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
目录
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)
附录 (33)
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]1[。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“6σ”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
保护焊、钎焊以及粘接工艺（主要是电阻点焊）定位夹紧后，通过点焊、凸焊、CO
2
装配成为白车身的过程]2[。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]3[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]4[。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]5[；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]6[；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]7[。
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]8[。
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0.8~1.2mm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]9[。
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]10[。
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]11[。
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]12[，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。
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。
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，定位偏差 夹紧偏差 焊枪偏差 点焊热效应 ·设计不合理·制造不合理 ·使用不合理·维护不合理 ·电极力 ·电流电压 ·零件材料·匹配间隙
定位 夹紧 焊接 夹具释放 零件 装配1 ······ 装配i
装配偏差i
装配i+1
······ 装配n
白车身
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
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
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。
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，
2021年汽车焊接夹具结构设计研究 随着我国科技的发展，汽车焊接夹具的结构设计已经有了很大的进步。但是由于我国仍处于发展中国家，科技水平相对落后，我国的汽车焊接夹具的结构设计还存在很多问题。所以汽车焊接夹具结构设计的研究具有重要的现实意义。 1汽车焊接夹具的发展现状 随着我国汽车需求量的增加，汽车生产制造商也不断的增多，汽车制造产业也不断地进行优化，现在汽车的生产中，汽车焊接技术也得到了可持续发展，而且随着汽车生产厂家的增多，汽车焊接夹具的设计内容上也有了明显的进步，但与一些发达国家相比较，我国的科技水平相对落后，汽车焊接夹具的结构设计也存在很多问题。对于很多中小企业来说设计的应用达不到理想的效果，而一些大企业常常会选择进口汽车工艺发达国家的焊接夹具，但是这样会使汽车制造的成本增加，会使售价提高，给消费者带来一定经济压力的同时也给企业带来了销售风险。所以现在我国的汽车焊接夹具设计仍有很大的进步空间，我国汽车制造行业应该在现阶段以达到科学水平的基础上保证技术设计的合理性，提高产品的质量，从而将我国汽车制造行业推上一个新高度。 2汽车焊接夹具的重要性 汽车焊接夹具在汽车的整个制造过程中都占有重要的地位。在车身的装配焊接过程中，需要利用装焊夹具定位加紧车身零件和车身组装件使车身制造的各个零件组装的尺寸合格。焊接夹具能够保证焊接
工艺的正常进行，在汽车制造焊接工艺运用过程中焊接夹具可以起到固定的作用，保证汽车焊接工艺的质量。另外结构设计合理的汽车焊接夹具能够大幅度的减小工作人员的工作强度，节省工作时间，保证焊接质量。 3焊接工艺的介绍 3.1焊接夹具的材料和结构 汽车焊接材料的选择是个很严谨的工作，科学合理的选择汽车焊接材料在汽车焊接夹具的过程中具有重要作用。我们在选择汽车焊接材料时要在考虑汽车制造成本的基础上重视材料的耐用性。经过我国长时间的材料研究，现在我国大部分汽车制造企业都采用低碳钢或者镀锌钢板来生产焊接夹具，在长时间的使用中发现这种材料的焊接性能比其他的材料要好，但是这只能说明这种材料是制作焊接夹具相对较好的使用材料，这种材料也存在一定的局限性，材料较薄，在焊接过程中容易遭受损坏。所以在汽车焊接夹具的结构设计方面，必须考虑多方面的因素，设计出更加科学合理的汽车焊接夹具。 3.2夹具的焊接方法 夹具的焊接方法也有很多，目前，我国使用最广泛的焊接方法有CO2气焊法和电阻焊。虽然这两种焊接方法使用比较广泛，但是这两种焊接方法也存在很多问题。CO2气体保护焊的方法相对于其他焊接法来说有比较明显的优势，但是CO2气体保护焊法对于夹具的要求不是很高，所以利用这种焊接法生产的焊接夹具不能达到国家规定的汽车焊接夹具的标准。与CO2气体保护焊法相比电阻焊能够提高夹
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：
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 ◆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 ◆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。 ◆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” ◆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
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)
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)
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
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
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
（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： 1、BASE长度在1m以内的，使用厚度16-18mm的板。型钢使用14＃槽钢。 2、BASE长度在1m – 2m之间的。使用厚度为20－22mm的钢板。型钢使用16＃槽钢。 3、超过2m的使用大于等于25mm厚的钢板。型钢使用20＃以上的槽钢。 4、BASE为焊接结构件。焊接后要进行退火去应力处理。表面要做防锈处理。并且在BASE面内刻线。 （二）定位装置 定位装置中的零部件通常有固定销、插销、挡铁、V型块，以及根据焊件实际形状确定的定位块等。 1．因焊接夹具使用频率极高，所以定位元件应具有足够的刚性和硬度，以保证在更换修整期的精度。一般采用45＃钢。型面要求表面淬火。定位销要耐磨并且有一定的刚度。一般采用40Cr调质，表面镀铬处理。压紧部分的要求与定位部件的要求一致。 定位销又分为固定、摆动、伸缩这几种。 当工件上的定位孔的中心线与BASE面垂直（垂直于取件方向），且定位销在工件的下面的时候，采用固定销。当定位销的轴线于BASE面（或取件方向）有角度的时候采用伸缩销。这时如果定位销在工件的上面则采用
汽车车身焊装夹具设计 摘要：通过对汽车车身焊接夹具设计的一般规律进行探讨，提出了在焊接夹具设计中所应该遵循的基础条件。在现生产中，焊接夹具的设计充满了丰富的特殊性，因此，具体问题须具体对待。关键词：焊接夹具设计经验性综合技术 汽车车身焊接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，了解变形特点，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、生产纲领 生产纲领决定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。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、操作者的熟练程序；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、物流的合理化程度等。只要把握住以上几点，就能合理地解决焊接夹具的自动化水平及制造成本这对矛盾。 二、汽车车身的结构特点 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，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装焊而成的空间壳体，为了造型美观和壳体具有一定的刚性，组成本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。 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，汽车车身一般每隔200mm或400mm划一坐标网线。三个坐标的基准是：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，左右为正负。 三、装配精度
汽车装焊夹具设计基础 汽车行业在我国的工业领域中占有着重要的地位，随着我国经济的发展，汽车业在近几年也有了突飞猛进的发展。汽车的先进性、科技性、品质性也在迅速的增长。汽车的产量、质量的提高涉及到众多方面的提高，包括原材料、工艺、工装设备、企业的经营状态和管理方式等等。 汽车装焊夹具是汽车生产工装设备的重要部分。就我了解和掌握的一些装焊夹具设计知识写出来和大家一起讨论学习。 在设计装焊夹具之前要对汽车以及汽车各个部位有一定的了解，下面分别介绍： 一、 车的基准线、坐标线 CAR LINE（以下简称车线） 车线是表示汽车的基准线，各个汽车厂家的车线基准零点是相同的，都是车前轮中心和车宽方向中心的交点。通常所说的车前、车后、左侧、右侧是指座在驾驶员的位置上看，前进方为车前，反之为车后，左手位为左侧，右手位为右侧，一般在车宽方向遵循左负右正的原则（日产系为左正右负）。 车长的表示有：X、L、TL 车宽的表示有：Y、W、BL 车高的表示有：Z、H、WL 以上的表示方法因不同的汽车厂家而不同。 具体见图示1来加深理解。
车宽 车长X 图示1 二、 汽车车体及构成部件 车体组成的主要部件有：地板、左右侧围、前后车门、发动机盖、 行李箱盖、顶盖、顶盖前后横梁、前后防撞杠、前后翼子板等等，每个部件都由若干个零部件组成。从结构上讲，焊接的散件都是有空间形状的冲压成型件，不但存在由于刚性差引起的变形以外还存在着一些回弹变形。要将两个或两个以上的零部件组合成一个部件都需要由相应的独立夹具来完成。 详见图示2加深理解。
顶盖 顶盖后横梁 顶盖前横梁 后窗台板 右侧围 后防撞杠 前风窗下横梁 后裙板 地板 前防撞杠 左侧围 图示2：车体的主要构成部品
目录 序言 (2) 一、夹具设计任务 (3) 1、焊接产品（复合件）“撑杆焊接组合”的产品图 (3) 2、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术要求分析 (3) 二、“撑杆焊接组合”装焊夹具设计方案的确定 (3) 1、基准面的选择（夹具体方式的确定） (3) 2、定位方式及元器件选择 (4) 3、夹紧方式及元器件选择 (4) 4、装焊方案 (4) 5、装焊夹具结构 (5) 三、主要零件设计的说明 (5) 1、夹具体 (5) 2、压板 (5) 3、插销机构主体 (5) 4、快撤式螺旋夹紧器件 (5) 四、夹具的装配要求 (5)
五、装焊夹具使用说明 (6) 1、夹具的操作步骤 (6) 2、夹具使用注意事项、保养及维护 (6) 六、本次课程设计小结、体会及建议 (6) 七、参考资料 (7) 序言 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。
汽车焊装夹具结构设计 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％为辅助和装夹工作。因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。对具有多种车型的企业，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. 一、汽车焊接工艺特点 （一）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,及少量的热轧钢板.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. （二）焊接方法https://www.doczj.com/doc/1b4445862.html,
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。电阻焊对夹具要求严格,尤其是多点焊、反作用焊和机器人点焊。因汽车焊接以电阻焊为主，所以本文将针对电阻焊夹具的设计进行探讨。 (三）焊接工艺流程 汽车焊接的基本特征就是组件到部件再到总成的一个组合再组和过程。 从组件到车身焊接总成的每一个过程，既相互独立，又承前启后，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. 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。 二、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、工艺需要及生产线布置方式，作好充分的工艺调研，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。
焊接夹具的设计方法与步骤 焊接, 夹具, 设计 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%为辅助和装夹工作。因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。对具有多种车型的企业，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。 一、汽车焊接工艺特点 （一）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，及少量的热轧钢板。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。 （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。电阻焊对夹具要求严格，尤其是多点焊、反作用焊和机器人点焊。因汽车焊接以电阻焊为主，所以本文将针对电阻焊夹具的设计进行探讨。 （三）焊接工艺流程 汽车焊接的基本特征就是组件到部件再到总成的一个组合再组和过程。 从组件到车身焊接总成的每一个过程，既相互独立，又承前启后，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。 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。 二、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、工艺需要及生产线布置方式，作好充分的工艺调研，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。 2．根据焊件结构特点及所需焊接设备型号、规格，确定定位及夹紧方式；同时根据冲压件