汽車(chē)車(chē)輪輪罩焊裝夾具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　汽車(chē)車(chē)輪輪罩焊裝夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　院系名稱(chēng)： 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 車(chē)輛工程 B07-2班 </p><p><b>　　二○一一年六月</b></p>

2、<p>　　The Graduation Design for Bachelor's Degree</p><p>　　Design of Automobile Wheel Cover Welding-Installation Fixture</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　焊裝作為汽車(chē)生產(chǎn)

3、過(guò)程的四大工藝之一，焊接質(zhì)量的高低對(duì)轎車(chē)車(chē)身尺寸的影響至關(guān)重要，可以說(shuō)，在車(chē)身制造過(guò)程中，焊裝是關(guān)鍵工序，是整個(gè)車(chē)身制造的核心，白車(chē)身焊接質(zhì)量的優(yōu)劣決定了整車(chē)的制造質(zhì)量。焊接夾具是保證車(chē)身焊接質(zhì)量的最重要因素，焊接夾具的主要作用就是保證所有焊接沖壓件之間的相對(duì)位置以及焊接件的尺寸精度，合理的夾具設(shè)計(jì)、焊點(diǎn)規(guī)劃、焊鉗選擇，可以確保焊接質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　本文首先分析了汽車(chē)車(chē)輪輪罩

4、焊裝夾具設(shè)計(jì)的必要性和可行性；然后圍繞車(chē)輪輪罩焊裝夾具設(shè)計(jì)這一核心，通過(guò)對(duì)汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線、汽車(chē)焊裝夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析，歸納了焊裝夾具的設(shè)計(jì)步驟和要點(diǎn)；重點(diǎn)對(duì)汽車(chē)車(chē)輪輪罩進(jìn)行焊裝工藝分析，研究了汽車(chē)車(chē)輪輪罩焊裝夾具正確的夾緊位置及定位設(shè)計(jì)方式；最終完成汽車(chē)車(chē)輪輪罩焊裝夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：汽車(chē)；輪罩；焊接；夾具；設(shè)計(jì)</p><p><b>　　ABST

5、RACT</b></p><p>　　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 bod

6、y, 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 importa

7、nt factor, the main role of welding fixture to ensure that all welding is the relative position b</p><p>　　Firstly, this paper analyzes the automobile wheel cover design of welding fixture necessity and feas

8、ibility; 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 desi

9、gn 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; Fi</p><p>　　Key words: Automo

10、bile; Wheel Casing; Welding ; Jig; Design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I </b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b>&l

11、t;/p><p>　　1.1 課題的背景及意義1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 汽車(chē)焊裝夾具的發(fā)展趨勢(shì)3</p><p>　　1.4 本課題研究?jī)?nèi)容3</p><p>　　第2章 汽車(chē)焊裝工藝特點(diǎn)4</p><p>　　2.1 汽車(chē)車(chē)身部件焊裝工

12、藝特點(diǎn)4</p><p>　　2.2 零部件尺寸對(duì)焊裝的影響4</p><p>　　2.3 焊裝夾具質(zhì)量5</p><p>　　2.4 焊接變形5</p><p>　　2.5 操作影響6</p><p>　　2.6 面向焊接的車(chē)身尺寸控制方法7</p><p>　　2.6.1 車(chē)身基

13、準(zhǔn)統(tǒng)一系統(tǒng)7</p><p>　　2.6.2 夾具精度控制8</p><p>　　2.6.3 生產(chǎn)過(guò)程控制9</p><p>　　2.7 本章小結(jié)9</p><p>　　第3章 焊裝夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)10</p><p>　　3.1 焊裝夾具的基本概念10</p><p>　　3.1.1

14、焊裝夾具的基本作用10</p><p>　　3.1.2 焊裝線發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀11</p><p>　　3.1.3 焊裝線的分類(lèi)11</p><p>　　3.1.4 汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線的幾種常見(jiàn)形式12</p><p>　　3.1.5 焊裝生產(chǎn)線的組成13</p><p>　　3.1.6 焊裝線的總體布局14&l

15、t;/p><p>　　3.1.7 中國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有焊裝線狀況14</p><p>　　3.1.8 焊裝生產(chǎn)線的選型15</p><p>　　3.2 焊裝夾具設(shè)計(jì)的基本要求15</p><p>　　3.3 汽車(chē)焊裝夾具設(shè)計(jì)方法17</p><p>　　3.3.1 夾具的基本構(gòu)成17</p><p&g

16、t;　　3.3.2 夾具的設(shè)計(jì)步驟17</p><p>　　3.4焊裝夾具定位可靠性設(shè)計(jì)方法18</p><p>　　3.4.1 “N-2-1”定位原理18</p><p>　　3.5 本章小結(jié)19</p><p>　　第4章 基于轎車(chē)車(chē)輪輪罩焊裝夾具設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1 夾具方案分析20&

17、lt;/p><p>　　4.1.1 前期準(zhǔn)備20</p><p>　　4.1.2 方案設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.2 輪罩夾具設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.2.1 輪罩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)24</p><p>　　4.2.2 定位孔的選擇24</p><p>　　4.2.3 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

18、25</p><p>　　4.3 本章小結(jié)28</p><p><b>　　結(jié)論29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　致謝32</b></p><p><b>　　附錄33<

19、/b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　汽車(chē)車(chē)身制造是汽車(chē)制造業(yè)中的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，隨著我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)汽車(chē)焊裝線的需求量巨大，對(duì)其質(zhì)量上的要求也日益提高。汽車(chē)車(chē)身是經(jīng)沖壓、焊接、涂裝、總裝這四個(gè)主要工藝過(guò)程生產(chǎn)出來(lái)的，焊裝作為汽車(chē)生產(chǎn)的大工藝之一，其技術(shù)、設(shè)備、生產(chǎn)布局、自動(dòng)化水平、柔性化水平等對(duì)整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)的

20、作用至關(guān)重要。</p><p>　　1.1課題的背景及意義</p><p>　　自1885年德國(guó)工程師卡爾·奔馳制成了世界第一輛以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力的汽車(chē)，汽車(chē)誕生至今已有100余年，汽車(chē)工業(yè)從無(wú)到有，迅猛發(fā)展，產(chǎn)量大幅度增加技術(shù)日新月異,全世界汽車(chē)年產(chǎn)量近5000萬(wàn)輛。2006年，世界汽車(chē)市場(chǎng)增長(zhǎng)仍然深陷停滯狀態(tài)，而我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)雙超720萬(wàn)輛，這意味著中國(guó)2006年超過(guò)德國(guó)成為

21、全球第三大汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)超過(guò)日本，成為全球第二大新車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)。汽車(chē)工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有特殊地位和作用，汽車(chē)工業(yè)能極大地帶動(dòng)和促進(jìn)其它工業(yè)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并且成為顯示一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)達(dá)水平的重要標(biāo)志。隨著汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，加快了汽車(chē)產(chǎn)品的更新?lián)Q代步伐，汽車(chē)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和制造周期越來(lái)越短。2006年，國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠家共推出117款轎車(chē)、SUV和MP新車(chē)型。增加新車(chē)型沖壓模具和焊接工裝夾具雖必不可少，但汽車(chē)換型最

22、主要的是改造焊接生產(chǎn)線。在汽車(chē)制造業(yè)中，汽車(chē)焊裝夾具在汽車(chē)焊裝線投入中占有相當(dāng)大的比例，焊裝夾具的設(shè)計(jì)制造直接影響汽車(chē)的生產(chǎn)規(guī)模、效率和生產(chǎn)質(zhì)量。</p><p>　　1991年，為提高汽車(chē)制造過(guò)程中的質(zhì)量，增強(qiáng)當(dāng)時(shí)美國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的信心，美國(guó)密西根大學(xué)吳賢銘教授首先提出了轎車(chē)車(chē)身焊裝“2mm工程”的概念，即白車(chē)身焊后尺寸偏差小于2mm。所謂汽車(chē)產(chǎn)品2mm工程就是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品采用Continues

23、Improvement Indicator車(chē)身制造綜合誤差指數(shù)，即六倍均方差“6σ”來(lái)控制車(chē)身制造質(zhì)量，并用一整套確保汽車(chē)車(chē)身制造尺寸偏差最小化的制造技術(shù)和流程，達(dá)到汽車(chē)整車(chē)在密封、噪聲、外觀、動(dòng)力性和壽命等方面制造偏差接近世界先進(jìn)水平2mm以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)用最省的制造成本提高汽車(chē)產(chǎn)品整體質(zhì)量。2mm工程的核心內(nèi)容就是采用切實(shí)有效的方法和手段，來(lái)控制和減少那些不可避免而又十分重要的關(guān)鍵尺寸的變動(dòng)，以達(dá)到對(duì)轎車(chē)車(chē)身質(zhì)量的控制。隨著汽車(chē)向中高

24、檔方向發(fā)展和整車(chē)2mm工程的推廣，對(duì)焊裝設(shè)備智能化和焊接質(zhì)量的要求也將越來(lái)越高。在這種情況下，開(kāi)展有關(guān)汽車(chē)車(chē)身制造工藝過(guò)程方面的研究，提高車(chē)身制造精度，促使我國(guó)汽車(chē)工業(yè)整體水平迎頭趕上，有著重要的意義。</p><p>　　近年來(lái)，汽車(chē)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步非?？?。各汽車(chē)廠家為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)，不斷推出具有高技術(shù)含量的新產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)控制的高自動(dòng)化水平的無(wú)人焊裝線在國(guó)外先進(jìn)的汽車(chē)廠已普遍采用，上下料為自動(dòng)輸送機(jī)

25、和機(jī)器人，車(chē)身全部是機(jī)器人焊接，生產(chǎn)人員主要從事質(zhì)檢、維護(hù)和管理工作。電弧釬焊工藝取代了二氧化碳電弧焊。車(chē)身焊裝是車(chē)身制造的重要組成部分，它是將已經(jīng)沖壓成形的車(chē)身零件在夾具上定位夾緊后，通過(guò)點(diǎn)焊、凸焊、CO保護(hù)焊、釬焊以及粘接工藝（主要是電阻點(diǎn)焊）裝配成為白車(chē)身的過(guò)程。目前，國(guó)內(nèi)的焊接裝備生產(chǎn)廠家綜合技術(shù)實(shí)力不足，不具備設(shè)計(jì)制造高水平的成套焊裝線的能力，面對(duì)汽車(chē)行業(yè)的日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)又不允許國(guó)內(nèi)的汽車(chē)生產(chǎn)廠家用國(guó)產(chǎn)的裝備進(jìn)行試驗(yàn)，只好成套

26、引進(jìn)，使得國(guó)內(nèi)焊接裝備生產(chǎn)廠家近年來(lái)與國(guó)外水平的差距越來(lái)越大。國(guó)內(nèi)汽車(chē)焊接生產(chǎn)水平與國(guó)外逐漸接近，而國(guó)內(nèi)焊接裝備制造水平與國(guó)外差距卻逐漸加大，提高我國(guó)焊裝線及焊裝夾具自主設(shè)計(jì)和制造水平迫在眉睫。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　國(guó)內(nèi)外對(duì)汽車(chē)焊裝夾具的設(shè)計(jì)進(jìn)行了多方面的研究，1988年，Youcef-Toumi等人提出一種關(guān)于薄板鋼件的夾具分析的方法,研究了用于

27、平板和殼體的三點(diǎn)和四點(diǎn)夾具定位系統(tǒng)，該方法沒(méi)有考慮薄板變形減少問(wèn)題；1991年，Menassa和DeVies提出基于“3-2-1”定位方案的使工件第一基準(zhǔn)面法向變形量最小的夾具定位布置，但沒(méi)有考慮夾具的特征；1996年,Cai、Hu和Yuan在采用變分法確定傳統(tǒng)“3-2-1定位”夾具定位點(diǎn)位置的基礎(chǔ)上,針對(duì)柔性車(chē)身薄板零件易變形的特點(diǎn)提出了“N-2-1定位”法,在薄板件法方向即第一基準(zhǔn)面應(yīng)用多于3個(gè)定位點(diǎn)來(lái)限制工件多余變形，利用有限元分

28、析和非線性規(guī)劃方法找到最優(yōu)的定位點(diǎn)數(shù)“N”。 KulankaraK等建立了工件一夾具系統(tǒng)的彈性模型，采用懲罰函數(shù)處理夾具布局不合理問(wèn)題。陳猛，郭鋼等人在2001年提出汽車(chē)焊接夾具CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)并開(kāi)發(fā)了三維汽車(chē)焊裝夾具CAD系統(tǒng)；周至強(qiáng)、羅來(lái)軍和林忠欽在2002年采用模塊化設(shè)計(jì)和參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)了汽車(chē)覆蓋件焊裝夾具設(shè)計(jì)參數(shù)庫(kù)等；歲波等在2003提出采用樹(shù)狀模型與關(guān)系模型來(lái)描述車(chē)身裝焊工藝信息的混合建模方法，并在此數(shù)據(jù)</p&

29、gt;<p>　　1.3汽車(chē)焊裝夾具發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　目前，中國(guó)汽車(chē)有市場(chǎng)兩個(gè)特點(diǎn)：一是有很高的增長(zhǎng)率，二是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。汽車(chē)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)越來(lái)越集中在產(chǎn)品的更新?lián)Q代上，面對(duì)如此快速的產(chǎn)品更新，汽車(chē)行業(yè)過(guò)去采用那種大批量單車(chē)型專(zhuān)機(jī)生產(chǎn)模式已不太適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展的要求。因此多品種的柔性化生產(chǎn)也越來(lái)越多地應(yīng)用在汽車(chē)生產(chǎn)中，概括起來(lái)，目前汽車(chē)焊裝夾具的發(fā)展顯現(xiàn)以下兩方面的特點(diǎn)。</p>

30、;<p>　　1、車(chē)身焊接夾具設(shè)計(jì)的智能化趨勢(shì)。</p><p>　　車(chē)身焊接夾具的設(shè)計(jì)受車(chē)身零件結(jié)構(gòu)形狀、焊接工藝、焊接方法、焊接設(shè)備等多種因素的影響和制約，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)工作量大，設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜，在一定程度上制約了汽車(chē)柔性化的發(fā)展方向。隨著AI技術(shù)和CAD技術(shù)的飛速發(fā)展，探索其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和規(guī)律，建立一個(gè)具有零部件庫(kù)、實(shí)例知識(shí)庫(kù)、領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)和推理規(guī)則的智能化系統(tǒng)，對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率，縮短新車(chē)型的開(kāi)發(fā)

31、周期具有較大的實(shí)用價(jià)值。</p><p>　　2、自動(dòng)化、柔性化程度普遍提高趨勢(shì)。</p><p>　　汽車(chē)制造的個(gè)性化、批量化、高效率和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量一致性的要求，使汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化、柔性化程度日益提高。由于焊接機(jī)器人可以提高焊裝生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，保證焊接質(zhì)量，是實(shí)現(xiàn)了車(chē)身裝焊的柔性化、自動(dòng)化生產(chǎn)方式的有效手段，這樣焊接機(jī)器人在汽車(chē)焊接生產(chǎn)中獲得了大

32、量應(yīng)用。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家分析，我國(guó)機(jī)器人到2010年擁有量為17300臺(tái)，年銷(xiāo)售額超過(guò)90億，中國(guó)的“機(jī)器人時(shí)代”即將到來(lái)。隨著機(jī)器人自動(dòng)化成套焊裝系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，我國(guó)汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化、柔性化程度將顯著提高。</p><p>　　1.4本課題研究?jī)?nèi)容</p><p>　　汽車(chē)車(chē)輪輪罩在焊裝過(guò)程中，由于薄板剛性差易變形，為了保證零部件之間正確的相對(duì)位置和焊接間隙，必須通過(guò)焊裝夾具將其固定。為

33、保證汽車(chē)車(chē)輪輪罩裝配尺寸的準(zhǔn)確性，最重要的手段就是正確的工裝定位。汽車(chē)焊裝夾具與其他夾具相比，定位單元型面復(fù)雜，精度要求高，設(shè)計(jì)制造難度大。</p><p>　　本文針對(duì)汽車(chē)車(chē)輪輪罩，構(gòu)思夾具設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行焊點(diǎn)規(guī)劃，焊鉗選型，夾具工藝分析等。最終完成汽車(chē)車(chē)輪輪罩焊裝夾具設(shè)計(jì)。</p><p>　　第2章 汽車(chē)焊裝工藝特點(diǎn)</p><p>　　2.1汽車(chē)車(chē)身部件工藝特

34、點(diǎn)</p><p>　　汽車(chē)車(chē)身一般由外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件和骨架件組成,覆蓋件的鋼板厚度一般為0.8~1.2mm范圍內(nèi),骨架件的鋼板厚度多為1.2~2.5mm,也就是說(shuō)它們大都為薄板件,對(duì)焊接夾具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),有以下特點(diǎn)。</p><p>　　1、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,構(gòu)圖困難。</p><p>　　汽車(chē)車(chē)身都是由薄板沖壓件焊裝而成的空間殼體,為了造型美觀和殼體具有一定的剛性,組

35、成車(chē)身的零件通常是經(jīng)過(guò)拉延成型的空間曲面體,結(jié)構(gòu)形狀相當(dāng)復(fù)雜。</p><p>　　2、剛性差,易變形。</p><p>　　經(jīng)過(guò)成型的薄板沖壓件有一定的剛性,但和機(jī)械加工件相比,剛性要差得多,而且單個(gè)的大型沖壓件容易變形,只有焊接成車(chē)身殼體后,才具有較強(qiáng)的剛性。</p><p>　　3、以空間三維坐標(biāo)標(biāo)注尺寸。</p><p>　　汽車(chē)車(chē)身

36、產(chǎn)品圖以空間三維坐標(biāo)來(lái)標(biāo)注尺寸,為了表示覆蓋件在汽車(chē)上的位置和便于標(biāo)注尺寸,我國(guó)的汽車(chē)車(chē)身一般每隔200mm或400mm劃一坐標(biāo)網(wǎng)線(也簡(jiǎn)稱(chēng)車(chē)線),3個(gè)坐標(biāo)的基準(zhǔn)是:前后方向(X向)——以汽車(chē)前輪中心為0,往前為負(fù)值,往后為正值;上下方向(Z向)——以縱梁上平面為0,往上為正值,往下為負(fù)值;左右方向(Y向)——以汽車(chē)對(duì)稱(chēng)中心為0,左正右負(fù)。</p><p>　　2.2零部件尺寸對(duì)焊裝的影響</p>

37、<p>　　零部件尺寸不合格會(huì)造成焊接誤差，從而影響汽車(chē)車(chē)身尺寸偏差，所謂零件尺寸不合格是指零件實(shí)物尺寸和產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙不一致，即通常說(shuō)的零件尺寸超差。汽車(chē)覆蓋件大量應(yīng)用高強(qiáng)度薄鋼板，導(dǎo)致沖壓件形狀尺寸精度不良的問(wèn)題也越來(lái)越多，毛坯在沖壓成形過(guò)程中由于受到不均勻變形，零件局部尺寸與標(biāo)準(zhǔn)形面不能吻合，或者由于沖壓工藝設(shè)計(jì)不合理，模具和鋼板本身的質(zhì)量問(wèn)題，都會(huì)引起零件缺陷，也就是通常說(shuō)的沖壓件形面精度不良，嚴(yán)重影響了車(chē)身特別是轎車(chē)車(chē)

38、身質(zhì)量。起皺、面回彈、面畸變、線位移、滑移線、沖擊線、粘結(jié)、劃傷等都是沖壓件不合格的表現(xiàn)。其中最主要的質(zhì)量問(wèn)題是起皺，面畸變和面回彈。當(dāng)沖壓件的某些部位形狀有急劇變化時(shí)，毛坯的變形分布將不均勻，這時(shí)就很容易在形狀急劇變化周?chē)谋砻娈a(chǎn)生凹凸，也就是局部的起伏，當(dāng)起伏高度小于0.2mm時(shí)我們一般稱(chēng)之為“面畸變”，對(duì)于起伏高度超過(guò)0.2mm的，我們一般認(rèn)為是“起皺”，面回彈是指沖壓件形面在零件脫模卸載后產(chǎn)生的形狀變化，彈復(fù)是指形狀彎曲部分的彈

39、性回復(fù)。</p><p>　　在實(shí)際的車(chē)身零部件制造過(guò)程中，實(shí)際得到的零件的尺寸形狀不可避免的都會(huì)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有偏差，在后續(xù)的沖壓件焊接過(guò)程中，這些偏差會(huì)影響到焊接組件的尺寸，最終會(huì)對(duì)車(chē)身總成的尺寸、形狀精度產(chǎn)生很大的影響，成為制約車(chē)身質(zhì)量的一個(gè)重要因素。有時(shí)，對(duì)于某些零件非主要尺寸的尺寸偏差，在車(chē)身焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定影響的，我們可以在不影響車(chē)身質(zhì)量的前提下適當(dāng)?shù)卣{(diào)整夾具，來(lái)消除對(duì)焊接的影響，但在很多情況下，我們是不

40、能通過(guò)調(diào)整夾具就可以避免這些影響的。如果零件尺寸特別是主要尺寸不合格，就不能正確的在夾具上裝夾，或者在裝夾時(shí)零件形面和其他零件的形面不能很好的貼合，過(guò)渡不協(xié)調(diào)平順，從而無(wú)法焊接，有時(shí)雖然零件可以裝夾并焊接，但由于零件之間匹配協(xié)調(diào)不好，在夾具上用較大的壓緊力強(qiáng)行把零件銜接在一起，使其可以點(diǎn)焊，但由于夾具的壓緊力使零件之間產(chǎn)生了強(qiáng)制變形，必然會(huì)造成裝焊誤差。所以要減小車(chē)身尺寸偏差，所有的焊接零件必須檢驗(yàn)合格才能投入使用，特別是車(chē)身上一些主要

41、的裝配孔、工藝孔的位置尺寸和裝配面尺寸是必須控制的，要做到這些，就要努力提高沖壓模具的設(shè)計(jì)和制作水平。</p><p><b>　　2.3焊裝夾具質(zhì)量</b></p><p>　　在車(chē)身制造過(guò)程中，焊裝夾具是為保證焊件尺寸，提高裝配效率，防止焊接變形所采用的工藝裝備，將焊接零件在夾具上定位、夾緊，保證了零件間的相對(duì)位置，減小了焊接過(guò)程中的變形，提高了焊接的精度和質(zhì)量。

42、由于轎車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轎車(chē)車(chē)身焊裝夾具的設(shè)計(jì)制造難度都比其他夾具大很多，要保證各沖壓零件裝配精度，車(chē)身焊裝夾具的定位點(diǎn)和定位型面的精度要求非常高。焊接夾具一般包含基板、定位裝置和夾緊裝置，有的夾具也包含旋轉(zhuǎn)等一些輔助機(jī)構(gòu)，將零件在夾具上定位夾緊、按照工藝進(jìn)行焊接、卸下焊接組件就完成了一個(gè)焊接過(guò)程。要保證車(chē)身質(zhì)量，在試生產(chǎn)前，夾具的安裝和調(diào)試也非常重要，只有合格的工裝夾具才能制造出合格的產(chǎn)品，才能滿足生產(chǎn)各階段的質(zhì)量控制目標(biāo)，只有零件、夾

43、具和實(shí)際操作匹配協(xié)調(diào)好之后，夾具才能正式驗(yàn)收使用。由于夾具使用頻繁，使用過(guò)程中難免會(huì)發(fā)生偏移，磨損等現(xiàn)象，一旦夾具出現(xiàn)偏差，沖壓件就會(huì)出現(xiàn)定位偏差，在焊接時(shí)必將扭曲變形，最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)車(chē)身裝配誤差，車(chē)身結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)也會(huì)惡化，嚴(yán)重影響白車(chē)身的質(zhì)量。</p><p><b>　　2.4焊接變形</b></p><p>　　焊接誤差造成的焊接變形一般很難進(jìn)行定量的計(jì)算和確定

44、，焊接變形量的獲得是通過(guò)實(shí)際測(cè)量和理論分析相結(jié)合的方式獲得的，理論分析是對(duì)變形的情況進(jìn)行大致的定位分析，具體變形量的數(shù)值是進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)測(cè)量獲得。檢驗(yàn)變形量所需的測(cè)量方法很復(fù)雜，針對(duì)不同部位和不同的焊接方案，不同的焊接順序等等都是影響焊接變形的因素，我們都要進(jìn)行具體的分析和實(shí)際測(cè)量。在數(shù)據(jù)出來(lái)后，我們可以通過(guò)對(duì)夾具進(jìn)行精調(diào)后消除局部變形，從而減小部分焊接變形。但是很多焊接變形是不可能完全依靠調(diào)整夾具就能解決的，在焊接過(guò)程中，必須依靠合理的

45、焊接工藝，選擇適合的焊接方法，控制穩(wěn)定的焊接規(guī)范，以減少焊接變形。</p><p>　　車(chē)身焊接涉及的零件數(shù)量眾多，裝配過(guò)程復(fù)雜，影響因素繁多，即使零件的設(shè)計(jì)和制造都準(zhǔn)確無(wú)誤，在裝配過(guò)程中由于夾具，焊接工具等的影響仍然會(huì)產(chǎn)生裝配偏差，圖2.1以車(chē)身裝配過(guò)程為主線，說(shuō)明了在車(chē)身焊接過(guò)程中偏差的形成過(guò)程。</p><p>　　圖2.1 車(chē)身裝配過(guò)程及偏差</p><p>

46、;<b>　　2.5操作影響</b></p><p>　　白車(chē)身的裝焊或是沖壓件的制造，都是有多個(gè)步驟，多個(gè)工序來(lái)完成的，從上一工序到下一工序，在取放過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定變形。另外由于操作者的熟練程度，是否嚴(yán)格按照操作規(guī)范來(lái)操作，都會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)性的制造誤差，在實(shí)際生產(chǎn)中，我們要盡量避免這種隨機(jī)誤差。歸納起來(lái)，轎車(chē)車(chē)身尺寸偏差產(chǎn)生的原因可以用圖2.2來(lái)描述。</p><

47、p>　　零件干涉 焊接次序</p><p>　　回彈 焊接規(guī)程</p><p>　　摸具磨損 材料性能</p><p><b>　　工序間</b></p><p

48、>　　沖壓參數(shù) 定位因素</p><p>　　定位元件磨損 運(yùn)輸</p><p><b>　　定位元件失效 </b></p><p>　　夾具設(shè)計(jì)不合理 勞動(dòng)態(tài)度

49、 </p><p>　　夾緊力的影響熟練程度</p><p>　　圖2.2 轎車(chē)車(chē)身尺寸偏差原因</p><p>　　2.6面向焊裝的車(chē)身尺寸控制方法</p><p>　　2.6.1車(chē)身基準(zhǔn)統(tǒng)一系統(tǒng)</p><p>　　汽車(chē)的生產(chǎn)過(guò)程按制造順序大致可以分為五步:車(chē)身的設(shè)計(jì)，零件的制造，白車(chē)身焊接，白車(chē)身涂裝，零部件裝

50、配。生產(chǎn)過(guò)程中涉及的工序、部門(mén)眾多，所以零件和總成的定位需要各方面的相互協(xié)調(diào)，溝通，否則，從車(chē)身的設(shè)計(jì)開(kāi)始，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，沖壓基準(zhǔn)，焊接基準(zhǔn)，裝配基準(zhǔn)就會(huì)不統(tǒng)一，導(dǎo)致車(chē)身質(zhì)量無(wú)法控制。德國(guó)大眾汽車(chē)公司為了提高和穩(wěn)定汽車(chē)車(chē)身制造質(zhì)量，不斷地進(jìn)行嘗試和努力，提出并實(shí)施了基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)(RPS，ReferencePointSystem)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)(RPS)建立的目的是使設(shè)計(jì)部門(mén)，制造部門(mén)和檢驗(yàn)部門(mén)具有同一定位基準(zhǔn)，保證相同的尺寸關(guān)系。其原理是:通過(guò)

51、保證定位具有足夠的精度來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的加工精度，即零件的全部工序應(yīng)保證定位基準(zhǔn)單一化原則?；鶞?zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)(RPS)的任務(wù)是使此方法能可靠地有力地刻劃過(guò)程并準(zhǔn)確重復(fù)，以便使工人的安裝工作具有獨(dú)立性?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的通用性必須體現(xiàn)在所有制造、裝配、檢驗(yàn)和安裝工序中。貫徹使用基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)，可以避免在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中每個(gè)階段的基準(zhǔn)變換，可以縮小尺寸鏈，從而保證車(chē)身尺寸的精確性和穩(wěn)定性，而且還可以及時(shí)地分析出誤差產(chǎn)生的原因并加以控制。在車(chē)身設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)過(guò)程中始終

52、貫徹基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)，對(duì)于各</p><p>　　RPS的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于:</p><p>　　1、由于這個(gè)設(shè)計(jì)制造過(guò)程基準(zhǔn)的統(tǒng)一，減少了因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，從而提高車(chē)身制造精度；</p><p>　　2、只在統(tǒng)一基準(zhǔn)處定位裝夾，減少了夾具的使用，降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率；</p><p>　　3、基準(zhǔn)統(tǒng)一對(duì)于分析車(chē)身尺寸問(wèn)題產(chǎn)生的原因非常方便，

53、可以有效地進(jìn)行故障診斷，有利于生產(chǎn)管理水平的提高。</p><p>　　由于在整個(gè)過(guò)程中統(tǒng)一了基準(zhǔn)，而且基準(zhǔn)是逐級(jí)傳遞的，也就保證了在焊接過(guò)程中零件的準(zhǔn)確定位。</p><p>　　2.6.2夾具精度控制</p><p>　　在汽車(chē)車(chē)身制造中，工裝夾具是保證轎車(chē)車(chē)身焊接質(zhì)量的重要裝備，焊裝夾具的精度直接影響了白車(chē)身的尺寸精度。在焊裝夾具正式投入使用之前，必須對(duì)其進(jìn)

54、行充分的調(diào)試和檢測(cè)，只有驗(yàn)證合格的夾具才能投入生產(chǎn)。焊裝夾具的調(diào)試工作非常繁瑣，需要有很好的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。要控制夾具精度，制造合格的焊裝夾具必須做到以下幾項(xiàng)。</p><p>　　1、焊接夾具的定位基準(zhǔn)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)應(yīng)重合，要結(jié)合車(chē)身設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)，選擇統(tǒng)一的定位孔、工藝孔，這樣不僅能簡(jiǎn)化裝配關(guān)系，還能消除由基準(zhǔn)不同帶來(lái)的車(chē)身尺寸誤差，并且可以提高焊接夾具的裝配精度。一般車(chē)身焊裝夾具首先是按照車(chē)身數(shù)

55、據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，然后在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)沖壓件的實(shí)際需要的變形量來(lái)對(duì)夾具進(jìn)行調(diào)試，做適當(dāng)調(diào)整。為了控制車(chē)身的焊接變形，設(shè)計(jì)焊接夾具定位結(jié)構(gòu)時(shí)要考慮易調(diào)整性，對(duì)于車(chē)身焊接變形以及焊接后收縮量的變化都能方便調(diào)整，并且根據(jù)實(shí)際情況來(lái)微調(diào)夾具，控制焊接過(guò)程變形。</p><p>　　2、車(chē)身焊裝夾具和焊接零件都是根據(jù)理論數(shù)據(jù)來(lái)制造，在制造時(shí)難免會(huì)有誤差，出現(xiàn)和數(shù)據(jù)不一致的情形，要使沖壓零件之間，零件與夾具之間能很好的匹配，

56、在車(chē)身試生產(chǎn)前必須經(jīng)過(guò)夾具的調(diào)試階段，以檢驗(yàn)夾具和零件的協(xié)調(diào)性，是否能保證焊接精度與白車(chē)身質(zhì)量。在調(diào)試夾具的過(guò)程中，對(duì)于重要的定位銷(xiāo)和定位塊，比如車(chē)身上重要的裝配孔、工藝孔，對(duì)車(chē)身的焊接、裝配、外觀和性能有影響的定位機(jī)構(gòu)，我們首先要分析是否影響到了車(chē)身匹配誤差，而不能輕易地進(jìn)行調(diào)整，要綜合起來(lái)考慮。在夾具調(diào)試時(shí)，首先要對(duì)夾具本身進(jìn)行測(cè)量，以保證夾具實(shí)物和圖紙的一致性。如果沖壓件已經(jīng)檢驗(yàn)合格，我們還可以用樣件來(lái)驗(yàn)證夾具，使夾具測(cè)量更有針對(duì)

57、性，縮短夾具測(cè)量周期。對(duì)于左右對(duì)稱(chēng)的零件，可以用零件的對(duì)稱(chēng)性來(lái)判定夾具是否也完全對(duì)稱(chēng)。在焊接完成后，焊接好的組件要很方便的從夾具上取下，然后對(duì)組件進(jìn)行測(cè)量，如果測(cè)量值和數(shù)據(jù)存在明顯的偏差，就要在夾具上采取措施來(lái)控制焊接變形。</p><p>　　3、要保證車(chē)身裝配的相關(guān)零件尺寸，特別是那些關(guān)鍵零部件的裝配孔，裝配面，精度控制必須非常嚴(yán)格。要確保車(chē)身匹配質(zhì)量，還要避免焊接時(shí)產(chǎn)生較大的強(qiáng)制變形。</p>

58、<p>　　一般設(shè)計(jì)單位來(lái)確定焊裝夾具的精度標(biāo)準(zhǔn)，夾具精度標(biāo)準(zhǔn)要規(guī)定底板基準(zhǔn)槽的定義和精度要求;支撐面、滑塊、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、定位銷(xiāo)的尺寸和形位公差，制造單位按設(shè)計(jì)部門(mén)提供的精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造、調(diào)整，合格后固定定位銷(xiāo)。隨著制造自動(dòng)化程度的提高，加工設(shè)備精度的提高，產(chǎn)品品質(zhì)要求的提高，要求夾具的制造精度越來(lái)越高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)0.01mm5um ，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/5

59、00mm。</p><p>　　2.6.3生產(chǎn)過(guò)程控制</p><p>　　在白車(chē)身的焊接過(guò)程中，要合理的安排每一個(gè)工序，對(duì)每一個(gè)工序都要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控。生產(chǎn)制造過(guò)程控制的核心是質(zhì)量管理和控制，而質(zhì)量控制的核心是工序質(zhì)量控制。在白車(chē)身焊接過(guò)程中，首先要加強(qiáng)工藝管理，提高工藝人員技術(shù)水平，編制優(yōu)秀的工藝文件；員工要遵守操作規(guī)范，嚴(yán)格按照工藝文件操作；還要加強(qiáng)過(guò)程檢驗(yàn)，保證每個(gè)工序質(zhì)量，從而得

60、到高質(zhì)量的整車(chē)，制定工序質(zhì)量控制點(diǎn)，保證車(chē)身關(guān)鍵部位尺寸。為了控制焊接變形，一般采用電阻點(diǎn)焊，由于電阻點(diǎn)焊為內(nèi)部熱源，冶金過(guò)程簡(jiǎn)單，且加熱集中，熱影響區(qū)較小，容易獲得優(yōu)質(zhì)接頭；采用先進(jìn)焊接設(shè)備防止車(chē)身焊接變形，國(guó)外車(chē)身焊接一般都采用機(jī)器人焊設(shè)備來(lái)進(jìn)行車(chē)身焊接，采用機(jī)器人焊接不僅能使車(chē)身焊接時(shí)焊點(diǎn)均勻，點(diǎn)焊順序穩(wěn)定，而且能提高焊接速度，實(shí)現(xiàn)最大限度減少車(chē)身焊接變形量；在產(chǎn)品生產(chǎn)的一系列過(guò)程中都必須制訂明確的焊接工藝文件，并嚴(yán)格按照焊接工藝

61、文件的要求進(jìn)行控制。只有掌握汽車(chē)車(chē)身焊接的內(nèi)在變化規(guī)律，采用先進(jìn)的焊接工藝，才能有效地控制汽車(chē)車(chē)身焊接誤差。</p><p><b>　　2.7本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了車(chē)身部件車(chē)輪輪罩對(duì)于焊裝工藝特點(diǎn)，零部件尺寸對(duì)焊裝的影響，焊裝質(zhì)量，焊裝變形。焊裝對(duì)車(chē)身尺寸的影響，以及如何減少焊裝對(duì)車(chē)身尺寸影響的方法。同時(shí)介紹了車(chē)身基準(zhǔn)統(tǒng)一系統(tǒng)，在整個(gè)車(chē)

62、身設(shè)計(jì)制造中，所有模夾具定位和基準(zhǔn)的統(tǒng)一和延續(xù)。</p><p>　　第3章 焊裝夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)</p><p>　　3.1焊裝夾具的基本概念</p><p>　　把車(chē)身沖壓件在一定工藝裝備中定形、定位并夾緊，組合成車(chē)身組件、合件、分總成及總成，同時(shí)利用焊接的方法使其形成整體的過(guò)程稱(chēng)為裝焊過(guò)程。焊裝過(guò)程中所使用的夾具稱(chēng)為焊裝夾具（圖3.1）。裝配焊接是車(chē)身制造中的重要

63、環(huán)節(jié)之一，它直接影響車(chē)身質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，提高裝配精度和焊接質(zhì)量是車(chē)身制造的核心工作。焊裝夾具就是為了保證車(chē)身的裝配精度、提高生產(chǎn)率。</p><p>　　圖3.1 某單工位焊裝夾具</p><p>　　3.1.1焊裝夾具的基本作用 </p><p>　　1、給車(chē)身的部件定位、夾緊，保證裝配精度。</p><p>　　2、保證焊接工藝能正

64、常進(jìn)行。</p><p>　　3、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，降低產(chǎn)品成本。含各類(lèi)搬送及輔助機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖3.2。</p><p>　　圖3.2 吊具輸送設(shè)備</p><p>　　3.1.2焊裝線發(fā)展過(guò)程及目前的現(xiàn)狀</p><p>　　焊裝線發(fā)展經(jīng)過(guò)四個(gè)階段，即手工操作階段、半自動(dòng)化階段、自動(dòng)化階段、柔性化階段。隨著焊裝線的發(fā)展，

65、焊裝機(jī)器人大量應(yīng)用，焊裝線的自動(dòng)化、柔性化程度日益加深，并且有向智能化發(fā)展的趨勢(shì)。</p><p><b>　　1、手工操作階段。</b></p><p>　　隨著汽車(chē)的發(fā)明及開(kāi)始商品化，相應(yīng)的工裝設(shè)備也被需求，由于批量和技術(shù)原因，設(shè)備簡(jiǎn)陋，主要為手工操作階段。</p><p><b>　　2、半自動(dòng)化階段。</b><

66、;/p><p>　　技術(shù)的提高和批量的增大，對(duì)工裝設(shè)備的要求也隨之提高，為保證生產(chǎn)時(shí)間和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，在關(guān)鍵位置及繁重勞動(dòng)位置采用自動(dòng)化。</p><p><b>　　3、自動(dòng)化階段。</b></p><p>　　對(duì)汽車(chē)的需求和質(zhì)量的要求越來(lái)越高，為了滿足這種市場(chǎng)要求，汽車(chē)生產(chǎn)進(jìn)入自動(dòng)化階段。</p><p><b&g

67、t;　　4、柔性化階段。</b></p><p>　　隨消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)品味要求的不同，多品種小批量的生產(chǎn)越來(lái)越成為汽車(chē)生產(chǎn)的主流，因此對(duì)工裝設(shè)備的柔性要求越來(lái)越高，焊裝線的柔性表現(xiàn)在兩個(gè)方面:全面柔性，即能生產(chǎn)各種不同規(guī)格的車(chē)；替換柔性，即生產(chǎn)線上的某一部分出現(xiàn)故障，只要降低生產(chǎn)仍可工作。</p><p>　　3.1.3焊裝線的分類(lèi)</p><p>　　轎

68、車(chē)由沖壓鈑金件，組件及部件裝焊成車(chē)身殼體總成，一般由以下焊裝生產(chǎn)線組成。</p><p>　　1、總成裝焊線(Main Line)；</p><p>　　將地板、左／右側(cè)圍、頂蓋和前、后圍六大總成焊裝的生產(chǎn)線，稱(chēng)為汽車(chē)焊裝線中最重要的生產(chǎn)線(圖3.3)。</p><p>　　圖3.3 某車(chē)型總成焊裝工位</p><p>　　2、左右側(cè)圍總成裝

69、焊線(SideASS’Y Line LH/RH)；</p><p>　　3、地板總成裝焊線(FloorASS’Y Line)；</p><p>　　4、頂篷總成裝焊線(RoofASS’Y Line)；</p><p>　　5、左/右門(mén)線(Door Line LH/RH)；</p><p>　　6、前圍(機(jī)艙)裝焊線(Eng.Line)；<

70、;/p><p>　　7、分總成組焊裝配線(SubASS’Y Line)。</p><p>　　3.1.4汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線的幾種常見(jiàn)形式</p><p>　　柔性化焊裝生產(chǎn)線既滿足了汽車(chē)生產(chǎn)要求的規(guī)模效益，又保證了產(chǎn)品多元化的需求。它以其時(shí)效優(yōu)勢(shì)及成本優(yōu)勢(shì)，極大地增強(qiáng)了汽車(chē)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，給企業(yè)帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，多品種的柔性化生產(chǎn)越來(lái)越多地應(yīng)用在汽車(chē)生產(chǎn)中。幾種常見(jiàn)

71、的汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線形式如下。</p><p>　　1、隨行臺(tái)車(chē)貫通式生產(chǎn)線。</p><p>　　該生產(chǎn)線一般采用數(shù)量不等的相同臺(tái)車(chē)式夾具，由鏈條驅(qū)動(dòng)到預(yù)定工位后由人工投料及人工焊接作業(yè)，每臺(tái)車(chē)身均在同一夾具與不同工位上完成拼裝。這種形式的生產(chǎn)線生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、單品種專(zhuān)線生產(chǎn)，且產(chǎn)品的精度品質(zhì)不易保證，為早期常用的一種生產(chǎn)形式，一般適用于小批量的生產(chǎn)。</p><

72、p>　　2、單車(chē)型自動(dòng)化生產(chǎn)線。</p><p>　　該生產(chǎn)線一般采用固定式專(zhuān)用夾具并配合機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)化焊接拼裝，物料通過(guò)吊車(chē)自動(dòng)搬送投入，每個(gè)站別間產(chǎn)品輸送較多采用往復(fù)式梭動(dòng)機(jī)。其特點(diǎn)是生產(chǎn)效率及自動(dòng)化程度高、品質(zhì)穩(wěn)定，但仍屬于單品種專(zhuān)線生產(chǎn)，適用于單一車(chē)種的大批量生產(chǎn)。</p><p>　　3、多車(chē)型自動(dòng)化混合生產(chǎn)線。</p><p>　　該生產(chǎn)線與單車(chē)

73、型自動(dòng)化生產(chǎn)線形式基本相同，主要差異在于主焊生產(chǎn)線上采</p><p>　　用多車(chē)型混線生產(chǎn)，一般為1~3種車(chē)型?？偲磰A具采用各車(chē)型專(zhuān)用串接方式。該方式設(shè)備投資成本較高，每個(gè)車(chē)型獨(dú)立的總拼夾具及周邊搬送關(guān)系需滿足全線產(chǎn)能的要求，且設(shè)備彈性較差，自動(dòng)化設(shè)備投入效益低。而另一種方式則采用四面回轉(zhuǎn)夾具，它依據(jù)不同車(chē)型進(jìn)行自動(dòng)切換對(duì)應(yīng)生產(chǎn)，機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)拼裝。而對(duì)于底板分總拼夾具一般移到主焊線外獨(dú)立設(shè)線，主焊線通常除總拼

74、夾具外，其它均為補(bǔ)焊夾具，較容易做到多車(chē)種共用。該生產(chǎn)線形式，各汽車(chē)企業(yè)應(yīng)用較多，為具有一定彈性的生產(chǎn)模式。</p><p>　　3.1.5焊裝生產(chǎn)線的組成</p><p>　　焊裝生產(chǎn)線一般由下列幾大部分組成。</p><p>　　1、夾具：對(duì)產(chǎn)品起定位夾緊作用，保證裝配精度，包括定位、夾緊及其支撐機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2、焊接系統(tǒng)：

75、對(duì)主產(chǎn)品實(shí)施焊接，保證焊接質(zhì)量，有如下幾種焊接方式。</p><p>　　1）手動(dòng)焊接（PSW）：采用人工手持氣動(dòng)焊鉗進(jìn)行焊接的方式（見(jiàn)圖3.4(a)）；</p><p>　　圖3.4(a) 手動(dòng)C型焊鉗</p><p>　　2）自動(dòng)焊接（ASW）：由機(jī)械裝置控制焊鉗進(jìn)行焊接的方式；</p><p>　　3）機(jī)器人焊接（RSW）：由焊接機(jī)器人

76、帶動(dòng)焊鉗進(jìn)行焊接的方式（見(jiàn)圖3.4(b)）。</p><p>　　圖3.4(b) 機(jī)器人焊接</p><p>　　移送裝置：在工位內(nèi)，工位間、線間成車(chē)間移送工件或裝備。</p><p>　　輔助裝置：如安全柵欄、空中桁架、機(jī)器人墊、地溝蓋板等。</p><p>　　氣、液系統(tǒng)：焊裝生產(chǎn)線的動(dòng)力源主要為氣動(dòng)，某些場(chǎng)合使用液動(dòng)和電動(dòng)</p&

77、gt;<p>　　電控系統(tǒng)：焊裝生產(chǎn)線一般采用PLC控制，計(jì)算機(jī)監(jiān)控。</p><p>　　3.1.6焊裝線的總體布局</p><p>　　在對(duì)焊裝線和焊裝車(chē)間進(jìn)行總體布局時(shí)，一般應(yīng)考慮如下因素。</p><p>　　操作可行性：人員的操作、設(shè)備的動(dòng)轉(zhuǎn)是否可行，工藝是否能實(shí)現(xiàn)等。</p><p>　　場(chǎng)地可行性：是否受場(chǎng)地的限制

78、。</p><p>　　物流可行性：物流是否暢通、迅速、方便。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)可行性：在設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用需綜合考慮。</p><p>　　技術(shù)可行性：技術(shù)上是否可行，能否實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.1.7中國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有焊裝線狀況</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)的焊接裝備生產(chǎn)廠家綜合技術(shù)實(shí)力不足，不具備設(shè)計(jì)

79、制造高水平的成套焊裝線的能力。面對(duì)汽車(chē)行業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)又不允許國(guó)內(nèi)的汽車(chē)生產(chǎn)廠家用國(guó)產(chǎn)的裝備進(jìn)行試驗(yàn)，只好成套引進(jìn)，使得國(guó)內(nèi)焊接裝備生產(chǎn)廠家近年來(lái)與國(guó)外水平的差距越來(lái)越大。具體來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)焊裝線狀況如下。</p><p>　　1、自動(dòng)化程度：在滿足焊接和車(chē)體質(zhì)量的前提下，自動(dòng)化程度較低。</p><p>　　2、精度要求：國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠家，除少數(shù)幾家有規(guī)模的轎車(chē)廠家外，對(duì)精度的要求普遍不太高。&l

80、t;/p><p>　　3、經(jīng)濟(jì)性：國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠家在焊裝線方面的投資均不太大，要求用最節(jié)省的方式來(lái)滿足焊裝的要求。</p><p>　　4、可操作性：國(guó)內(nèi)焊裝設(shè)備因自動(dòng)化程度低，可操作性不太好。</p><p>　　5、安全性：國(guó)內(nèi)焊裝設(shè)備一般只具有基本的和必須的安全保護(hù)裝置。</p><p>　　3.1.8焊裝生產(chǎn)線的選型</p>&

81、lt;p>　　件上件困難，就需要將銷(xiāo)設(shè)計(jì)成移動(dòng)式的結(jié)構(gòu)，即做成移動(dòng)銷(xiāo)或旋轉(zhuǎn)銷(xiāo)。</p><p>　　4.2.3夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　工裝夾具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對(duì)生產(chǎn)效率、加工成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)安全等有直接的影響，為此，設(shè)計(jì)焊接工裝時(shí)必須考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、藝術(shù)性等。夾具元件通常由夾具基板、定位裝置、夾緊機(jī)構(gòu)和一些輔助系統(tǒng)等幾大部分組成。</p><

82、;p><b>　　基板的選擇</b></p><p>　　根據(jù)總成件的大小，確定基板的尺寸，然后從標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)選出合適的基板。</p><p>　　基板要求用Q235-A和槽鋼焊接而成，采用非連續(xù)焊縫，焊接完畢后腰做熱處理(消除應(yīng)力)。根據(jù)基板面積的大小應(yīng)依據(jù)表4.2中的尺寸來(lái)選擇槽鋼型號(hào)?；搴穸葹镠l，安裝板厚度為H2，基板面積為S。</p>&l

83、t;p>　　表4.2 基板常用尺寸要求</p><p>　　槽鋼焊接時(shí)，開(kāi)口要向外構(gòu)成一個(gè)封閉的輪廓，方便管路的布置。</p><p>　　根據(jù)實(shí)際需求，基板長(zhǎng)寬為800mm700mm，基板面積需要0.56m，我們選擇基板厚度為20mm，安裝板厚度為15mm，槽鋼型號(hào)為C12。圖4.6所選夾具基板。</p><p><b>　　定位銷(xiāo)的選擇</

84、b></p><p>　　定位銷(xiāo)材料采用45#鋼，經(jīng)過(guò)處理后，硬度值達(dá)到HRC40-45，表面鍍硬鉻處理;端面應(yīng)在表面鍍鉻處理后進(jìn)行精加工，保證裝配和定位精度。定位銷(xiāo)工作面超出板件表面高度為3~5mm，定位銷(xiāo)定位零件的表面粗糙度為0.6。</p><p>　　定位面的裝配精度控制在0.2mm以內(nèi)，定位銷(xiāo)的裝配精度控制在0.1mm以內(nèi)。定位銷(xiāo)的加工精度:直徑0~0.05mm。所有的安裝

85、銷(xiāo)孔與加工基準(zhǔn)面之間的公差為0.05mm，銷(xiāo)孔內(nèi)壁粗糙度為1.6?；鶞?zhǔn)面與裝配面之間要求公差為0.05mm。支架的垂直度允許誤差按國(guó)標(biāo)(GBll84-80)7級(jí)精度執(zhí)行。夾具的操作高度為850mm~900mm，總體原則要求符合人機(jī)工程要求。在有氣缸的夾具設(shè)計(jì)時(shí)，氣缸在壓緊點(diǎn)處必須留有3~5mm運(yùn)動(dòng)行程，防止運(yùn)動(dòng)到端點(diǎn)。</p><p><b>　　3、壓塊的設(shè)計(jì)</b></p>

86、<p>　　壓緊塊一般由如圖4.7。右前輪罩總成選用氣動(dòng)壓緊塊。</p><p><b>　　圖4.6 夾具基板</b></p><p>　　圖4.7 夾具單元一</p><p><b>　　L板的選擇</b></p><p>　　L座的材料要求選用Q235-A，連續(xù)焊接并作熱處理。L座

87、也可采用鑄鋼件。L座的高度要選用以下表4.3的H系列，以滿足互換性要求。</p><p>　　表4.3 L板常用尺寸要求</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)需要，選用H為300mm的L板作為夾具單元一的L板，選用H為150mm的L板作為夾具單元二的L板。</p><p>　　5、氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　本輪罩工位采用氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，需選

88、擇合適的氣缸類(lèi)型、缸徑等。氣動(dòng)夾緊是利用工業(yè)壓縮空氣為動(dòng)力來(lái)夾緊工件，其夾緊力如圖4.8大小為</p><p>　　圖4.8 氣缸作用力示意圖</p><p>　　=, (4.2) </p><p>　　T==, (4.3) </p><p>　　式

89、中 T——夾緊力，N；</p><p>　　P——實(shí)際使用供氣壓力，MPa；</p><p>　　F——?dú)飧鬃饔昧?，N；</p><p>　　D——?dú)飧赘讖剑琺m。</p><p>　　夾具設(shè)計(jì)中，一旦選定氣缸，AB/BC的比值就決定壓塊的夾緊力。一般應(yīng)保證定位型面對(duì)車(chē)身板件的壓力在300~750N左右，現(xiàn)場(chǎng)壓縮空氣壓力：0.4~0.6MPa

90、，一般保證在0.5MPa以上。</p><p>　　在本課題中，所設(shè)計(jì)的焊裝夾具總成，由兩個(gè)單元組成，分別為單元一夾具和單元二夾具。其構(gòu)造與汽車(chē)焊裝夾具中一節(jié)LINK有很大的不同，固公式4.2與4.3對(duì)夾緊力的計(jì)算只能作為輪罩焊裝夾具夾緊力計(jì)算的參考。最終通過(guò)不斷的比較與核對(duì)，最終選定兩種氣缸型號(hào)，一種缸徑D為50mm，另一種缸徑D為75mm。</p><p><b>　　4.3

91、本章小結(jié)</b></p><p>　　本章以焊裝線的節(jié)拍引入白車(chē)身的焊點(diǎn)規(guī)劃，講述右前輪罩焊裝夾具的布置，右前輪罩的焊接流程、夾具的支撐和定位。</p><p>　　介紹了焊裝夾具的設(shè)計(jì)方案。包括各工件的定位點(diǎn)的選取、上料的順序、BASE面的優(yōu)化選擇等；初步方案完成后，介紹了輪罩夾具設(shè)計(jì)的具體過(guò)程，包括夾具裝配；最后重點(diǎn)探討了氣缸的選取。</p><p>

92、;<b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　汽車(chē)制造業(yè)是全球性重要支柱產(chǎn)業(yè)，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，必須根據(jù)市場(chǎng)需求，盡快地制造出客戶滿意的個(gè)性化汽車(chē)。焊裝是汽車(chē)制造的四大工藝之一，焊裝生產(chǎn)系統(tǒng)的快速高效建造是汽車(chē)制造業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求的重要條件之一。夾具在汽車(chē)焊裝線上占有相當(dāng)大的比例，它的設(shè)計(jì)制造精度和進(jìn)度直接影響汽車(chē)的制造精度和生產(chǎn)周期。為此，本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，開(kāi)展了汽車(chē)車(chē)輪輪罩焊裝

93、夾具的設(shè)計(jì)研究</p><p>　　汽車(chē)車(chē)輪輪罩作為白車(chē)身的部件，具備獨(dú)特的車(chē)身部件特性，剛性差、易變形。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須掌握輪罩的工藝特性。本文所完成的主要任務(wù)是基于白車(chē)身的組成部件車(chē)輪輪罩設(shè)計(jì)一套焊裝夾具。重點(diǎn)是焊裝夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　研究的內(nèi)容和成果如下。</p><p>　　1、在汽車(chē)車(chē)輪輪罩焊接夾具設(shè)計(jì)之前，首先查閱大量焊裝夾具設(shè)計(jì)

94、的資料和相關(guān)文獻(xiàn)，其次結(jié)合汽車(chē)車(chē)輪輪罩的工藝特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，目的性整合、篩選車(chē)輪輪罩焊裝夾具設(shè)計(jì)的必要資料，完成車(chē)輪輪罩焊裝夾具設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備。</p><p>　　2、研究整個(gè)車(chē)輪輪罩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定生產(chǎn)綱領(lǐng)，明確焊裝線的初步規(guī)劃，做好充分的工藝準(zhǔn)備工作，規(guī)劃出夾具的總體方案。最終確定用固定式夾具。</p><p>　　3、研究焊裝夾具設(shè)計(jì)方法與步驟，根據(jù)車(chē)輪輪罩?jǐn)?shù)據(jù)，確定焊點(diǎn)規(guī)劃方案，

95、規(guī)劃出整個(gè)焊裝線方案。</p><p>　　4、結(jié)合車(chē)輪輪罩工藝方案和總裝的裝配工藝，確定合理的定位孔、支撐面及壓緊方式。</p><p>　　5、車(chē)輪輪罩焊裝夾具的整體坐標(biāo)要和設(shè)計(jì)坐標(biāo)一致，這樣就保證整個(gè)從設(shè)計(jì)到制造的基準(zhǔn)統(tǒng)一。根據(jù)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)坐標(biāo)，完成焊裝夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><

96、;p>　　[1]唐德紅.從2mm工程看我國(guó)汽車(chē)制造質(zhì)量工程.機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新2006,19(1):26- </p><p><b>　　28</b></p><p>　　[2]楊握銓.汽車(chē)裝焊技術(shù)及夾具設(shè)計(jì)[M].北京理工大學(xué)出版社,1996.</p><p>　　[3]W.Cai，S.J，Hu，J.X.Yuan. Deformable

97、 sheet metal fixturing: PrineiPles，algorithm-s and simulations[J].Journal of Manufaeturing Scienee and Engineering，1996，118(8): 318-324.</p><p>　　[4]Kulankara Krislmakumar, Shareyes N.Melkote, Maehining fixt

98、ure layout optimizatio-n using the genetialgorithm. Intemational Joumal of Maehine Tools&Manufactur-e，2000, 40(4):579-598</p><p>　　[5]陳猛,郭鋼,馮衛(wèi)等.汽車(chē)焊接夾具CAD系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā).汽車(chē)科技，2001(l):11-13</p><p>　　[6

99、]劉海江，羅生斌.白車(chē)身側(cè)圍工位焊接機(jī)器人路徑優(yōu)化研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2005，</p><p>　　27(7):35-38</p><p>　　[7]熊曉萍,金權(quán)東.車(chē)身焊接夾具智能化設(shè)計(jì)方法的研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2006(11): </p><p><b>　　84-86.</b></p><p>　　

100、[8]彭振國(guó),劉昌雄.汽車(chē)制造中焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].汽車(chē)工藝與材料,2007(2)</p><p><b>　　13-17.</b></p><p>　　[9]劉躍慶,馬憶遠(yuǎn).保證車(chē)身焊裝夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)條件[J].工裝設(shè)計(jì),2005(2):34-37.</p><p>　　[10]李文忠,高保雷,邵丹.淺析汽車(chē)車(chē)身的焊接工藝設(shè)計(jì)[J]

101、.汽車(chē)工藝與材料,2006(2):</p><p>　　17-28. 20-31.</p><p>　　[11]劉堯銘.汽車(chē)車(chē)身裝焊技術(shù)中的工藝設(shè)計(jì)與工裝設(shè)計(jì)[J].焊接技術(shù),2006,35(4):32 </p><p><b>　　-34.</b></p><p>　　[12]侯志剛,李春植,王元?jiǎng)椎?點(diǎn)焊過(guò)程力學(xué)特

102、征的有限元分析[J].機(jī)械強(qiáng)度,2005,27</p><p>　　(6):798-80.</p><p>　　[13]李文忠,李津.淺析汽車(chē)混流柔性焊接生產(chǎn)線制造技術(shù)[J].汽車(chē)工藝與材料,2006</p><p>　　(8): 20-31.</p><p>　　[14]熊曉萍,金權(quán)東.汽車(chē)車(chē)身制造中的自動(dòng)焊接技術(shù)[J].焊接,2006(1

103、1):44-47.</p><p>　　[15]黃金河,劉國(guó)山,許嘉平．中國(guó)汽車(chē)焊接技術(shù)的回顧與展望[J].汽車(chē)工藝與材料, </p><p>　　2004(5):5-10.</p><p>　　[16]游海.汽車(chē)車(chē)身夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、調(diào)試及發(fā)展[J].機(jī)械工程師,2007(7):68-69.</p><p>　　[17]陶明元,曹彪,吳澄

104、.氣動(dòng)技術(shù)在汽車(chē)車(chē)身焊裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用[J].液壓與氣動(dòng), </p><p>　　2002(12):21-22.</p><p>　　[18]劉鵬，謝水生. 汽車(chē)車(chē)身焊裝夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)難點(diǎn)解決方案[J]煙臺(tái)大學(xué)</p><p>　　報(bào),2009(3):180-184.</p><p>　　[19]徐禮鋒.淺議汽車(chē)焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[

105、J].職業(yè)圈,2007(2):132-134.</p><p>　　[20]劉加光.汽車(chē)焊裝夾具中一節(jié)LINK的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代制造工程,2004(11):68.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文是在導(dǎo)師石美玉老師的關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師開(kāi)闊的思維方式、淵博的領(lǐng)域知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、以及啟發(fā)式的教

106、導(dǎo)和高尚的人格魅力，均使我受益菲淺。我所取得的每一點(diǎn)成績(jī)都凝聚著導(dǎo)師的心血，學(xué)生唯有秉承師訓(xùn)，在今后的學(xué)習(xí)和工作中盡心敬業(yè)，努力為社會(huì)多做貢獻(xiàn)才不負(fù)師恩。值此論文完成之際，謹(jǐn)向尊敬的導(dǎo)師表示最崇高的敬意和最誠(chéng)摯的感謝！</p><p>　　還要感謝汽車(chē)與交通學(xué)院的安永東老師、紀(jì)峻嶺老師、林明老師、呂德剛老師的幫助和支持。他們對(duì)本論文的開(kāi)展提出了很多好的建議，在此向他們表示衷心的感謝。</p><

107、;p>　　還有我的朋友及室友，感謝他們?cè)谖易罾щy的時(shí)候?qū)ξ业男湃?、關(guān)心和幫助；以及所有教育過(guò)我和幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是他們豐富了我的思想、學(xué)識(shí)和經(jīng)歷。</p><p>　　要感謝的還有很多，在此謹(jǐn)向所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人們表示我最誠(chéng)摯的敬意和最衷心的感謝！最后衷心的感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專(zhuān)家、教授！</p><p><b>　　附 錄</b>

108、</p><p>　　(英文文獻(xiàn)及中英文對(duì)照)</p><p>　　The designing features of automobile body</p><p>　　welding fixture</p><p>　　Auto body clamp is required for the amorphous body stamping

109、required to locate and clamp, to form the body components, combined parts, sub-assembly and assembly, While taking advantage of suitable welding method to form their own welding pieces of the whole. Welding fixture weldi

110、ng process is a secondary device, but in the process of mass production car body, the device is essential. It not only can improve welding productivity, but also to ensure the dimensional accuracy of welding products and

111、</p><p>　　1. asonable decomposition of auto body parts welded together to determine the type of fixture required. Two or more of the stamping process by the assembly and welding of components is obtained by

112、welding together pieces of several related small welding welding large pieces of formed pieces, then welded together to form the following four parts: Around before welding parts, welding parts around the back, floor and