【正文】 ile industry, in good shape can accentuate more car value of Jordan farmar, more attractive to consumers of a good eye, however, to bee a paragraph of modelling of car body in white processing production line, and there was a large proportion. The welding quality white body it is crucial, it will depend on automobile weldinginstallation fixtures and good process to ensure welding assembling fixture design, production line is reasonable directly affect the tempo, and body welding quality, this to the jig designer39。 design。可以斷言，沒(méi)有哪種機(jī)械產(chǎn)品想汽車那樣對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生如此廣泛而深遠(yuǎn)的影響?？梢詳嘌裕瑳](méi)有那個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門完全與汽車無(wú)關(guān)。由于汽車速度提高，道路建設(shè)亦漸趨完善。 汽車車身是汽車的重要組成部分，是整個(gè)汽車零部件的載體，它的重量和制造成本占整車的 40%60%，他通常是由 300500 多個(gè)具有空間曲面的薄板沖壓。焊裝夾具就是為保證焊件尺寸，提高裝配效率，防止焊接變形所采用的工藝裝備。汽車焊裝夾具的設(shè)計(jì)制造是實(shí)施車身焊裝工藝的重要裝備之一。 車身 焊裝夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 車身焊裝夾具體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了便于制造、裝配、檢測(cè)和維修，必須對(duì)夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，否則， 無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。焊接夾具上要分別對(duì)各被焊工件進(jìn)行定位，并使其不互相 干涉，在設(shè)計(jì)定位元件時(shí)要充分利用工件裝配的相互依賴關(guān)系作為自然的定位支承。定位件按坐標(biāo)標(biāo)注尺寸，不注公差。 對(duì)于薄板沖壓件，夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)作用在支承點(diǎn)上，只有對(duì)剛性很好的工作才允許作用在幾個(gè)支承點(diǎn)所組成的平面內(nèi)，以免夾緊力使工件彎曲或脫離定位基準(zhǔn)。這種夾緊器在懸臂中增加了彈性伸縮，抵消夾緊時(shí)的側(cè)向分力，以補(bǔ)償夾具本身的變形和插入過(guò)程中的間隙，保證夾緊力與受力面垂直。 圖 13 焊接夾具的精度控制 焊接夾具精度標(biāo)準(zhǔn)由設(shè)計(jì)單位制定，其中規(guī)定了底板基準(zhǔn)槽和坐線的形態(tài)和精度要求；定位銷和其他定位支承件的尺寸和形位公差要求，承制單位按要求進(jìn)行檢測(cè)、判斷并進(jìn)行調(diào)整，合格后就固定定位銷。德國(guó) demmeler(戴美樂(lè) ),公司制造的 4m 長(zhǎng)、 2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為 177。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。定位板的制造精度直接影響焊件的焊裝精度和互換性。支座和基座、定位板和支座之間采用螺釘聯(lián)接，通過(guò)定位銷保證安裝的位置精度。目前汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家 (如美國(guó)、日本、韓國(guó)、歐盟各國(guó) )的汽車發(fā)展速度之所以快，最重要的原因就是大量系列化標(biāo)準(zhǔn)件的使用，當(dāng)一種新的車型定型后，其生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與制造，幾乎是大量標(biāo) 準(zhǔn)件與外購(gòu)件的堆砌與組合，其中夾具設(shè)計(jì)的系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)到 75%，焊接工具達(dá) 95%，需要設(shè)計(jì)的部分，僅是與產(chǎn)品相關(guān)的專用部件。基準(zhǔn)銷孔到車線的尺寸公差為177。這些標(biāo)準(zhǔn)件可先組織人員進(jìn)行加工，按規(guī)格存庫(kù)以備裝配選用。 xxxxx： RH06 左車門總成補(bǔ)焊夾具 6 第 2 章 焊接工藝分析在夾具設(shè)計(jì)中影響 把沖壓件在一定工藝裝備中定形、定位并夾緊，組合成車身組件、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)程稱為裝焊過(guò)程。焊裝夾具就是為了保證車身的裝配精度、提高生產(chǎn)率。 （ 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。 （ 2）保證焊接工藝能順利進(jìn)行，夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)開(kāi)敞，工人操作方便，焊接設(shè)備容易接近工作位置，必要時(shí)可在夾具上切去影響開(kāi)敞性的部分，以改善夾具的開(kāi)敞性。 焊裝工裝的特殊性 (1)被裝焊零件多為鈑金沖壓件 (彈性件 )， 故而零件尺寸的穩(wěn)定性受材質(zhì)與沖壓工藝等因素影響較大。 (5)定位、夾緊單元都為二維或三維方向可調(diào)整，以適應(yīng)鈑金沖壓件批量的不穩(wěn)定尺寸變化。 （ 2）半自動(dòng)化階段 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xxxxx： RH06 左車門總成補(bǔ)焊夾具 8 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。 汽車車身 裝焊 夾具的設(shè)計(jì)是 一項(xiàng)涉及面 很 廣 的綜合性技術(shù)，在設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定生產(chǎn)綱領(lǐng) 、投資額度及車間廠房結(jié)構(gòu)、面積等；掌握 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)， 熟悉產(chǎn)品技術(shù)條件要求，明確夾具設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)， 通曉工藝要求。 生產(chǎn)節(jié)拍： T＝ 21 分 /臺(tái) （ T=244 天 *2 班 *8 小時(shí) *60 分 /10000 輛 *=21） 生產(chǎn)節(jié)拍： T=夾具動(dòng)作時(shí)間 +工作時(shí)間（裝配時(shí)間 +焊接時(shí)間 +搬運(yùn)時(shí)間） 由上述時(shí)間我們不難看出生產(chǎn)綱領(lǐng)決定了生產(chǎn)節(jié)拍，而夾具的自動(dòng)化水 平將很大程度上影響到生產(chǎn)綱領(lǐng)。 圖 22 微型車車門焊點(diǎn)方向復(fù)雜，所以應(yīng)當(dāng)選用較為合適的焊鉗極臂。在生產(chǎn)過(guò)程中，車門外板、車門 內(nèi)板和各種加強(qiáng)板首先由各種不同厚度的薄鋼板沖壓成形，然后車門外板和車 門內(nèi)板分別與各種加強(qiáng)板焊接裝配而成外板總成和內(nèi)板總成，其中外 板總成一 般由外板和外板加強(qiáng)板等零件焊接而成；內(nèi)板總成一般由內(nèi)板、內(nèi)板加強(qiáng)板、 門鎖加強(qiáng)板、鉸鏈加強(qiáng)板、玻璃導(dǎo)軌、防撞梁等零件焊接而成。另外，在不影響定位機(jī)構(gòu)裝配和定位槽建立的情況下，應(yīng)盡可能采用框架結(jié)構(gòu)，這樣可以節(jié)約材料、減輕夾具自重，這一點(diǎn)對(duì)流水線上的隨行夾具尤為重要。 3)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。 ③夾緊機(jī)構(gòu) 汽車焊接夾具的夾緊機(jī)構(gòu)以快速夾緊機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)為主。它還能通過(guò)轉(zhuǎn)換其機(jī)構(gòu)組成發(fā)揮更多作用，應(yīng)用范圍較廣。下面介紹三種常用輔助機(jī)構(gòu)。 圖 23 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)示意圖 xxxxx： RH06 左車門總成補(bǔ)焊夾具 12 2)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 如圖 24 所示，當(dāng)焊點(diǎn)處于中間位置時(shí)，如果用 X 型焊鉗進(jìn)行點(diǎn)焊，則焊鉗無(wú)法伸進(jìn)，喉深也不夠，難以焊接；若用 C 型焊鉗，如果夾具平放，雖能焊接，但工人 的勞動(dòng)強(qiáng)度大。在使用反作用點(diǎn)焊時(shí)，夾具中心需配置有反作用焊臂（見(jiàn)圖 25），反作用焊臂應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性和剛性，在裝夾 焊件和取出焊件時(shí)，反作用焊臂應(yīng)能旋轉(zhuǎn)讓位。通過(guò)實(shí)踐證明，利用夾具自身測(cè)量機(jī)構(gòu)與三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x配合使用，可大大提高焊接夾具的精度。 圖 26 測(cè)量基準(zhǔn)體系 （ 2）測(cè)量器具。因而要求汽車裝焊技術(shù)發(fā)展與之相適應(yīng)。 xxxxxxx 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 第 3 章 夾具的主要設(shè)計(jì)流程及參數(shù) 目前焊接夾具的一般設(shè)計(jì)流程 圖 31 建立零件總成裝配文件 調(diào)入總成圖零件文件 設(shè)計(jì)零件定位方式 通過(guò)草圖或建模繪制定位部件 完成所有零件定位部件 繪制連接板等輔助零件 檢查部件之間是否干涉 設(shè)計(jì)拼臺(tái)，基板 檢查焊槍是否干涉 完成夾具控制系統(tǒng)的安裝 完成部件二維圖紙 準(zhǔn)備 結(jié)束 是 否 是 否 xxxxx： RH06 左車門總成補(bǔ)焊夾具 16 焊裝夾具組成 汽車車身焊裝夾具設(shè)計(jì)屬于專用夾具設(shè)計(jì)的范疇，盡 管各類車身焊接夾具的結(jié)構(gòu)形式、復(fù)雜程度和零件數(shù)量不同，但按功能來(lái)分，車身焊接夾具通常由工作零件、夾緊器、固定零件、輔助零件組成，如圖 32所示。 (2)夾緊器：實(shí)現(xiàn)夾具的夾緊動(dòng)作，由氣缸或手動(dòng)夾緊器驅(qū)動(dòng)，保證定位元件與薄板 件緊密接觸，同時(shí)保證薄板件在焊接時(shí)位置不會(huì)應(yīng)焊接和裝配受力而發(fā)生變化。圖示 33基板。 圖 34 固定銷和旋轉(zhuǎn)銷 夾具零件目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建庫(kù) xxxxxxx 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 19 為適應(yīng)汽車改型快、研制周期短的發(fā)展要求，在進(jìn)行夾具的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能多的采用標(biāo)準(zhǔn)化元件?；宓脑O(shè)計(jì)尺寸應(yīng)充分考慮加工工藝性，以及吊裝、運(yùn)輸?shù)确奖阈浴? 圖 36 工件與基板面尺寸較大時(shí)需要在 L 支板與基板之間使用 H 腿 xxxxx： RH06 左車門總成補(bǔ)焊夾具 20 安裝板工藝要求 安裝板大部份都為非標(biāo)準(zhǔn)件，其本身并不直接定位工件，板的材料一般使用Q235A，依據(jù)合同及技術(shù)協(xié)議其厚度分為 16mm 及 19mm 兩種規(guī)格。表面加工成型后表面高頻淬火HRC3842。長(zhǎng)度墊片主要的有兩種規(guī)格，長(zhǎng)度為 50mm， 25mm。定位銷的安裝一般要與銷座配合，銷座的尺寸長(zhǎng)度根據(jù)夾具尺寸的需要，寬度與定位塊類似 16mm， 19mm。 xxxxx： RH06 左車門總成補(bǔ)焊夾具 24 第 4 章 汽車焊裝夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 汽車焊裝夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)要經(jīng)歷 3 個(gè)步驟：夾具方案設(shè)計(jì)；夾具元部件設(shè)計(jì)；夾具組裝與評(píng)價(jià)。 在 夾具元部件設(shè)計(jì)中，根據(jù)夾具設(shè)計(jì)方案中得到的功能需求，檢索夾具資源工程數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的定位夾緊元件，并設(shè)計(jì)或外購(gòu)沒(méi)有的定位夾緊元件。但是，值得注意的是：選擇好的定位點(diǎn)的數(shù)量和位置是焊裝夾具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。包括夾具資源庫(kù)和夾具設(shè)計(jì)算法庫(kù)。 美國(guó)汽車工業(yè)的統(tǒng)計(jì)表明， 72%的車身制造誤差源于焊裝夾具定位誤差，因此如何有效地減少和控制定位誤差的影響，對(duì)提高焊裝質(zhì)量至關(guān)重要。這稱為 6點(diǎn)定位法，也就是“ 321”定位原理。因此，對(duì)于薄板件而言，最合理的夾具系統(tǒng)是“ N21”定位原理，要求其第一基準(zhǔn)面上存在多于 3 個(gè)定位點(diǎn)，去限制這一方向上的零件變形。值得強(qiáng)調(diào)的是，在沖壓件的正反兩側(cè)同時(shí)設(shè)置定位點(diǎn)是絕對(duì)不允許的，因?yàn)檫@種情況下，甚至極小的幾何缺陷都可能導(dǎo)致薄板件相對(duì)巨大的撓度和潛在的不穩(wěn)定或翹曲。 有限元法是一種求解場(chǎng)問(wèn)題的數(shù)值方法，其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是變分原理，核心思想是離散化和分片插值，用網(wǎng)格去逼近所分析的場(chǎng)。假如第一基準(zhǔn)面上的定 位元件不限制薄板件的剛體運(yùn)動(dòng)，則薄板件可能滑動(dòng)。 n 是有限元節(jié)點(diǎn)數(shù)，節(jié)點(diǎn)的變形考慮在方程 F(x)里。去掉這個(gè)點(diǎn)，則這個(gè)工件的支撐點(diǎn)減少為 N1； ④再在這 N1 個(gè)點(diǎn)中，依次去掉支撐點(diǎn)，比較找出影響最小 的點(diǎn)并去掉，將工件的支撐點(diǎn)減少為 N2； ⑤不斷重復(fù)上一步驟，直到 F(x)引起突變或者 F(x)的值達(dá)到不能接受的時(shí)候，此時(shí)工件上的定位點(diǎn)數(shù)目和位置就是最優(yōu)的。 圖 42 設(shè)計(jì) 焊裝夾具結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是對(duì)焊裝夾具零部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化，以及采用可調(diào)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為提高重構(gòu)效率、降低成本、減少不必要的浪費(fèi)，必須建立一套統(tǒng)一的汽車焊裝線夾具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。根據(jù)沖壓件的形狀、其上定位孔的位置以及裝焊過(guò)程中零件的裝卸順序，可將定位銷 設(shè)計(jì)成為固定式和移動(dòng)式兩種。 xxxxxxx 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 29 ②定位板的設(shè)計(jì) 由于沖壓件外形復(fù)雜，在裝焊過(guò)程中與定位板相接觸，這就決定了定位面形狀復(fù)雜，且形狀、尺寸精度要求較高。定位板上的定位面 形狀取決于與相接觸的沖壓件的 CAD數(shù)據(jù)，在制造過(guò)程中為保證定位面的形狀、尺寸精度，常采用數(shù)控加工或靠模加工。手動(dòng)夾緊是利用四連桿機(jī)構(gòu)自鎖原理來(lái) 實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊，它不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)；氣動(dòng)夾緊是利用壓縮空氣為動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊工作，這種夾緊方式易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)和流水線作業(yè)。一般氣動(dòng)夾緊件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用一節(jié)銷形式，通過(guò)連接銷軸的位置精度 (177。時(shí)，為防止過(guò)緊接觸而迫使沖壓件變形，需要設(shè)置限位塊。將這些零部件或機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，實(shí)現(xiàn)夾具結(jié)構(gòu)的通用化和系列化，從而有利于夾具適應(yīng)不同的產(chǎn)品生產(chǎn)要求。也就是要按照零件的夾持特性要求，選擇合適的夾具元件，在零件的定位面域 (Locating faces，簡(jiǎn)稱 LFs)和夾緊面域 (Clampingfaces，簡(jiǎn)稱 CFs)中完成對(duì)零件的定位和夾緊。 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟為：①結(jié)構(gòu)單元的匹配與創(chuàng)建，根據(jù)概念設(shè)計(jì)階段的功能要求，經(jīng)過(guò)功 —— 構(gòu)映射過(guò)程，形成夾具的功能單元集合。在功能結(jié)構(gòu)裝配圖支持下，尋找各個(gè)夾具元件和各個(gè)結(jié)構(gòu)單元的表面之間所發(fā)生的各種制約關(guān)系，并通過(guò)操作工件、夾具元件和結(jié)構(gòu)單元的各個(gè)表面，將它們連接到一起，完成裝配過(guò)程，并生成裝配圖。 xxxxx： RH06 左車門總成補(bǔ)焊夾具 32 焊裝夾具的設(shè)計(jì)是汽車焊裝生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，焊裝夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的可能性。車門通常是由車門沖壓薄板件經(jīng)過(guò)焊接、涂膠、包邊、膠合、固化等工藝裝配而成。 另外，隨著白車身輕量化與安全要求的不斷提高，大量 輕質(zhì)高強(qiáng)鋼廣泛 用于制造白車身重要的結(jié)構(gòu)件，如車門加強(qiáng)板，這些新材料的特殊物理化學(xué)屬 性給焊接技術(shù)提出新的要求。 車門焊裝偏差是車門零件實(shí)際焊裝尺寸相對(duì) 于理論尺寸的偏差值，受到焊 裝過(guò)程中各種因素的耦合影響，伴隨著裝配過(guò)程產(chǎn)生、累積和傳播。針對(duì)制造過(guò)程中所出現(xiàn)的尺寸偏差，進(jìn)行診斷分析以識(shí)別偏差的根本原因，從而實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的偏差控制。分析在線光學(xué)測(cè)量機(jī)測(cè)得的多變量數(shù)據(jù)，提出