【正文】 設(shè)備。 在汽車廠中，焊接生產(chǎn)線相對于涂裝線和總裝線來說，剛性強，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)計可以稱得上是焊接生產(chǎn)線的“靈魂”，涉及的專業(yè)知識較多，如機械化、電控、非標設(shè)備、建筑、結(jié)構(gòu)、水道、暖通、動力、電氣、計算機、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、機械化輸送方式及控制模式等。因此，焊接工藝設(shè)計在焊接生產(chǎn)線的開發(fā)中占有舉足輕重的地位，是產(chǎn)生高性價比焊接生產(chǎn)線的關(guān) 7 鍵。 如圖 是焊裝夾具工藝設(shè)計流程 。 圖 焊裝夾具工藝設(shè)計流程 流程圖設(shè)計 圖 是焊接流程示意圖，反映得是各沖壓件、標準件及分總成件的數(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)量是評估整個項目的依據(jù)。因此流程圖的編制初稿是至關(guān)重要的。 對于只有數(shù) 模與樣車，沒有焊點分布圖的情況，應(yīng)根據(jù)樣車拆車分析工藝流程：首先對整車樣車進行整體工藝分析，確定車身組成的幾大部分，側(cè)圍、車架地板、發(fā)動機室、頂蓋及門蓋的大塊劃分范圍，然后依次拆解。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。一般而言，人工焊接時，焊接每個點需要 4～ 6s/點，具體情況依焊鉗大小、難易程度、裝件數(shù)量等而定。拆解過程中，逐次分析每個沖壓件、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，這就需要我們認真分析，從工裝工作量、方案 設(shè)計書、夾具設(shè)計實現(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。 對標準件、膠等內(nèi)容應(yīng)詳細統(tǒng)計；螺母應(yīng)區(qū)分粗牙、細牙，類型應(yīng)注明四角或圓柱型；螺柱、螺栓應(yīng)表明外徑及長度；膠應(yīng)注明類型（膨脹膠、點焊密封膠、防震膠等）、長度、寬度等。 數(shù)模 分總成組合 流程圖 夾具清單 焊點描述 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 焊點描述 對于焊點要明確出焊點的直徑，焊點與焊點間的距離，不同厚度的板材焊點的直徑也不同。一般在保證焊縫強度 和和技術(shù)要求的前提下焊點的距離應(yīng)盡可能的大些，因為在焊縫長度一定的范圍內(nèi)，焊點布置的越多，點距越小，分流越大，焊點核心尺寸減小，反而降低了焊縫的強度。 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。焊鉗型號的確定要在焊裝夾具總圖設(shè)計完成之后，根據(jù)選定的焊鉗制造商提供的實際型譜進行焊鉗型號的選擇。 焊 裝工藝卡 焊裝 工藝過程卡是焊裝線設(shè)計、制造和調(diào)試整個過程的指導(dǎo)性文件，是焊裝線全部工作的基礎(chǔ)，焊裝工藝過程卡的編制深度和質(zhì)量對焊裝線設(shè)計、制造、調(diào)試整個過程的質(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、標準件等白車身上一切部件的裝焊、裝配次序，同時要標明焊點位置、數(shù)量、焊接層數(shù)，并根據(jù)平面圖的規(guī)劃，詳細描述變壓器數(shù)量、焊鉗數(shù)量、類型。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。焊鉗型號確定、建模完成后，夾具設(shè)計時必須進行復(fù)合校核。夾具建模完成后，還要對焊接操作性行檢查，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焊點應(yīng)以不同的符號表示不同層數(shù)的焊接。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。 車身的工藝設(shè)計應(yīng)該注意的一些問題 (1)汽車車身在裝焊過程中，合理分塊非常重要，而車身總成的分塊大體相同，但往往對頭接縫處有所變化，要認真分析。分塊決定夾具的套數(shù)、工藝流程，是工藝設(shè)計的第一步。 (2)工藝設(shè)計不能只顧眼前，應(yīng)該遠近結(jié)合、滾動發(fā)展，做到近期合理、遠期可行。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。 (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械化運輸設(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)試過程中更換 5%的焊鉗是比較低的，故需要進行三維焊鉗與夾具的焊接過程動態(tài)模擬， 提高選型準確性。 (7)有條件的項目建議應(yīng)用數(shù)字化工廠軟件虛擬焊接車間，將以往設(shè)計中不宜發(fā)現(xiàn)的問題經(jīng)過計算機仿真，較早地被發(fā)現(xiàn)和解決，提高設(shè)計方案、圖紙的準確性和節(jié)拍平衡。 (8)工藝設(shè)計不能脫離生產(chǎn)管理系統(tǒng)，計算機系統(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 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。 LG1 車身總裝夾具有 3 個裝配 基準：底板、左側(cè)圍和右側(cè)圍，在它們的平面上都加工有基準槽和坐標線，定位夾緊組合單元按各自的基準槽進行裝配、檢測，最后將 3 大部分組合起來，成為一套完整的夾具。 車身焊裝夾具的定位特點 車身焊裝夾具大都以沖壓件的曲面外型、在曲面上經(jīng)過整形的平臺、拉延和壓彎成型的臺階，經(jīng)過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，很少能用標準元件。在焊裝夾具上要分別對各被焊工件進行定位，并使其不互相干涉，在設(shè)計定位元件時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。對于要求不嚴格的裝配，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。定位塊按坐標標注尺寸，不注公差。 車身焊裝夾具的夾緊特點 焊接通常在多個個工件間進行，夾緊點一般都比較多，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，當工件的重力與點焊時加壓方向一致，焊接壓力足以克服工件的彈性變形，并仍能保持準確的裝配位置與定位基準貼合，此時可以省去夾緊機構(gòu)。為減少裝卸工人的輔助時間，夾緊應(yīng)采用高效快速裝置和多點聯(lián)動機構(gòu)。作用點要作用在支承點上，只有對剛性很好的工件才允許作用在幾個支承點所組成的平面內(nèi)，以免夾緊力使工件彎曲或脫離定位基準。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)。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、氣動或液壓。 車身焊裝夾具的精度控制及設(shè)計的模塊化 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)在以下幾項中： (1)焊接夾具的定位基準與產(chǎn)品設(shè)計基準和裝配基準應(yīng)重合 這樣可以消除由于基準不同而產(chǎn)生的尺寸誤差，達到簡化裝配協(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行設(shè)計和制造，在生產(chǎn)過程中再根據(jù)實際需要的變形量對夾具進行調(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)達到設(shè)計要求 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)過夾具的調(diào)試，檢驗夾具能否保證焊接精度，對夾具與零件的協(xié)調(diào)性以及對零件之間匹配質(zhì)量進行考核。在夾具的調(diào)試過程中，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 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制變形。焊裝夾具精度標準由設(shè)計單位制定，其中規(guī)定了底板基準槽和坐線的形態(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，承制單位按要求進行檢測、判斷并進行調(diào)整，合格后就固定定位銷。隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對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 177。5μm，夾具支承面的垂直度達到 ， 平行度高達 。 車身焊裝夾具設(shè)計的模塊化 夾具元件模塊化是實現(xiàn)焊接夾具組合化的基礎(chǔ)。可以利用模塊化方法設(shè)計出系列化、標準化的夾具元件，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。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。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。同時研究焊裝夾具實例的相似性問題，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，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。 本章小結(jié) 本章對汽車車身的結(jié)構(gòu)特點及焊裝夾具原理、結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法、原則進行了的研究和探討。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)世界汽車市場的競爭走勢的夾具和制造技術(shù)的進步。汽車的車身制造質(zhì)量的控制逐漸成為國際汽車工業(yè)和學術(shù)界關(guān)注的重要課題。車身制造中的基準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。 本章通過對車身焊裝夾具的的介紹，也為車門焊裝夾具 的設(shè)計奠定了基礎(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 多個電阻電焊焊點，焊縫長達 40m以上。現(xiàn)代的汽車制造廠在焊裝自動生產(chǎn)線上，大量使用電阻焊機械手和機器人進行焊接，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 點焊 圖 和圖 為點焊 原理過程示意圖。點焊時，將待焊的兩個焊件搭接起來，置于上下銅極之間，然后施加一定的電極壓力，將兩個零件壓緊。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。由焊件本身電阻，便產(chǎn)生電阻熱，使焊件迅速加熱。因為與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，并逐漸向四周擴大形成融化核心（熔核）。當熔核尺寸達到所要求的大小時，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 對接電阻 脈沖電流 交流電流 直流電流 縫焊 凸焊 點焊 對焊 滾對焊 磁場貯能 按供電方向 按同時完成焊點數(shù) 按實行過程的特點 單點 多層 雙點 單面點焊 雙面點焊 電阻對焊 閃光對焊 按閃光特點 預(yù)熱閃光對焊 連續(xù)閃光對焊 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，而后去除壓力，焊下一個點。 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 ?？p焊時，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，利用摩擦力帶動焊件移動。普通焊縫時，滾盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)，電流斷續(xù)接通，每接通一次電流脈沖，即可形成一個焊點，這樣就可以形成一系列焊點。焊點與焊點間的間距，可以按要求進行調(diào)整，當相鄰焊點距離很小，熔核相互搭接三分之一時，則形成強固密封焊縫。 凸焊 凸焊是點焊的演變形式。凸焊時，將待焊焊件中的任何一個