【正文】 例如焊接偏差、工具磨損等，作為新的約束條件來(lái)進(jìn)行更深一步的研究；焊裝夾具可以按照不同的方式來(lái)進(jìn)行分類，按照設(shè)計(jì)內(nèi)容包括硬件和軟件的設(shè)計(jì)，其中硬件包括定位件、夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置和夾具體。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化、精密化和柔性化是夾具發(fā)展的主要趨勢(shì) ,也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代和老產(chǎn)品改造的需要。 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 、目的及意義 ； ； ； ； ； 繪制夾具圖紙 ； 寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 。由于有多極的裝配關(guān)系，導(dǎo)致最終的車(chē)身與理想的模型有一定的誤差，歸結(jié)原因，車(chē)身的尺寸偏差主要來(lái)源如下： (1)零部件間的干涉 ； (2)工裝、夾具定位的不穩(wěn)定性 ； (3)沖壓件本身的偏差 ； (4)焊裝變形 ； (5)操作影響 。分析其原因，國(guó)外汽車(chē)企業(yè)在車(chē)身開(kāi)發(fā)、制造方 面廣泛采用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)，并對(duì)其再進(jìn)行全新開(kāi)發(fā)和超前開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)隊(duì)伍及其組織機(jī)構(gòu)的管理模式也發(fā)生了巨大的變革，使得車(chē)身的開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短，創(chuàng)新的車(chē)型越來(lái)越多。近年來(lái)，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)大量先進(jìn)設(shè)備，汽車(chē)車(chē)身質(zhì)量水平有了很大提高，許多國(guó)內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)也紛紛引進(jìn)技術(shù)，購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品生產(chǎn)專利權(quán)及合資合作生產(chǎn)國(guó) 內(nèi)急需設(shè)備，在機(jī)械加工、焊接、涂裝等方面均取得一定進(jìn)展。 在時(shí)序上，樣車(chē)試制階段的車(chē)身尺寸偏差較大，經(jīng)過(guò)小規(guī)模試生產(chǎn)和生產(chǎn)啟動(dòng)階段的改進(jìn)，主要誤差源被消除，尺寸偏差逐漸減小，進(jìn)入大規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)階段。另外薄板零件偏差和焊槍引起的裝配尺寸非平面變化，在同一裝配站上多變量測(cè)量數(shù)據(jù)也具有較強(qiáng)的相關(guān)性。此外，車(chē)身還應(yīng)有助于提高汽車(chē)行駛穩(wěn)定性和改善發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻條件，并保證車(chē)身內(nèi)部良好的通風(fēng)。車(chē)身殼體通常還包括在其上敷設(shè)的隔音、隔熱、防振、防腐、密封等材料及涂層。 車(chē)身附件有：門(mén)鎖、門(mén)鉸鏈、玻璃升降器、各種密封件、風(fēng)窗刮水器、風(fēng)窗洗滌器、遮陽(yáng)板、后視鏡、拉手、點(diǎn)煙器、煙灰盒等 。因此，焊接工藝設(shè)計(jì)在焊接生產(chǎn)線的開(kāi)發(fā)中占有舉足輕重的地位，是產(chǎn)生高性價(jià)比焊接生產(chǎn)線的關(guān) 7 鍵。 對(duì)于只有數(shù) 模與樣車(chē)，沒(méi)有焊點(diǎn)分布圖的情況，應(yīng)根據(jù)樣車(chē)拆車(chē)分析工藝流程：首先對(duì)整車(chē)樣車(chē)進(jìn)行整體工藝分析，確定車(chē)身組成的幾大部分，側(cè)圍、車(chē)架地板、發(fā)動(dòng)機(jī)室、頂蓋及門(mén)蓋的大塊劃分范圍，然后依次拆解。一般而言，沖壓件從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)就決定了它的裝焊次序，還有一小部分沖壓件可以靈活改變一下裝焊次序，這就需要我們認(rèn)真分析，從工裝工作量、方案 設(shè)計(jì)書(shū)、夾具設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的難易程度等綜合各方面的因素，確定它的最佳裝焊次序。一般在保證焊縫強(qiáng)度 和和技術(shù)要求的前提下焊點(diǎn)的距離應(yīng)盡可能的大些，因?yàn)樵诤缚p長(zhǎng)度一定的范圍內(nèi)，焊點(diǎn)布置的越多，點(diǎn)距越小，分流越大，焊點(diǎn)核心尺寸減小，反而降低了焊縫的強(qiáng)度。依據(jù)流程圖，焊接工藝卡要反映各沖壓件、分總成件、標(biāo)準(zhǔn)件等白車(chē)身上一切部件的裝焊、裝配次序，同時(shí)要標(biāo)明焊點(diǎn)位置、數(shù)量、焊接層數(shù)，并根據(jù)平面圖的規(guī)劃，詳細(xì)描述變壓器數(shù)量、焊鉗數(shù)量、類型。工藝卡在描述多層焊時(shí)焊點(diǎn)應(yīng)以不同的符號(hào)表示不同層數(shù)的焊接。 (2)工藝設(shè)計(jì)不能只顧眼前，應(yīng)該遠(yuǎn)近結(jié)合、滾動(dòng)發(fā)展，做到近期合理、遠(yuǎn)期可行。 (5)小件生產(chǎn)盡量集中布置，提高設(shè)備利用率。 (8)工藝設(shè)計(jì)不能脫離生產(chǎn)管理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在那些工位取得生產(chǎn)信息，就要求在設(shè)備定貨技術(shù)任務(wù)書(shū)明確功能及接口條件。在焊裝夾具上要分別對(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。定位塊間距既要保證定位精度，又要保證焊鉗伸入的方便性。作用點(diǎn)要作用在支承點(diǎn)上，只有對(duì)剛性很好的工件才允許作用在幾個(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)。焊接夾具通常是先按理論尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，在生產(chǎn)過(guò)程中再根據(jù)實(shí)際需要的變形量對(duì)夾具進(jìn)行調(diào)整。 (3)車(chē)身匹配 的相關(guān)零件尺寸應(yīng)保證 特別是一些車(chē)身匹配重要零件的裝配孔、裝配面和工藝孔的尺寸必須嚴(yán)格控制。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá) 177。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。所有的工作都是為了保證最后車(chē)身精度能夠得到保證。 本章通過(guò)對(duì)車(chē)身焊裝夾具的的介紹，也為車(chē)門(mén)焊裝夾具 的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。點(diǎn)焊時(shí)，將待焊的兩個(gè)焊件搭接起來(lái)，置于上下銅極之間，然后施加一定的電極壓力，將兩個(gè)零件壓緊。當(dāng)熔核尺寸達(dá)到所要求的大小時(shí)，切斷電流，但仍保持足電阻焊 焊接接頭的形式和工藝方法 按焊接電流種類 按電源能量種類 搭接電阻 對(duì)接電阻 脈沖電流 交流電流 直流電流 縫焊 凸焊 點(diǎn)焊 對(duì)焊 滾對(duì)焊 磁場(chǎng)貯能 按供電方向 按同時(shí)完成焊點(diǎn)數(shù) 按實(shí)行過(guò)程的特點(diǎn) 單點(diǎn) 多層 雙點(diǎn) 單面點(diǎn)焊 雙面點(diǎn)焊 電阻對(duì)焊 閃光對(duì)焊 按閃光特點(diǎn) 預(yù)熱閃光對(duì)焊 連續(xù)閃光對(duì)焊 13 夠的電極壓力， 熔核在電極壓力的作用下冷卻結(jié)晶，形成焊點(diǎn)，而后去除壓力，焊下一個(gè)點(diǎn)。普通焊縫時(shí)，滾盤(pán)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，電流斷續(xù)接通，每接通一次電流脈沖，即可形成一個(gè)焊點(diǎn)，這樣就可以形成一系列焊點(diǎn)。凸焊原理示意圖見(jiàn)圖 所示。因此，在分析其優(yōu)缺點(diǎn)時(shí)，主要是與其它裝配工藝方法 —— 鉚接、其它焊接方法相比較。適于安排在自動(dòng)生產(chǎn)線上。閃光對(duì)焊時(shí)，有金屬火花飛濺，應(yīng)采取隔離措施。因 而可靠的無(wú)損檢驗(yàn)方法巳成為確定焊接接頭質(zhì)量的關(guān)鍵。 (3)焊件的尺寸，形狀、厚度及焊件的材料受焊機(jī)功率、機(jī)臂尺寸與結(jié)構(gòu)形狀的限制，故對(duì)于一 些封閉型、半封閉型結(jié)構(gòu)或因材料不適用等而不宜采用電阻焊進(jìn)行焊接。結(jié)合點(diǎn)焊、縫焊過(guò)程特點(diǎn)，評(píng)定材料電阻焊焊接性的指標(biāo)主要為材料的物理一化學(xué)性能和機(jī)械性能。材料高溫屈服限越高，要求的電極壓力越大。 2//)20(σ mmNb ? 低碳鋼 13 1530 48 480 1530～1510 小 大 1420 （ FeO） 295～410 低合金鋼及中碳鋼 16Mn 21 1480 40 1480~ 1350 大 中 —— 420～600 不銹鋼及高溫合金鋼1Crl8Ni9Ti GH44 GH140 75 120 120 — 24 23 5 510 —— 中 中 大大 大 —— 540 900 670 鈦合金（ TC2） 142 — 23 — 1700~ 1680 小 大 1840 750 鋁合金 AlMg系(LFL) AlMg系(LF2L) AlCuMf(LY12) 71 42 73 620 654 633 238 877 620~550 654~633 633~502 小 小 中 大 大 大 2030 160 110 410 合金（ MA21） 12 632 230 —— 632~565 小 小 2800 160 銅合金（ H62黃銅） 8 1083 108 368 905~890 小 中 1230 400 (3)材料對(duì)熱循環(huán)的敏感性。 (4)材料時(shí)裂紋的敏感性：有誶硬傾向的金屬可 能出現(xiàn)淬火裂紋，與易熔雜質(zhì) (S、P)形成低熔點(diǎn)共晶的合金， 常出熱裂紋 +而結(jié)晶溫度區(qū)寬、塑性溫度區(qū)窄的材辯出現(xiàn)裂紋機(jī)會(huì)更大。常用結(jié)構(gòu)材料的物理一化學(xué)性能和機(jī)械性能見(jiàn)表 。冷軋鋼表面的防銹油在點(diǎn)焊中可以擠出于焊接點(diǎn)之外，一般不影響焊接質(zhì)量，可以不清理。 F．過(guò)大熔化核心尺寸過(guò)小，結(jié)果使接頭強(qiáng)度降低，波動(dòng)性增大。當(dāng)焊件厚度增大時(shí)，焊速應(yīng)降低，以保證核心質(zhì)量極焊透率。 (3)大厚度捍件伸入焊接回路，使捍機(jī)次級(jí)回路阻抗加大，焊接電流降低，因而要增大焊機(jī)容量，如果采用低頻式直流焊機(jī)，則可改善進(jìn)一影響。 因此，厚度大于 的低碳鋼點(diǎn)焊時(shí)，其主 要措施是提高電極壓力及焊機(jī)功率。不管哪種點(diǎn)（縫）焊機(jī)，要完成焊點(diǎn)的 循環(huán)必須使焊機(jī)具備兩個(gè)部分，即電氣部分（電源、調(diào)節(jié)裝置、控制裝置）和機(jī)械部分 (加壓機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等），見(jiàn)圖 和圖 。 (3)程序動(dòng)作的轉(zhuǎn)換迅速、可靠，盡可能提高動(dòng)作速 度，以提高生產(chǎn)率。 19 點(diǎn)焊機(jī) 常用的點(diǎn)焊機(jī)種類有：固定式點(diǎn)焊機(jī)、懸掛式點(diǎn)焊機(jī)和多點(diǎn)點(diǎn)焊機(jī)等。移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)按采用的焊槍形式分為手動(dòng)式、反作用式和懸掛式 。電極壓力的大小和彈簧的軟硬有關(guān)，當(dāng)采用硬彈簧時(shí)，焊接質(zhì)量較好，但勞動(dòng)強(qiáng)度。固 是手動(dòng)式焊槍結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)人力推動(dòng)手柄通過(guò)本體和壓縮彈簧，使連桿頂向按鈕開(kāi)關(guān)，在時(shí)間繼電器的作用下接通和斷開(kāi)焊接電流。 圖 是縫焊機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖。如電流未切斷時(shí)不得抬起電極，氣壓或水壓不足時(shí)可自動(dòng)切斷電流。焊接鐵磁性零件或有夾具伸入回路時(shí)，對(duì)功率的影響盡量小。因而，通?？刹捎枚嗝}沖規(guī)范 (10— 20 個(gè)脈沖 )，使板件加熱均勻。為了防止出現(xiàn)縮孔與裂紋，必須提高變形量，但是由于板件內(nèi)外溫差增加，變形更加困難。為了保證接觸面貼臺(tái)緊密，應(yīng)提高電極壓力 F．．有時(shí)采用預(yù) 熱脈沖或馬鞍形壓力循環(huán)。定位點(diǎn)焊偏離焊轉(zhuǎn)軸線不超過(guò) 1mm?？p焊時(shí)應(yīng)進(jìn)行表面清理，否則會(huì)出現(xiàn)氣孔、裂紋，影響焊縫氣密性。熱軋低碳鋼表面 有較厚的氧化皮，若清理不良時(shí)，易使電極與板件表面粘連，在材料加熱膨脹中， 可能形成深壓坑。材料的焊接性好壞是相對(duì)的，同一種材料其焊接方法與工藝措施不同時(shí)，其焊接性有很大差別。如低碳鋼 (20 鋼 )點(diǎn)焊時(shí)，接頭中可能出現(xiàn)淬火組織，所以必須注意材料在點(diǎn)焊 。 表 結(jié)構(gòu)材料的物理一化學(xué)性能和機(jī)械性能 類別及代表 合金 物理 化學(xué)特性 機(jī)械性能 電 阻 率 m?Ω/β 熔點(diǎn) CTr?/ 導(dǎo) 熱 系 數(shù) )(/λ kmW ? 線膨 脹系 數(shù) 610/α 比熱 容 J/ Kg? 密 度 1/ρ cmg 結(jié)晶 間隔 /C176。一般可按照這一性能選擇電源特性，焊機(jī)功率及工藝過(guò) 程， 例如輕合金的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，焊接時(shí)應(yīng)選擇大功率焊機(jī)。 電阻焊對(duì)金屬材料焊接性的要求 金屬材料點(diǎn)焊、縫焊的特點(diǎn) 金屬材料點(diǎn)焊、縫焊的特點(diǎn) ：金屬材料焊接時(shí)，要求焊接區(qū)及近縫區(qū)無(wú)嚴(yán)重缺陷（裂紋、 深度壓坑、燒穿等），金屬機(jī)械性能或特殊性能（抗腐蝕性、電阻率等）無(wú)重大變化。電阻焊機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高，相對(duì)于一般熔焊設(shè)備要復(fù)雜些，維修較困難。 電阻焊的缺點(diǎn) 盡管電阻焊具有很多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在如下一些問(wèn)題： (1)焊點(diǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)?zāi)壳吧腥鄙俸?jiǎn)單而又可靠的無(wú)損檢驗(yàn)方法。對(duì)焊的生產(chǎn)率比其它焊接方法也高得多。 (2)與鉚接比，節(jié)省金屬，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，過(guò)對(duì)高速運(yùn)行的車(chē)輛、導(dǎo)彈、飛行器、船舶制造等十分重要 。根據(jù)工藝不同可分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊。 凸焊 凸焊是點(diǎn)焊的演變形式。縫焊時(shí)，與焊件直接接觸的電極，采用圓柱形的滾 14 盤(pán)。由焊件本身電阻，便產(chǎn)生電阻熱，使焊件迅速加熱?，F(xiàn)代的汽車(chē)制造廠在焊裝自動(dòng)生產(chǎn)線上，大量使用電阻焊機(jī)械手和機(jī)器人進(jìn)行焊接，電阻焊的方法有很多，如圖 是電阻焊的分類，其中以電阻電焊在汽車(chē) 制 造廠中使用最廣 。汽車(chē)的車(chē)身制造質(zhì)量的控制逐漸成為國(guó)際汽車(chē)工業(yè)和學(xué)術(shù)界關(guān)注的重要課題。同時(shí)研究焊裝夾具實(shí)例的相似性問(wèn)題，既能為用戶提供正確、合理的夾具 與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。 車(chē)身焊裝夾具設(shè)計(jì)的模塊化 夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)焊接夾具組合化的基礎(chǔ)。焊裝夾具精度標(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(xiāo)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(xiāo)。 (2)夾具制造精度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求 由于車(chē)身焊接夾具制造上的原因，再加上零件尺寸誤差的因素，在車(chē)身試生產(chǎn)前一般都要經(jīng)過(guò)夾具的調(diào)試，檢驗(yàn)夾具能否保證焊接精度，對(duì)夾具與零件的協(xié)調(diào)性以及對(duì)零件之間匹配質(zhì)量進(jìn)行考核。夾緊器按照夾緊方向有平面、垂直、 45 度夾緊器；按照操作方式有螺栓夾緊、快速夾緊、手柄螺旋夾緊；還有手工、氣動(dòng)或液壓。 車(chē)身焊裝夾具的夾緊特點(diǎn) 焊接通常在多個(gè)個(gè)工件間進(jìn)行，夾緊點(diǎn)一般都比較多，車(chē)身沖壓件裝配后，多使用電阻焊接，電阻焊是一種高效焊接工藝，工件不受扭轉(zhuǎn) 力矩，當(dāng)工件的重力與點(diǎn)焊時(shí)加壓方向一致，焊接壓力足以克服工件的彈性變形，并仍能保持準(zhǔn)確的裝配位置與定位基準(zhǔn)貼合，此時(shí)可以省去夾緊機(jī)構(gòu)。對(duì)于要求不嚴(yán)格的裝配，通常不使用焊裝夾具，取而代之的是裝具。 LG1 車(chē)身總裝夾具有 3 個(gè)裝配 基準(zhǔn)：底板、左側(cè)圍和右側(cè)圍，在它們的平面上都加工有基準(zhǔn)槽和坐標(biāo)線，定位夾緊組合單元按各自的基準(zhǔn)槽進(jìn)行裝配、檢測(cè)，最后將 3 大部分組合起來(lái)，成為一套完整的夾具。 (6)焊鉗的選型不容易做好，在焊接生產(chǎn)線調(diào)試過(guò)程中更換 5%的焊鉗是比較低的，故需要進(jìn)行三維焊鉗與夾具的焊接過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬， 提高選型準(zhǔn)確性。 (3)生產(chǎn)方式盡可能精益，盡量減少在制品存放，大型外覆蓋件的物流盡量短；靈活布局車(chē)間內(nèi)的