【正文】 等附屬設(shè)備。 在汽車廠中，焊接生產(chǎn)線相對(duì)于涂裝線和總裝線來(lái)說(shuō)，剛性強(qiáng)，多品種車型的通用性差，每更新?lián)Q代一種車型，均需要更新車間大量專用設(shè)備和生產(chǎn)工藝。焊接工藝設(shè)計(jì)可 以稱得上是焊接生產(chǎn)線的“靈魂”，涉及的專業(yè)知識(shí)較多，如機(jī)械化、電控、非標(biāo)設(shè)備、建筑、結(jié)構(gòu)、水道、暖通、動(dòng)力、電氣、計(jì)算機(jī)、環(huán)保和通訊等，從宏觀上決定車間的工藝水平、物流、投資和預(yù)留發(fā)展，具體決定著生產(chǎn)線的工藝設(shè)備種類和數(shù)量、夾具形式、物流工位器具形式、機(jī)械化輸送方式及控制模式等。因此，焊接工藝設(shè)計(jì)在焊接生產(chǎn)線的開發(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。 如圖 是焊裝夾具工藝設(shè)計(jì)流程 。 圖 焊裝夾具工藝設(shè)計(jì)流程 流程 圖設(shè)計(jì) 圖 是焊接流程示意圖，反映得是各沖壓件、標(biāo)準(zhǔn)件及分總成件的數(shù)量、 裝焊次序及流向，是布置工藝平面圖的主要依據(jù)，也是編制工藝卡的重要基礎(chǔ)，它所反映的夾具數(shù)量是評(píng)估整個(gè)項(xiàng)目的依據(jù)。因此流程圖的編制初稿是至關(guān)重要的。 對(duì)于只有數(shù)模與樣車，沒(méi)有焊點(diǎn)分布圖的情況，應(yīng)根據(jù)樣車拆車分析工藝流程：首先對(duì)整車樣車進(jìn)行整體工藝分析，確定車身組成的幾大部分，側(cè)圍、車架地板、發(fā)動(dòng)機(jī)室、頂蓋及門蓋的大塊劃分范圍，然后依次拆解。樣車拆解過(guò)程中，根據(jù)焊點(diǎn)數(shù)量，由節(jié)拍計(jì)算工位數(shù)量。一般而言，人工焊接時(shí)，焊接每個(gè)點(diǎn)需要 4～ 6s/點(diǎn) ，具體情況依焊鉗大小、難易程度、裝件數(shù)量等而定。拆解過(guò)程中，逐次分析每個(gè)沖壓件、分總成件的裝焊次序。一般而言，沖壓件從產(chǎn)品開發(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、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。從焊接工作內(nèi)容上，原則上點(diǎn)焊與弧焊應(yīng)分別在不同工位上進(jìn)行，除非弧焊或點(diǎn)焊工作量小，并應(yīng)在夾具方案設(shè)計(jì)書中提出弧焊防護(hù)裝置。 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件、膠等內(nèi)容應(yīng)詳細(xì)統(tǒng)計(jì)；螺母應(yīng)區(qū)分粗牙、細(xì)牙，類型應(yīng)注明四角或圓柱型；螺柱、螺 栓應(yīng)表明外徑及長(zhǎng)度；膠應(yīng)注明類型（膨脹膠、點(diǎn)焊密封膠、防震膠等）、長(zhǎng)度、寬度等。 數(shù)模 分總成組合 流程圖 夾具清單 焊點(diǎn)描述 樣車 產(chǎn)品圖 工件擺放姿態(tài) 焊鉗選型、建模 夾具建模完成 焊接操作檢查 修改焊鉗模型 編制焊裝工藝卡 繪制車身爆炸圖 確定焊裝次序 修改焊裝工藝卡 8 圖 焊接流程圖 焊點(diǎn)描述 對(duì)于焊點(diǎn)要明確出焊點(diǎn)的直徑，焊點(diǎn)與焊點(diǎn)間的距離，不同厚度的板材焊點(diǎn)的直徑也不同。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。 焊鉗的選型 焊點(diǎn)分組工作完成后即可進(jìn)行焊鉗選型，確定焊點(diǎn)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(diǎn)位置和操作位置確定。焊鉗型號(hào)的確定要在焊裝夾具總圖設(shè)計(jì)完成之后，根據(jù)選定的焊鉗制造商提供的實(shí)際型譜進(jìn)行焊鉗型號(hào)的選擇。 焊 裝工藝卡 焊裝工藝過(guò)程卡是焊裝線設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試整個(gè)過(guò)程的指導(dǎo)性文件，是焊裝線全部工作的基礎(chǔ)，焊裝工藝過(guò)程卡的編制深度和質(zhì)量對(duì)焊裝線設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試整個(gè)過(guò)程的質(zhì)量甚至成敗起決定性作用。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。焊鉗選型時(shí)，喉深與喉寬除考慮焊接部位外，還應(yīng)對(duì)周圍干涉物、可預(yù)見(jiàn)的夾具干涉及焊鉗本身的 9 吊環(huán)、氣缸、轉(zhuǎn)盤等進(jìn)行考慮。焊鉗型號(hào)確定、建模完成后，夾具設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行復(fù)合校核。夾具建模完成后，還要對(duì)焊接操作性行檢查，并相應(yīng)修改焊鉗模型與工藝卡內(nèi)容。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。工藝卡還要對(duì)每一動(dòng)作計(jì)算時(shí)間，以驗(yàn)證是否滿足節(jié)拍要求。 車身的工藝設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的一些問(wèn)題 (1)汽車車身在裝焊過(guò)程中，合理分塊非常重 要，而車身總成的分塊大體相同，但往往對(duì)頭接縫處有所變化，要認(rèn)真分析。分塊決定夾具的套數(shù)、工藝流程，是工藝設(shè)計(jì)的第一步。 (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。要充分考慮混線生產(chǎn)的可能性，在夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書和工藝設(shè)備選型上盡可能柔性化。 (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；靈活布局車間內(nèi)的各條生產(chǎn)線，使各生產(chǎn)線之間工件輸送及與其他車間的銜接盡量短捷、順暢，提高生產(chǎn)效率。 (4)生產(chǎn)線的布置要考慮空中機(jī)械化運(yùn)輸設(shè)備和水、電、氣管線布置流暢。 (5)小件生產(chǎn)盡量集中布置，提高設(shè)備利用率。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。 (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。 (7)有條件的項(xiàng)目建議應(yīng)用數(shù)字化工廠軟件虛擬焊接車間，將以往設(shè)計(jì)中不宜發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)仿真，較早地被發(fā)現(xiàn)和解決，提高設(shè)計(jì)方案、圖紙的準(zhǔn)確性和節(jié)拍平衡。 (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)書明確功能及 接口條件。 車身焊裝夾具的結(jié)構(gòu)、定位及夾緊的特點(diǎn) 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。 LG1 車身總裝夾具有 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。 車身焊裝夾具的定位特點(diǎn) 車身焊裝夾具大都以沖壓件的曲面外型、在曲面上經(jīng)過(guò)整形的平臺(tái)、拉延和壓彎成型的臺(tái)階，經(jīng)過(guò) 修邊的窗口和外部邊緣、裝配用孔和工藝孔定位，這就在很大程度 10 上決定了它的定位元件形狀比較特殊，很少能用標(biāo)準(zhǔn)元件。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。有的工件焊接成封閉體，無(wú)法設(shè)置定位支承，可要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)沖平臺(tái)、翻邊作為定位控制點(diǎn)。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。在焊裝夾具上，板狀定位較多，定位板一般用 Q235A、45 號(hào)鋼板等材料，根據(jù)產(chǎn)量不同，板厚為 1 1 24mm 三 種。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。定位塊按坐標(biāo)標(biāo)注尺寸，不注公差。 車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)。為減少裝卸工人的輔助時(shí)間，夾緊應(yīng)采用高效快速裝置和多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。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)。夾緊力主要用于保持工件裝配的相對(duì)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(duì)于 ，貼合間隙不大于 ，每個(gè)夾緊點(diǎn)的夾緊力一般在 300750N 范圍內(nèi)；對(duì)于 之間的沖壓件，貼合間隙不大于 ,每個(gè)夾緊點(diǎn)的夾緊力在 5003000N 范圍內(nèi)。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。 車身焊裝夾具的精度控制及設(shè)計(jì)的模塊化 車身焊裝夾具的精度控制 車身焊接夾具是如何保證車身焊接精度的重要因素，體現(xiàn)在以下幾項(xiàng)中： (1)焊接夾具的定位基準(zhǔn)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)應(yīng)重合 這樣可以消除由于基準(zhǔn)不同而產(chǎn)生的尺寸誤差，達(dá)到簡(jiǎn)化裝配協(xié)調(diào)關(guān)系，提高焊接夾具的裝配精度。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。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。 (2)夾具制造精度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求 由于車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。在夾具的調(diào)試過(guò)程中，凡是發(fā)現(xiàn)影響到車身的后續(xù)焊接、整車裝配、整車外觀質(zhì)量及度，應(yīng)分析是否會(huì) 11 影響車身匹配誤差。 (3)車身匹配的相關(guān)零件尺寸應(yīng)保證 特別是一些車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。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(qiáng)制變形。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。隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá) 177。5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到 ， 平行度高達(dá) 。 車身焊裝夾具設(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)?？梢岳媚K化方法設(shè)計(jì)出系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的夾具元件，然后快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的新基點(diǎn)。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。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用 CAD 技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶用三維實(shí)體組裝夾具。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)。 本章小結(jié) 本章對(duì)汽車車身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及焊裝夾具原理、結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法、原則進(jìn)行了的研究和探討。所有的工作都是為了保證最后車身精度能夠得到保證。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(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)走勢(shì)的夾具和制造技術(shù)的進(jìn)步。汽車的車身制造質(zhì)量的控制逐漸成為國(guó)際汽車工業(yè)和學(xué)術(shù)界關(guān)注的重要課題。車身制造中的基準(zhǔn)的選擇及焊裝夾具的結(jié)構(gòu)及精度是，保證車身精度關(guān)鍵中的關(guān)鍵。 本章通過(guò)對(duì)車身焊裝夾具的的介紹，也為車門焊裝夾具的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 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(gè)電阻電焊焊點(diǎn)，焊縫長(zhǎng)達(dá) 40m以上?，F(xiàn)代的汽車制造廠在焊裝自動(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 制 造廠中使用最廣 。 圖 電阻焊的分類 點(diǎn)焊 圖 和圖 為點(diǎn)焊原理過(guò)程示意圖。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。再閉合開關(guān) K，接通焊接變壓器，變壓器次級(jí)電流經(jīng)焊機(jī)機(jī)臂、電極，流經(jīng)被焊件。由焊件本身電阻，便產(chǎn)生電阻熱，使焊件迅速加熱。因?yàn)榕c焊件接觸的電極是由導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能良好的銅合金制 成的，且其內(nèi)部有循環(huán)的冷卻水進(jìn)行冷卻，故與電極直接接觸的焊件表面散熱條件好，溫度難以升高，而焊件與焊件間的接觸表面加熱到融化溫度，并逐漸向四周擴(kuò)大形成融化核心（熔核）。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)。 1 變壓器 2 電極 3 板件 4 熔化核心 圖 點(diǎn) 焊原理圖 圖 點(diǎn)焊過(guò)程循環(huán)圖 （ a）加壓 （ b）通電 （ c）斷電 （ d）退壓 圖 點(diǎn)焊的焊接過(guò)程 縫焊 縫焊又稱滾焊，它是 點(diǎn)焊發(fā)展而來(lái)的，就焊點(diǎn)形成的本質(zhì)來(lái)說(shuō)，與點(diǎn)焊基本相同，圖 為縫焊過(guò)程的原理示意圖。縫焊時(shí)，與焊件直接接觸的電極，采用圓柱形的滾 14 盤。 滾盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用摩擦力帶動(dòng)焊件移動(dòng)。普通焊縫時(shí)，滾盤連續(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)。焊點(diǎn)與焊點(diǎn)間的間距，可以按要求進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)相鄰焊點(diǎn)距離很小，熔核相互搭接三分之一時(shí)，則形成 強(qiáng)固密封焊縫。 凸焊 凸焊是點(diǎn)焊的演變形式。凸焊時(shí)，將待焊焊件中的