【正文】 ignment of the design of automobile’s front door inner panel weldinginstallation, I researched the vehicle structure and assembly characteristics, and established weldinginstallation production system’s process. According to the principle of designing automobile and the method of controlling welding assembling accuracy , automobile’s front door inner panel weldinginstallation was systematically designed . After analyzing the welding process of door inner plate, designing substrate, install board ,connection board, positioning original, clamping institution , rotating mechanism, I choosed the appropriate cylinder、 L board 、 cylindrical pin and diamond pin. Positioned by pits and bosses on the parts stamped by their own and clamped by pneumatic clamping mechanism， the designs of welding assembling fixture of windows reinforcing plate、impactproof stem、 automobile inner door panel were pleted. Key Words： Inner Door 。針對轎車前車門內(nèi)板焊裝夾具的設(shè)計任務(wù)書，研究了車門的結(jié)構(gòu)和裝配特點，制定了焊裝生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程。 本科學(xué)生畢業(yè) 設(shè)計 轎車前門內(nèi)板焊裝夾具設(shè)計 系部名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級： 車輛工程 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 教授 The Graduation Design for Bachelor39。 以車門為例，車門內(nèi)板的焊裝質(zhì)量更直接地影響整個車身的裝配精度，這只能用合格的焊裝夾具來解決。 利用零件本身沖壓出來的凸臺和凹坑進行定位，氣動夾緊機構(gòu)進行夾緊， 完成了門窗加強板、防撞桿、車門內(nèi)板三個件焊裝夾具的總體設(shè)計。 Clamping Institution。因裝夾是在焊裝夾具上完成的，所以夾具在整個焊接流程中起著重要作用。合理的設(shè)計焊裝夾具是保證焊接質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、減輕工人勞動強度、降低車身制造成本的根本途徑。總而言之，汽車裝焊夾具在汽車制造技術(shù)中處著舉足輕重的地位，因此設(shè)計出合理而先進的焊裝夾具對汽車工業(yè)的發(fā)展有著實際的意義。但由于我國的汽車工業(yè)起步較晚，集團化程度不高，其產(chǎn)量，質(zhì)量與發(fā)達國家相比還存在較大的差距，因此面臨著國際汽車發(fā) 展浪潮的機遇和壓力。尤其是汽車裝焊工藝方面自動化程度很低，專業(yè)人才緊缺。通過裝焊、鉚接和機械聯(lián)接等方法而構(gòu)成一個完整的車體。汽車焊裝結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中裝配和焊接是兩個重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，完成這兩個環(huán)節(jié)的工藝過程離不開裝配夾具和焊裝夾具。其中夾具的定位部分需用車身產(chǎn)品的 CAD 數(shù)模進行數(shù)控加工，使沖壓件在裝配時很好地與夾具定位面相吻合，以利于焊后的車身符合主模型。在焊裝過程中，由于薄板剛性差、易變形，為了保證零部件之間正確的相對位置和焊接間隙，必須通過焊裝夾具將其固定。在夾具使用過程中，如果發(fā)生偏移，磨損等現(xiàn)象，將導(dǎo)致零部件扭曲變形，出現(xiàn)定位偏差，引起焊接間隙的變動，最終導(dǎo)致裝配尺寸誤差和構(gòu)件受力狀態(tài)的惡化，直接影響到白車身的質(zhì)量。軟件包括安裝調(diào)試手冊、調(diào)整圖等；如果按照設(shè)計流程來分，又可以分為概念設(shè)計階段、結(jié)構(gòu)設(shè)計階段和詳細優(yōu)化設(shè)計階段。目前，在汽車制造業(yè)中，車身制造質(zhì)量最好的是日本，其次是德國和美國，與他們相比，我國在這方面存在著較大差距，而工裝設(shè)計制造水平不高是其中重要的原因。 4 第 2 章 汽車車身焊裝技術(shù) 白車身的概念 車身是轎車的最大總成（各種車型車身占的比例不同），重量和制造成本約 占整車的 40％～ 60％ 。 圖 車身裝配的多層次體 系機構(gòu) 白車身（ BodyinWhite）的制造涉及薄板沖壓成形、自動裝配、焊接及檢測多個領(lǐng)域，其制造質(zhì)量顯著影響到整車的性能，并直接關(guān)系到汽車產(chǎn)品的市場競爭力，所以在很大程度上代表了一個國家的制造水平。我國汽車工業(yè)隨著多年發(fā)展已形成相當(dāng)規(guī)模，但與世界先進水平還有很大差距。但從整體來說，國內(nèi)汽車裝備制造水平尚不能滿足汽車工業(yè)發(fā)展的需要，因為這種狀況使很多關(guān)鍵技術(shù)過分依賴國外，在國際競爭中不可避免地被定位于低端，掌握不了國際競爭的主動權(quán)。在大規(guī)模生產(chǎn)階段，尺寸變化的主要原因是工藝過程的變化，最經(jīng)常出現(xiàn)的尺寸變化是均零件干涉 模具修磨 沖壓參數(shù) 工件回彈 定位因素 焊接次序 材料性能 焊接規(guī)程 定位元件磨損 夾具設(shè)計不合理 定位單元失效 夾緊力影響 運輸 勞動態(tài)度 熟練程度 沖壓尺寸偏差 焊接變形 夾具影響 操作者的影響 白車身尺寸偏差 6 值變動，不規(guī)則跳動及方差的變化，或三者的組合。 綜上所述，車身制造偏差控制 基本上可分為生產(chǎn)啟動階段和生產(chǎn)過程的偏差控制。 車身結(jié)構(gòu)主要包括：車身殼體、車門、車窗、車前板 制件、車身內(nèi)外裝飾件和車身附件、座椅以及通風(fēng)、暖氣、冷氣、空氣調(diào)節(jié)裝置等等。車門通過鉸鏈安裝在車身殼體上，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，是保證車身的使用性能的重要部件。在現(xiàn)代汽車上常常裝有無線電收放機和桿式天線，在有的汽車車身上還裝有無線電話機、電視機或加熱食品的微小爐和小型電冰箱等附屬設(shè)備。 如圖 是焊裝夾具工藝設(shè)計流程 。樣車拆解過程中，根據(jù)焊點數(shù)量，由節(jié)拍計算工位數(shù)量。從焊接工作內(nèi)容上，原則上點焊與弧焊應(yīng)分別在不同工位上進行，除非弧焊或點焊工作量小，并應(yīng)在夾具方案設(shè)計書中提出弧焊防護裝置。 焊鉗的選型 焊點分組工作完成后即可進行焊鉗選型，確定焊點組的數(shù)量即焊鉗的最小數(shù)量，根據(jù)工件的形狀及尺寸確定焊鉗的形式（ C 型 ,X 型）及喉深、開檔、行程、電極形狀，焊鉗的吊掛形式（橫吊、縱吊、轉(zhuǎn)環(huán)）根據(jù)焊點位置和操作位置確定。焊鉗選型時，喉深與喉寬除考慮焊接部位外，還應(yīng)對周圍干涉物、可預(yù)見的夾具干涉及焊鉗本身的 9 吊環(huán)、氣缸、轉(zhuǎn)盤等進行考慮。工藝卡還要對每一動作計算時間，以驗證是否滿足節(jié)拍要求。要充分考慮混線生產(chǎn)的可能性，在夾具設(shè) 計任務(wù)書和工藝設(shè)備選型上盡可能柔性化。按照工藝流程在線旁布置小件的模式，從節(jié)約成本的角度看是不可取的。 車身焊裝夾具的結(jié)構(gòu)、定位及夾緊的特點 車身焊裝夾具的結(jié)構(gòu)特點 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、檢測和維修，必須對夾具結(jié)構(gòu)進行分解，否則，無法進行測量。有的工件焊接成封閉體，無法設(shè)置定位支承，可要求產(chǎn)品設(shè)計時預(yù)沖平臺、翻邊作為定位控制點。定位塊按坐標標注尺寸，不注公差。夾緊力主要用于保持工件裝配的相對位置，克服工件的彈性變形，使其與定位支承或?qū)щ婋姌O貼合，對于 ，貼合間隙不大于 ，每個夾緊點的夾緊力一般在 300750N 范圍內(nèi)；對于 之間的沖壓件，貼合間隙不大于 ,每個夾緊點的夾緊力在 5003000N 范圍內(nèi)。為控制車身焊接變形，焊接夾具定位件結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮方便調(diào)整車身焊接變形和焊接后收縮量的變化。值得注意的是，車身匹配的相關(guān)零件接一般不希望也不允許有較大的強制變形。5μm，夾具支承面的垂直度達到 ， 平行度高達 。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用 CAD 技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶用三維實體組裝夾具。而汽車車身的制造尺寸偏差直接影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量，根據(jù)世界汽車市場的競爭走勢的夾具和制造技術(shù)的進步。 12 第 3章 車門內(nèi)板焊接設(shè)備 電阻焊的分類 電阻焊又稱接觸焊，是汽車裝焊工藝中最主要的焊接方法之一，尤其是汽車車身、廂體、輪圈等焊接采用最多，如一輛轎車至少 5000 多個電阻電焊焊點，焊縫長達 40m以上。再閉合開關(guān) K，接通焊接變壓器，變壓器次級電流經(jīng)焊機機臂、電極，流經(jīng)被焊件。 1 變壓器 2 電極 3 板件 4 熔化核心 圖 點 焊原理圖 圖 點焊過程循環(huán)圖 （ a）加壓 （ b）通電 （ c）斷電 （ d）退壓 圖 點焊的焊接過程 縫焊 縫焊又稱滾焊，它是 點焊發(fā)展而來的，就焊點形成的本質(zhì)來說，與點焊基本相同，圖 為縫焊過程的原理示意圖 。焊點與焊點間的間距，可以按要求進行調(diào)整，當(dāng)相鄰焊點距離很小，熔核相互搭接三分之一時，則形成強固密封焊縫。 S工件連續(xù)移動距離 （ a）縫焊 (b)縫焊焊接循環(huán) 圖 縫焊原理示意圖 對焊 對焊是將焊件分別夾緊于左、右兩個鉗口（電極）內(nèi)；通常左鉗口固定于機架上的定座板上，右鉗口則固定于可沿機架臺面上的導(dǎo)軌左右移動的座板上。電阻焊的主要優(yōu)點為： (1)與熔焊方怯比， 電阻焊為內(nèi)部熱源，冶金過程簡單 ；且加熱集中，熱影響區(qū)較窄，易于 蕕得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。通用點焊機焊接速度可達 60 點 ／ min，快速點焊機可選 600 點 /min。 (5)按軟盤指示，且易于保證氣密。 (2)設(shè)備較復(fù)雜，功率大，投資較多。 (4)點焊與縫焊多采用措接接頭，增加了構(gòu)件的質(zhì)量，焊縫受力時會有附加力矩，使承載條件變化，降低了焊接接頭的承載能力。 (1)材料導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性：材料的導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性決定熱源強度和熱場的分布，從而決定了焊點的形狀、尺寸、結(jié)晶特點及近縫區(qū)組織變化。例如，焊接耐熱合金，所用焊機功率并不大，但必須選用高溫 16 硬度高的電極材料和高壓力的焊機，因而浪費了一部分電功率（因通用焊機的電極壓力與電功率成正比），或限制了可焊件的最大厚度 。點焊、縫焊熱循環(huán)主要特點為加熱迅速（有時競達到每秒 l 萬 — 10 萬度），冷卻快，最高溫度高（大于熔化溫度），而且高溫停留時間短， 17 因此材料在這循環(huán)過程中可能因組織轉(zhuǎn)變不完善或某些成分的分解、擴散來不及完成而出現(xiàn)在一般熱處理中不應(yīng)出現(xiàn)的組織。這些材料焊接時應(yīng)嚴格控制工藝過程有關(guān)參數(shù)，采用較復(fù)雜工藝措施。 低碳鋼的焊接 低碳鋼的焊 接低碳鋼因電阻率比銅大 8～ 10 倍，要求焊機功率不很大；塑性溫度區(qū)寬，易于獲得應(yīng)有 塑性變形，不需要很高的電極壓力（ F．比輕臺金低），結(jié)晶溫度 區(qū)窄，高溫塑性良好，線膨脹系數(shù)不很高，因而熱裂紋傾向小，碳元素與微量元素低，無高熔點氧化物，一般不會出現(xiàn)淬火組織或夾雜物，因此，點焊、縫焊中不需采用復(fù)雜工藝措施，焊接質(zhì)量良好，但對冷軋低碳鋼薄板，在用軟規(guī)范點焊時，會因長時間加熱使核心周圍熱影響區(qū)擴大，晶粒長大及軟化區(qū)變明顯，所以當(dāng)接頭強度要求較高時，不宜采用過長的脈沖時間加熱。但涂油不能過厚。 縫焊前定位點焊的規(guī)范小于正式點焊規(guī)范。 低碳鋼板厚度增大時，困難增多，因為： 18 (1)板厚增大，焊件剛性增大，壓力分流則增加，因而板件間難以貼合良好。 (4)核心金屬熔化量增大，冷卻時收縮量增加。但功率增大不但使電能消耗量增大，而且可能使焊件與電極表面過熱，反而限制了電極壓力提高。電阻焊機除了制造簡單，成本低，使用方便．工作可靠穩(wěn) 定，維修容易等基本要求之外，還應(yīng)具有： (1)焊機結(jié)構(gòu)強度及剛性好，不致因加壓而使焊件變形、錯位，甚至拉開等； (2)焊接回路有良好適應(yīng)性，能滿足零件形狀尺寸的基本要求。各程序間應(yīng)有連鎖裝置及安全措施，以穩(wěn)定焊接質(zhì)量。 固定式點焊機：固定式點焊機的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖 和圖 所示，它主要由一次回路系統(tǒng)（開關(guān)，電源調(diào)節(jié)節(jié)裝置，一次線圈），二次回路系統(tǒng)（二次線圈，上下機臂，上下電極夾，上下電極），加壓系統(tǒng)（氣缸，電磁閥等）和機體等組成。其結(jié)構(gòu)示意圖見圖. （ a） （ b） （ c） （ a） 手動式 1夾具 2手動焊槍 3工件 （ b） 反作用式 1反作用焊槍 2擋板 3工件 4夾具 （ c） 懸掛式 1焊鉗 2工件 3平衡錘 圖 移動式點焊機示意圖 (1)手動式：由于手動式焊槍是靠人的力量進行加壓，因此點焊壓力小，一般用于薄件、非受力部位焊點或定