【文章內(nèi)容簡介】 段。隨著焊裝線的發(fā)展，焊裝機器人大量應(yīng)用，焊裝線的自動化、柔性化程度日益加深，并且有向智能化發(fā)展的趨勢。 手工操作階段。 隨著汽車的發(fā)明及開始商品化，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)備簡陋，主要為手工操作階 段。 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 4 半自動化階段。 技術(shù)的提高和批量的增大，對工裝設(shè)備的要求也隨之提高，為保證生產(chǎn)時間和減輕勞動強度，在關(guān)鍵位置及繁重勞動位置采用自動化。 自動化階段。 對汽車的需求和質(zhì)量的要求越來越高，為了滿足這種市場要求，汽車生產(chǎn)進入自動化階段。 焊裝生產(chǎn)線的組成 焊裝生產(chǎn)線一般由下列幾大部分組成。 夾具：對產(chǎn)品起定位夾緊作用，保證裝配精度，包括定位、夾緊及其支撐機構(gòu)。 焊接系統(tǒng)：對主產(chǎn)品實施焊接，保證焊接質(zhì)量，有如下幾種焊接方式。 1） 手動焊接（ PSW） ：采用人工手持氣動焊鉗進行焊接的方式 2） 自動焊接（ ASW）：由機械裝置控制焊鉗進行焊接的方式 ]14[ ； 3） 機器人焊接（ RSW）：由焊接機器人帶動焊鉗進行焊接的方式 移送裝置：在工位內(nèi)，工位間、線間成車間移送工件或裝備。 輔助裝置：如安全柵欄、空中桁架、機器人墊、地溝蓋板等。 氣、液系統(tǒng)：焊裝生產(chǎn)線的動力源主要為氣動，某些場合使用液動和電動 電控系統(tǒng)：焊裝生產(chǎn)線一般采用 PLC 控制，計算機監(jiān)控。 焊裝夾具設(shè)計基本要求 合理的夾具設(shè)計能夠保證座椅骨架的質(zhì)量，在焊裝夾具設(shè)計之前，要了解座椅的設(shè)計基 準(zhǔn)，夾具設(shè)計要和座椅骨架的設(shè)計建立在同一坐標(biāo)系上。 汽車座椅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性差、易變形。為了保證焊接質(zhì)量，在焊接過程中保持零件的正確位置，特別是重要的裝配孔和工藝孔的尺寸、形狀和相對位置關(guān)系，必須合理的設(shè)計并使用焊裝夾具加以控制。焊裝夾具的作用主要有 2 點： 保證焊接工藝能正常進行 :在焊裝過程中不僅有裝配精度要求，而且要符合焊接工藝規(guī)范 (間隙值 )要求，只有通過具有一定精度的焊裝夾具，才能保證零件不錯位，焊接能順利進行。 采用合理的焊裝夾具可以大大提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，保證焊裝質(zhì)量。目前，汽車座椅焊裝 夾具的設(shè)計和制造還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，大部分還屬于個體設(shè)計與制造，每種車型的夾具都是根據(jù)這個車型的自身特點、生產(chǎn)制造條件和生產(chǎn)綱領(lǐng)來自行設(shè)計與制造，但所有車型夾具的功能要求和結(jié)構(gòu)組成都具有共性。考慮到座椅骨架的薄板特點，焊接夾具有別于其他夾具，主要要求和特點如下。 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 5 由于汽車座椅骨架的型號和品牌繁多，在焊接過程中對夾具的形式、自動化程度等要求不一樣，因此在夾具設(shè)計中對其結(jié)構(gòu)要求有很大的不同，從而無形中增加了大量的夾具設(shè)計工作量。 汽車座椅骨架焊接夾具的設(shè)計與制造目前還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，對于品種繁多的夾具，大量的非標(biāo)設(shè)計和制造已經(jīng)脫離了時代要求。因此，在場內(nèi)對現(xiàn)有夾具的設(shè)計和制造進行標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，建立夾具零部件庫。 骨架飯金進行焊接后，形成了一個總成或者分總成，由于飯金的自身變形或者焊接變形，可能導(dǎo)致件從焊裝夾具上不能順利取出，因此在夾具設(shè)計與制造時，除了考慮飯金件的自身變形外，還要考慮飯金焊接變形，要保證每道工序能順利的進行，避免總成件或者分總成件與夾具，或者夾具和焊鉗之間干涉。 夾具要保證焊接后車身各部分具有正確的位置精度和尺寸精度。 根據(jù)汽車座椅骨架的整個生產(chǎn)綱領(lǐng)和本廠的生產(chǎn) 工藝要求，確定該車型焊裝夾具的自動化生平和復(fù)雜程度。 夾緊可靠，剛性適當(dāng)。夾緊時不破壞沖壓件的的定位位置和幾何形狀，以及沖壓件的表面質(zhì)量。 為了保證在焊接過程的使用安全，要設(shè)置必要的行程開關(guān)和安全裝置。 為了方便外形較大或者外形復(fù)雜的飯金 (左右側(cè)圍分總成 )取放方便，在適當(dāng)?shù)奈恢迷黾右苿訉?dǎo)向和舉升翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。 為了防止沖壓件的自身變形和夾具制造過程中的誤差，需要夾具具有一定的可調(diào)性，在夾具設(shè)計時，需要在整體坐標(biāo)的 X\Y\Z 方向上都有 3~4mm 的可調(diào)空間，以滿足實際生產(chǎn)需求。 在現(xiàn)在汽車產(chǎn)品 競爭激烈的環(huán)境下，高性價比的設(shè)備工裝是提高產(chǎn)品競爭的必備手段，所以夾具的設(shè)計和制造要做到結(jié)構(gòu)合理，成本低廉。 夾具的基本構(gòu)成 汽車焊接夾具的主要裝置有由夾具基板、定位裝置、夾緊機構(gòu)和一些輔助機構(gòu)。 l、 夾具基板 基板是焊接夾具的基礎(chǔ)元件，夾具其他部分都是建立在這個基板之上的，因地它的精度直接影響到夾具的精確性，因此對基板的工作平面有著嚴(yán)格的要求?；宓纳媳砻娑荚O(shè)有基準(zhǔn)線，用于夾具的自身測量和準(zhǔn)確定位。為了節(jié)約材料、減輕夾具重量、降低成本，在不影響夾具定位機構(gòu)和基準(zhǔn)槽的情況下，夾具基板應(yīng)盡量采用框架 結(jié)構(gòu)。 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 6 定位裝置 夾具定位裝置是用來確定焊接件的相對位置和裝配關(guān)系的，定位裝置一般有定位銷和定位面兩種，定位銷又有固定銷、氣動伸縮銷、插銷等，定位面一般根據(jù)焊接零件需要定位處的型面做成定位塊。 夾緊機構(gòu) 汽車焊接夾具的夾緊機構(gòu)是為了固定焊接零件，防止點焊時因作用力太大而導(dǎo)致的零件錯位變形。主要分為手動夾緊機構(gòu)和氣動夾緊機構(gòu)兩種，在實際生產(chǎn)中，一般配合使用手動、氣動夾緊機構(gòu)，保證正常生產(chǎn)。 輔助機構(gòu) 為了夾具能夠更加方便的用于實際生產(chǎn)過程中，有些夾具還包括 3 種輔助機 構(gòu)，如旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、反作 用焊接結(jié)構(gòu)、測量機構(gòu)等。 夾具的設(shè)計步驟 在焊接夾具設(shè)計之前，首先要了解整個的結(jié)構(gòu)特點，確定生產(chǎn)綱領(lǐng)，明確焊裝線的初步規(guī)劃，運用同步工程學(xué)的知識，先期切入到骨架數(shù)據(jù)設(shè)計階段，做好充分的工藝準(zhǔn)備工作，再結(jié)國內(nèi)外先進的夾具結(jié)構(gòu)和本公司的實際情況，規(guī)劃出夾具的總體方案。最終確定是用固定式夾具還是隨行夾具、自動化程度的高低、是否考慮多種車型共用等。 根據(jù)白車身數(shù)據(jù)及焊點規(guī)劃方案，規(guī)劃出焊接樹狀圖，規(guī)劃出整個焊裝線方案，同時結(jié)合飯金件的模具工藝方案和總裝的裝配工藝，規(guī)劃出合理的定位孔、支撐面及壓緊方 式。 根據(jù)夾具焊點規(guī)劃和焊接樹狀圖確定的焊裝線規(guī)劃，確定夾具的輔助設(shè)備 和公用動力。 焊裝夾具的整體坐標(biāo)要和設(shè)計坐標(biāo)一致，這樣就保證整個從設(shè)計到制造的基準(zhǔn)統(tǒng)一，同時考慮夾具的模塊化，系列化，包括基板的模塊化、 L 座、墊片、連接塊等，這樣即保證了精度又縮短了制造周期。 本課題研究內(nèi)容 汽車座椅骨架在焊裝過程中，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。為保證汽車座椅骨架裝配尺寸的準(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)計制造難度大。 本文針對汽車座椅骨架，構(gòu)思夾具設(shè)計方案，進行焊點規(guī)劃，焊鉗選型，夾具工沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 7 藝分析等。最終完成汽車座椅骨架焊接夾具設(shè)計。 第 2 章 焊裝結(jié)構(gòu)件的焊接工藝 汽車座椅的組成 汽車座椅一般由頭枕、靠背、調(diào)節(jié)裝置、座墊和座椅連接件等組成，汽車座椅骨架是汽車座椅的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可分為靠背骨架和座墊骨架兩部分。如下圖 所示： 圖 座椅組成圖 座椅骨架常用軋制型材（鋼管、型鋼）制成或用鋼板沖壓焊接而成，并用螺釘直接固定或通過座椅調(diào)節(jié)機構(gòu)固定在車身上。座椅行程調(diào)節(jié)裝置、靠背角度調(diào)節(jié)裝置、限位裝置等是與座椅相關(guān)的一些機械裝置。其中座椅行程調(diào)節(jié)裝置是安裝在座墊骨架和地板之間，調(diào)節(jié)座椅與地板的前后和上下位置的機械裝置?？勘辰嵌日{(diào)節(jié)裝置安裝在座墊骨架和靠背骨架之間，是用來調(diào)節(jié)座椅靠背角度的機械裝置。 焊接結(jié)構(gòu)件材料的選擇 汽車座椅骨架主要是由座墊骨架和靠背骨架組成。一般是由鋼制管材焊接制成或沖壓后焊接而成。本文選用材料 Q235 直徑 20，壁厚 的鋼管。 焊接方法及焊接工藝 焊接方法：手工電弧焊 焊接規(guī)范：焊 接電流： 120210A，電壓： 5060V，焊接預(yù)熱：無要求 沈陽工學(xué)院畢業(yè)論文 8 （ 1） 接口前應(yīng)將 坡口表面及母材 內(nèi) 、外壁的油、漆、垢 銹 等 清 理干 凈 ，直至 發(fā)出金 屬 光 澤 ， 清 理范 圍為 每 側(cè) 各 為 1015mm，對 口 間 隙 為 ～ 。 （ 2） 接口間 隙要 勻 直，禁止強力 對 口， 錯 口 值應(yīng) 小于壁厚的 10%，且不大于 1mm。 （ 3） 接口局部間 隙 過 大 時 ， 應(yīng)進 行修整， 可以 在 間 隙 內(nèi) 添加塞物。 （ 4） 接口合格后，應(yīng) 根據(jù) 接口長 度 不同點 45 點，點焊 的材料 應(yīng)與 正式施 焊 相同，點 焊長 度 1015mm，厚度 34mm。 （ 5） 打底完成后，應(yīng) 認(rèn)真檢查 打底 焊縫質(zhì) 量，確 認(rèn) 合格后再 進 行蓋面 焊 接。 （ 6） 引弧、收弧必須 在 接口內(nèi)進 行，收弧要 填滿 熔池， 將電 弧引向坡口熄弧。 （ 7） 點焊 ，如 產(chǎn) 生缺陷，必 須 用 電 磨工具磨除后，再 繼續(xù) 施 焊 ，可以重 復(fù) 熔化方法消除缺陷。 （ 8） 應(yīng) 注意接 頭 和收弧 質(zhì) 量，注意接 頭 熔合 應(yīng) 良好，收弧 時填滿 熔池。 為 保 證焊縫嚴(yán) 密性 。 （ 9） 蓋面完畢應(yīng) 及 時清 理 焊縫 表面熔 渣、飛濺。 焊接材料的選擇 焊條可選用低氫型焊條 J427 或 J507，因為低氫型焊條熔敷金屬擴散氫量少，去硫能力強，所以熔敷金屬塑性，韌性良好，抗開裂性能也良好 面向焊裝的尺寸控制方法 。 焊接缺陷及防止措施 焊前清除油污，氧化物等雜質(zhì)，焊前應(yīng)進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度應(yīng)在 150 攝氏度以上，也不宜太高，焊后要進行立即（在焊件冷卻到預(yù)熱溫度之前）進行消除應(yīng)力的熱處理，回火溫度控制在 600650 攝氏度，焊件在爐中加熱和冷卻應(yīng)平緩，減少截面厚