【正文】 對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 20xx年，汽車產(chǎn)銷 1,842 萬(wàn)輛和 1,851 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) %和 %。而汽車焊裝工藝和焊裝夾具的設(shè)計(jì)在整個(gè)工藝過(guò)程中的重要性是顯而易見的 [1]。因此，焊裝夾具設(shè)計(jì)直接決定著最終的車身質(zhì)量，其設(shè)計(jì)必須以車身主模型為依據(jù)。在裝配時(shí)，夾具 必須使被裝配的元件獲得正確的位置和可靠的夾緊，并且在焊接時(shí)能阻止焊件產(chǎn)生變形。 8. 在同一個(gè)夾具上，定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式不宜過(guò)多，并且盡量只選用一種動(dòng)力源。幾乎所有飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和大部分汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都采用 UG 進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn) UG 在高端工程領(lǐng)域，特別是軍工領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力。 NX 獨(dú)特之處是其知識(shí)管理基礎(chǔ)，它使得工程專業(yè)人員能夠推動(dòng)革新以創(chuàng)造出更大的利潤(rùn)。 NX 包含了企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的集成應(yīng)用套件，用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和制造全范圍的開發(fā)過(guò)程。 NC 加工： UGNX 加工基礎(chǔ)模塊提供聯(lián)接 UG 所有加工模塊的基礎(chǔ)框架，它為 UGNX所有加工模塊提供一個(gè)相同的、 界面 友好的圖形化窗口環(huán)境，用戶可以在圖形方式下觀測(cè)刀具沿軌跡運(yùn)動(dòng)的情況并可對(duì)其進(jìn)行圖形化修改：如對(duì)刀具軌跡進(jìn)行延伸、縮短或修改等。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 7 頁(yè) 共 53 頁(yè) 2 汽車焊裝夾具設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 設(shè)計(jì)式樣書的說(shuō)明 設(shè)計(jì)項(xiàng)目主管根 據(jù)用戶提供的技術(shù)要求制訂設(shè)計(jì)式樣書。 被焊零件結(jié)構(gòu)分解圖 被焊零件明細(xì)（零件名、零件號(hào)、零件厚度和材料） 焊接設(shè)備和方法，焊點(diǎn)數(shù)量 焊點(diǎn)布置圖 MCP 圖標(biāo)明了車身裝配過(guò)程中需要設(shè)置夾具定位的位置，本圖中夾具的分布對(duì)稱可以保證焊接質(zhì)量，防止零件在焊接過(guò)程中變形的部位。 標(biāo)準(zhǔn)件 名稱與標(biāo)準(zhǔn)件號(hào)一致 例： YWB010412X35。而H1/H3/S4/S8 有 3 個(gè)壓點(diǎn)，兩個(gè)定位銷和 3 個(gè)支撐點(diǎn)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以本文以此套夾具為例講解夾具的典型設(shè)計(jì)過(guò)程。選擇 PNL 對(duì)象后，再選擇基準(zhǔn)面作為刀具截出端面線。左側(cè)強(qiáng)調(diào)的氣缸桿與連接板旋轉(zhuǎn)軸之間 60mm尺寸由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定，這種情況下夾具通常能夠打開。如圖 所示，將草圖 link 到各個(gè)零件圖中進(jìn)行拉伸，完成夾具單元中各 加工件的基本建模。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 25 頁(yè) 共 53 頁(yè) 4 WH10 汽車焊裝夾具設(shè)計(jì)的打開狀態(tài) 將夾具進(jìn)行模擬仿真之后，可以看出觀察其打開狀態(tài)的三維模型。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 26 頁(yè) 共 53 頁(yè) 定義構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系 JOINT 依次定義汽缸和連接板、壓板臂和連接板、壓板臂和汽缸頭為三個(gè)回轉(zhuǎn)副，其中由于連接板因沒有定義為連桿，所以前兩者為固定副。見圖 所示。畫車線時(shí)的具體要求是將圖層設(shè)置為 51 層，將線型設(shè)置為白色 的細(xì)實(shí)線。在進(jìn)行投影之前導(dǎo)入 my style 文件夾中的圖紙進(jìn)行調(diào)用，由于圖紙中保存了符合規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)和許多已經(jīng)生成的符號(hào)，因而十分方便。標(biāo)注完成后如下圖 和 所示： 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 39 頁(yè) 共 53 頁(yè) 圖 WH100301 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 40 頁(yè) 共 53 頁(yè) 圖 WH100301 零件圖 GA 的裝配圖 在導(dǎo)出 GA 的二維圖之前，考慮到一般 PNL 由大量曲面組成，在進(jìn)行二位投影時(shí)計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)量極大可能會(huì)導(dǎo)致軟件運(yùn)行不流暢。在整個(gè)過(guò)程中，考驗(yàn)的是學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，而不是簡(jiǎn)單的書本知識(shí)。軟件水平的提高很大程度上在于個(gè)人對(duì)軟件的使用頻率。畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成不僅是對(duì)知識(shí)的測(cè)試，更是對(duì)能力的考核。焊裝夾具的設(shè)計(jì)是我在之前沒有接觸過(guò)的一個(gè)內(nèi)容，因此剛剛接到這個(gè)設(shè)計(jì)課題時(shí)感到一些棘手和緊張。更感謝大學(xué)四年來(lái)學(xué)校的培育。同時(shí)在方案的選擇上與細(xì)節(jié)的處理上，應(yīng)老師也提供了許多資料予以參考。相信畢業(yè)之后，對(duì)專業(yè)設(shè)計(jì)更多的參與，這些問(wèn)題的處理都會(huì)進(jìn)一步內(nèi)化為自己的能力。隨著對(duì)軟件的不斷熟悉，漸漸地也對(duì)軟件的思想有了了解。同時(shí)，在溫故而知新的基礎(chǔ)上，也為自己更新了知識(shí)，更獲得了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。所以對(duì) PNL 實(shí)體點(diǎn)擊抽取曲線按鈕，點(diǎn)擊邊緣曲線操作，如圖 所示 [12]。 圖 另存視圖 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 35 頁(yè) 共 53 頁(yè) 圖 投影之前的設(shè)置 進(jìn)入制圖模式在選擇 A1 圖紙后，分別打開首選項(xiàng)下的制圖和注釋命令，按要求對(duì)視圖和注釋命令進(jìn)行設(shè)置 [11]。先在 X\Y\Z 三個(gè)基本畫出 3 條車線。在回到運(yùn)動(dòng)仿真中，雙擊 ，退出運(yùn)動(dòng)仿真。設(shè)置其速度為 5，如圖 所示： 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 27 頁(yè) 共 53 頁(yè) 圖 設(shè)置速度 進(jìn)行夾具打開過(guò)程的模擬仿真 進(jìn)行解算方案的設(shè)置，由于氣缸留有 5 的行程余量。 由于在創(chuàng)制草圖的過(guò)程中已經(jīng)考慮到了上述基本要求 ，所以通常不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。墊塊參數(shù)及最終效果如下圖 所示。 確定旋轉(zhuǎn)點(diǎn) 依據(jù)：壓板打開狀態(tài)，汽缸行程及安裝位置，將工作坐標(biāo)變換到定位面附近，以斷面為基準(zhǔn)建立草圖，并通過(guò)編輯 變換命令進(jìn)行簡(jiǎn)單的打開分析（為方便工件的取放，變換后的工件應(yīng)在截面線最遠(yuǎn)處的 30mm以外）。將截面線移動(dòng)至 8 82 兩層，點(diǎn)擊對(duì)象顯示，進(jìn)行顏色和線型顯示的編輯 [8]。 其具體結(jié)構(gòu)如下圖 至 所示： 圖 WH100100 夾具 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 16 頁(yè) 共 53 頁(yè) 圖 WH100200 夾具 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 17 頁(yè) 共 53 頁(yè) 圖 WH100300 夾具 圖 WH100000 總裝配 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 18 頁(yè) 共 53 頁(yè) 下面將以圖 所示的 WH100300 為例具體介紹一下自己夾具設(shè)計(jì)的主要過(guò)程和思路。 國(guó) 標(biāo)件 國(guó)標(biāo)號(hào) 型號(hào) 例： GB93878 代表 彈簧墊圈 8。 WH10 汽車焊裝夾具設(shè)計(jì)的 MCP 圖如圖 所示： 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 8 頁(yè) 共 53 頁(yè) 圖 WH10 工位的 MCP 圖 主要控制斷面的形狀（ MCS） MCS 是組合件在 MCP 位置上的斷面形狀和夾具構(gòu)造簡(jiǎn)圖。通過(guò)式樣書中對(duì)定位夾緊點(diǎn)進(jìn)行的總體規(guī)劃，汽車白車身的拼焊精度得以保證。該模塊交互界面可按用戶需求進(jìn)行靈活的用戶化修改和剪裁，并可定義標(biāo)準(zhǔn)化刀具庫(kù) 、加工工藝參數(shù)樣板 庫(kù)使初加工、半精加工、精加工等操作常用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以減少使用培訓(xùn)時(shí)間并優(yōu)化加工工藝。利用 NX 建模 ，工業(yè)設(shè)計(jì)師能夠迅速地建立和改進(jìn)復(fù)雜的產(chǎn)品形狀， 并且使用先進(jìn)的渲染和 可視化工具 來(lái)最大限度地滿足設(shè)計(jì)概念的審美要求。 NX 建立在為客戶提供優(yōu)秀解決方案的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，這些解決方案可以大幅提升設(shè) 計(jì)效率，同時(shí)降低成本，并大大縮短生產(chǎn)制造周期。 UG 的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為復(fù)雜應(yīng)用問(wèn)題的求解提供一個(gè)靈活的可再使用的軟件基礎(chǔ) [4]。 上述這些原則是設(shè)計(jì)車身焊裝夾具時(shí)所必須考慮的，但具體到焊裝夾具的結(jié)構(gòu)上卻差異甚大，有的焊裝夾具只有一個(gè)簡(jiǎn)單的框架，有的則相當(dāng)復(fù)雜。 3. 焊裝夾具要便于操作，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，應(yīng)該輕便靈巧；定位、夾緊白車身 車身總成 裝配車門 發(fā)動(dòng)機(jī)罩 …… .... 組成件 薄壁零件 薄壁零件 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 4 頁(yè) 共 53 頁(yè) 和松開應(yīng)該省力又迅速。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 3 頁(yè) 共 53 頁(yè) 圖 白車身的各級(jí)組成 焊裝夾具 焊接夾具作為產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中一種有效的輔助方式，可以實(shí)現(xiàn)工件定位的快速準(zhǔn)確化，包括指引焊槍或工件的導(dǎo)向裝置在內(nèi)的用于裝配和焊接技術(shù)的工藝設(shè)備的總稱。每一裝配總成包含了許多焊裝工位。發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)表明，汽車工業(yè)每增值 1 元，會(huì)給上游產(chǎn)業(yè)帶來(lái) 元的增值，給下游產(chǎn)業(yè)帶來(lái) 元的增值。以某汽車前地板預(yù)總成焊裝夾具的設(shè)計(jì)為例介紹了汽車車身焊裝夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本 要求 ,闡述了基于 UG 的汽車車身焊裝夾具的三維設(shè)計(jì)方法。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作 者 簽 名： 日 期 ： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 基于 UG 的汽車焊裝夾具三維設(shè)計(jì) 摘 要 汽車夾具是保證車身焊裝質(zhì)量的重要因素 ,影響整個(gè)汽車的制造精度和生產(chǎn)周期。 汽車工業(yè)是一個(gè)龐雜的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。 汽車車身焊裝夾具綜述 車身焊裝生產(chǎn)線的組成 汽車白車身 (Body In White)的所有成型工位稱之為車身焊裝生產(chǎn)線 ，其中包括車身總線和子總成線（車身焊裝生產(chǎn)線包括： 1 車身完成線； 2 主焊線； 3 地板總成線； 4 側(cè)圍總成線； 5 移動(dòng)線； 6 子線）。因此，焊接夾具必須在車身焊接過(guò)程中定位夾緊，保證車身零件之間正確的裝配關(guān)系，同時(shí)保證車身焊接質(zhì)量及焊接過(guò)程的順利，保證整個(gè)車身的裝配精度。 2. 使用時(shí)要安全可靠，在夾具上凡是受力的各種器件，都應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度，足以承受重力和焊件變形所引起的各個(gè)方面的力。 9. 盡量選用已通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的夾緊機(jī)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)的零部件來(lái)設(shè)計(jì)制造焊裝夾 具。在高端領(lǐng)域與 CATIA 并駕齊驅(qū)。 NX 可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識(shí)，根據(jù)已知準(zhǔn)則來(lái)確認(rèn)每一設(shè)計(jì)決策。 工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格造 NX為那些培養(yǎng)創(chuàng)造性和產(chǎn)品技術(shù)革新的 工業(yè)設(shè)計(jì) 和風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的解決方案。該模塊同時(shí)提供通用的點(diǎn)位加工編程功能，可用于鉆孔、攻絲和鏜孔等加工編程。設(shè)計(jì)者根據(jù)夾具設(shè)計(jì)的定位唯一性、定位穩(wěn)定性、夾緊穩(wěn)定性及總體約束等要求，在設(shè)計(jì)式樣書中確定整個(gè)夾具設(shè)計(jì)的方案。在 MCP 圖中，規(guī)定了夾具的數(shù) 量和位置、厚度以及夾具的結(jié)構(gòu)（定位、夾緊、定位夾緊、定位銷）。 外購(gòu)件：名稱與樣本訂購(gòu)編號(hào)一致，氣缸后面加 “_實(shí)際應(yīng)用行程 ” CK1B6375_70。 首先將先行設(shè)計(jì)完成的三套夾具的三維裝配模型和 WH10 工位的三維總成進(jìn)行展示，以使對(duì)焊裝夾具的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直觀的印象和感性的認(rèn)識(shí) [7]。接完后的效果如圖 所示。右側(cè)的幾個(gè)尺寸是基于購(gòu)買件墊片的尺寸設(shè)計(jì) [9]。在拉伸之后應(yīng)當(dāng)注意模型的修改，例如本套夾具中的壓板壁在拉伸的基礎(chǔ)上，通過(guò)墊塊命令，實(shí)現(xiàn)與連接板垂直的橫向直板來(lái)固定壓塊。通常要求夾具在完全打開時(shí)其最外沿距離工件的邊緣 25mm以上，通常取值為 30mm。將汽缸頭與氣缸設(shè)置為移動(dòng)副，運(yùn)動(dòng)方向設(shè)為向下如圖 所示： 圖 定位運(yùn)動(dòng)副和移動(dòng)副 圖 移動(dòng)副方向的設(shè)置 在定義該移動(dòng)副時(shí)，點(diǎn)擊駕駛員分欄。點(diǎn)擊確定后，進(jìn)入建模模塊，選擇文件 導(dǎo)出 部件，將最終的狀態(tài)輸出，存為 WH100300MT 文件。注意去掉默認(rèn)勾選的線串模式，進(jìn)而勾選無(wú)界模式。注意投影選擇第一視角，單位選擇毫米，如圖 、 所示。同時(shí)由于 GA 的二維圖主要目的是表明每一套夾具的位置，而不是反映車模實(shí)體結(jié)構(gòu)。這就要求我們必須對(duì)大學(xué)期間的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行梳理，否則設(shè)計(jì)無(wú)從談起。同時(shí)，使用越多的命令，對(duì)軟件的整體掌握也就越好。畢業(yè)設(shè)計(jì)的大部分工作需要自己把握，對(duì)于時(shí)間的安排、設(shè)計(jì)的方案、資料的選擇等問(wèn)題，都是課本上沒有的知識(shí)。應(yīng)老師無(wú)論是在準(zhǔn)備、開題、設(shè)計(jì)還是在論文答辯期間一直給予了許多指導(dǎo)和意見，使得畢業(yè)設(shè)計(jì)越來(lái)越順心應(yīng)手。