而引起的变形。超定位使接触点不稳定，产生装配位置上的干涉，但在调整夹具时只要认真修磨支撑面，其超定位引起的不良后果是可以控制在允许范围内的。 上世纪八十年代，车身焊接使用的夹具形式大量是从冲压模具的定位面截切而来的，即在车身冲压零件的型腔上定位，被称为“定位块”。其具有的特点为:定位面积大、设计及制造周期长成本高的特 点。随着工装制造水平与检测手段的提高，车身焊接夹具的定位转化为定位板定位，板厚在16、20、25几档中选用，整个夹具本体改为焊接合件，在制造、装配上都缩短了周期，相对降低了成本。定位块与定位板相比较，二者有如下特点:1、定位块是加工件，其余支撑部分为铸铁件，定位块在装配调整后再配作定位销。在外观上它有两种式样:大面积的定位块、小面积的气动或手动压头;大面积的定位块、大面积的气动或手动压头。前者造成定位块加工复杂，产生车身零件压紧
焊接工装夹具设计说明书
课程设计 课程名称：焊接工艺与工装课程设计 设计题目：“长江750B摩托车”侧停支架焊接工艺与工装设计 专业：焊接技术与工程班级： 姓名：学号： 评分：指导教师(签名)： 2013 年 1 月 18 日
长江750摩托车”侧停支架焊接工艺与工装设计 学生姓名：班级： 指导老师： 摘要：在“长江750B摩托车侧停支架”的焊接中，焊接的夹具在施焊的过程中必不可少，良好的焊接夹具可以保证焊接尺寸的准确性，保证焊接过程的快速稳定，以保证零件和产品的质量，并以提高生产效率。焊接工装设计是生产准备工作的重要内容之一，也是焊接生产工艺设计的主要任务之一，焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。 关键词：焊接；设计；侧停支架
目录 1 序言 (1) 1.1 焊接工装夹具的运用 (1) 1.2 焊接工装夹具设计的基本要求 (1) 2 夹具设计任务 (3) 2.1 焊接产品（复合件）“长江750B摩托车侧停支架”的产品图 (3) 2.2 焊接产品“侧停支架”连接的重点技术要求分析 (3) 3 侧停支架焊接组合装焊夹具装焊方案 (4) 4 主要零件设计的说明 (4) 4.1 底板 (4) 4.2 插销机构 (4) 4.3 螺旋夹紧机构 (4) 4.4 V型块 (6) 4.5 钩形夹管器 (6) 4.6 非标准主要零件的设计 (7) 5 夹具的装配 (7) 5.1 夹具的操作步骤 (7) 5.2 夹具使用注意事项 (7) 6 本次课程设计小结 (8) 参考文献 (9) 致谢 (10) 附录 A 工艺规程路线单 (11) 附录 B 焊接工艺规程 (12)
整车焊装工艺认识 汽车制造中的焊接工艺汽车制造四大工艺中，焊装尤其重要，而在焊装的前期规划中，车身焊接夹具的设计又是关键环节。工装夹具的设计是一门经验性很强的综合性技术，在设计时首先应考虑的是生产纲领，同时还必须熟悉产品结构，了解钣金件变形特点，把握零部件装配精度及容差分配，通晓工艺要求。只有做到这些，才能对焊接夹具进行全方位的设计，满足生产制造要求。汽车焊接生产线也是是汽车制造中的关键，焊接生产线中的各种工装夹具又是焊装线的重中之重，焊接夹具的设计则是前提和基础。设计工装夹具时，不仅要考虑生产纲领，还必须要熟悉产品结构，了解钣金件变形特点，通晓工艺要求等诸多内容。 生产纲领即合格产品的年产量，它决定了焊接夹具的自动化水平及焊接工位的配置，是通过生产节拍体现的，是焊接夹具设计首先应考虑的问题。生产节拍由夹具动作时间、装配时间、焊接时间、搬运时间等组成。夹具动作时间主要取决于夹具的自动化程度；装配时间主要取决于冲压件精度、工序件精度、操作者的熟练程度；焊接时间主要取决于焊接工艺水平、焊接设备的自动化程度、焊钳选型的合理化程度等；搬运时间主要取决于搬运的自动化程度、物流的合理化程度及生产现场管理水平等。只要把握以上几点，就能合理地解决焊接夹具的自动化水平与制造成本的矛盾。 汽车车身的结构特点与焊接的关系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，有的车型外覆盖件钣金厚度仅有0.6mm、0.7mm，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，应考虑如下特点： 1. 刚性差、易变形经过成型的薄板冲压件有一定的刚性，但与机械加工件相比，刚性要差得多，而且单个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。以轿车车身大侧围外板为例，一般材料厚度为0.7～0.8mm，绝大多数是0.8mm，拉延形成空腔后，刚性非常差，当和内板件焊接形成侧围焊接总成后才具有较强的刚性。 2. 结构形状复杂汽车车身都是由薄板冲压件装焊而成的空间壳体，为了造型美观，并使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，结构形状较为复杂。特别是随着现代汽车技术的发展和消费者对汽车品质和外观时尚的要求越来越高，车身结构设计也越来越复杂。 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，汽车车身一般每隔200mm或400mm划一坐标网线，而整车坐标系各有不同，这里举轿车为例，一般定义整车坐标系坐标原点是：X轴：车身的对称平面与主地板的下平面之间的交线，向车身后方为正，前方为负。Y轴：过前轮的中心连线且垂直于车身地板下平面的平面与车身对称平面之间的交线，向车身右侧为正，左侧为负。Z轴：过两前轮中心且与主地板平面垂直的直线，向上为正，向下为负。装配精度装配精度包括两方面：外观精度与骨架精度，外观精度指门盖等开闭件装配后的间隙面差；骨架精度指三维坐标值。货车车身的装配精度一般控制在2mm内，轿车控制在1mm内。焊接夹具的设计既要保证工序件之间的焊装要求，又要保证总体的焊接精度，通过调整工序件之间的匹配状态及容差分配来满足整体的装配要求。车身焊装夹具设计方法6点定则是汽车车身焊装夹具设计的主要方法，其含义是指限制6 个方向运动的自由度。在设计车身焊装夹具时，常有两种误解：一是认为6点定位原则对薄板焊装夹具不适用；二是看到薄板焊装夹具上有超定位现象。产生这种误解的原因是，把限制6个方向运动的自由度理解为限制6个方向的自由度。焊接夹具设计的宗旨是限制6个方向运动的自由度，这种限制不仅依靠夹具的定位夹紧装置，而且依靠制件之间的相互制约关系。只有正确认识了薄板冲压件焊装生产的特点，同时又正确理解了6点定则，才能正确应用这个原则。 1. 保证门洞的装配尺寸门洞的装配尺寸是整车外观间隙阶差的基础，当总成焊接无
汽车焊装夹具设计
主要内容 工艺分析流程 夹具三维建模 ?二维转图及尺寸标注 零件加工流程 气路分析 学习体会 2011年11月17 2
在开始进行夹具设计前需要进行工艺分析条件注入，要求我们完成以下几个工作内容: 1、根据数模|、产品图、参考车工艺进行焊接SE分析，编制焊接工艺流程并提出定位孔并编MLP、 MCP； 2、根据设计纲领、数模|、产品图、参考车工艺、焊接工艺流程，初步确定夹具数量； 3、根据工艺路线、夹具数量进行工艺平面布置图 的设计； 4、初选焊钳图库； 5、工位节拍、安全管理及详细工艺方案； 6、物流要求。 夹具公司根据整车厂提供资料将完成夹具的设计制造，如下图所示 2011年11月17 3
2011年11月17 4 数模 焊接图、涂胶图等装配数模夹具清单 确定工件摆放姿态焊钳选型、建模 初编工艺卡 指导生产 焊点分析 建模完成焊接操作性检查修改焊钳模型二维图检查确定装焊顺序 计算动作节拍 MLP 、MCP 生产线节拍 二维出图加工制造
其中动作时间的计算参考标准如下： 1、装件时间：小件2秒，大件5秒； 2、夹紧、松开时间：每级2秒； 3、夹具举升、旋转时间：各5秒； 4、滑台平移（气动）：根据平移距离按平均0.1米/ 秒的速度计算；（一般行程0.5米） 5、输送线升降时间：根据升降高度按平均0.1米/秒 的速度计算：（一般行程0.5米） 6、输送线前进、后退时间：根据升降高度按平均8 米/分钟的速度计算；（一般升降高度4米） 2011年11月17 5
焊接时间的参考计算； 1、点焊：3——5秒每点，根据焊接部位、焊钳大小 操作方便性确定。一般中小夹具：每点4秒，地板 大焊钳工位每点5秒，侧围补焊、车身补焊每点3秒。 换枪时间5秒。以上包括焊枪移动时间。 2、弧焊：连续焊10毫米/秒 3、凸焊螺母、植钉：5秒/个 4、涂胶：连续涂胶20毫米秒，涂胶胶点2秒点。 2011年11月17 6
一、车身焊装夹具的结构及特点 把车身冲压件在一定装备中定形、定位并夹紧，组合成车身组件、合并、分总成及总成，同时利用焊接方法使其形成整体的过程称为焊装过程。焊装过程所使用的夹具称为焊装夹具。汽车车身焊装夹具通常由支架、压板、定位板、限位块、夹紧器等组成如图1 所示。 图1 定位装置作用是使工件在夹具中占据正确的位置。 夹紧装置作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过 程中受到外力作用时不离开已经占据的正确 位置。 二、夹具的组成 夹具体将夹具上的所有组成部分，联接成为一个 整体的基础件。
三、工件在夹具中的定位： 工件定位基本原理：六点定位原则 任何一个工件在夹具中未定位前，都可以看成为在空间直角坐标系中的自由刚体。如图2所示 它能沿X、Y、Z在三个坐标轴移动，用X、Y、Z表示;也可绕这三个坐标轴转X Y Z; 这被称之为工件具有六个自由度。要使工件在某方向上的位置确定，就必须限制工件在该方向上的自由度，为使工件在夹具中的位置完全确定，就需要将它的六个自由度全部予以限制。因此，可以说定位就是根据加工要求限制工件的自由度。 在分析工件定位时，可以将具体的定位元件抽象化，转化为相应的定位支承点，简称支承点。如图3所示，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用适 当分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定。这就是常用的“六点定位规则”，简称“六点定则”。 图2
图3 六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。 四、六点定位原理的应用 上述方形工件的六点定位是最易明了的一种典型情况。但六点定位也适用于其他形状的工件，只是定位点的分布方式有所不同。如图4所示为盘状工件的六点定位情况，平面放在三个支承点上，消除X、Y、Z三个自由度;圆柱面与两个支承点相靠，消除X、Y、两个自由度，再用一个点支承在槽的侧面，消除Z一个自由度.如图5所示为轴类工件的一种六点定位情况，其中轴的圆柱表面放在四个支承点上，消除工件X、Z X、Z 四个自由度;轴端靠在一个支承点上，消除Y一个自由度;槽侧面靠在一个支承点上，消除了Y自由度。由此可得出结论:工件形状不同，定位基准不同，定位点的分布情况也会不同。