RH06左车门总成补焊夹具(毕业设计).doc

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1、xxxxxxxx本科毕业设计说明书RH06 左车门总成补焊夹具RH06 Door Panels left Welding fixture性 质: 毕业设计 毕业论文教 学 院： 机电工程学院系 别：机械设计制造及其自动化学生学号：xxxxxxx学生姓名：xxxxxx专业班级：机自xxxx指导教师：xxxxxx职 称：副教授起止日期：2013.4.12013.6.10吉 林 化 工 学 院Jilin Institute of Chemical Technology摘 要科技的高速发展，生活节奏的加快，道路的畅通，等等各方面的因素为汽车的发展和普及创造了可能。随之而来的就是汽车的品质的好坏直接影响

2、汽车的销量，今天的汽车行业，一款好的造型更会加重汽车价值的砝码，更加吸引消费者的眼球，然而一款好的造型到成为一款好车，白车身的加工生产线就起了很大的比重。白车身的焊接的好坏就至关重要，这就要依靠汽车的焊装夹具和好的工艺做保障 ，焊装夹具的设计是否合理直接影响生产线的节拍和车身焊装质量，这就对夹具的设计者的专业素质和水平提出了新的要求，如果夹具制造企业中间机械式的设计人员对焊装夹具的设计原则的不清就会影响到最终的车身质量。本文针对RH06左车门总成补焊夹具的具体设计，简介焊装生产系统的工艺流程；分析了焊装夹具的设计原理，与气动设计。最后本文提出了设计不足与对汽车焊装行业发展的预测。关键词：焊接夹

3、具；车身； 设计；方法AbstractTechnology of rapid development, accelerate the pace of life, road unblocked, etc all aspects of factors for the development and popularization of car created the possibility.Following is the car will have a direct impact on the quality of the sales of cars, todays automobile indu

4、stry, in good shape can accentuate more car value of Jordan farmar, more attractive to consumers of a good eye, however, to become a paragraph of modelling of car body in white processing production line, and there was a large proportion. The welding quality white body it is crucial, it will depend

5、on automobile welding-installation fixtures and good process to ensure welding assembling fixture design, production line is reasonable directly affect the tempo, and body welding quality, this to the jig designers professional quality and level, if puts forward new requirements for manufacturing en

6、terprise of fixture design personnel to middle mechanical design principle of the welding assembling fixture the not clear will affect the final body quality.This paper about RH06 Door Panels left Welding fixture welding-installation fixtures, the specific design introduction of technological proces

7、s of welding assembling production systems;Analyzed the principle of design, welding assembling fixture with pneumatic design. Finally, this paper puts forward design deficiencies and for car welding industry forecasts.Key Words: Welding jig; Automobile body; design; Methods目 录摘 要IIABSTRACTIII第1章 绪论

8、1 1.1课题的来源及意义1 1.2 汽车焊装夹具的设计1 1.2.1车身焊装夹具的结构特点2 1.2.2车身焊装夹具的定位特点2 1.2.3车身焊装夹具的夹紧特点3 1.2.4焊接夹具的精度控制4 1.3 汽车焊装夹具计算机辅助设计的可行性和趋势5第2章 焊接工艺分析在夹具设计中影响6 2.1焊装夹具的基本概念6 2.2焊接夹具的基本作用与要求6 2.2.1 焊装夹具的基本作用6 2.2.2 对焊装夹具的基本要求7 2.2.3 焊装工装的特殊性7 2.3焊装线发展过程及目前的现状7 2.4生产纲领对焊装夹具设计的影响8 2.5焊点工艺分布对焊接夹具设计的影响8 2.6焊装夹具的组成10 2.

9、7本章小结14第3章 夹具的主要设计流程及参数15 3.1 目前焊接夹具的一般设计流程15 3.2一套完整夹具包含的内容和主要的定位方式16 3.2.1焊装夹具组成16 3.3 夹具零件目前的行业标准化建库18 3.3.1基板19 3.3.2 L板及H腿19 3.3.3定位块及压头标准20 3.3.4夹紧臂21 3.3.5 垫片21 3.3.6定位销22 3.3.7 螺钉与基准销23第4章 汽车焊装夹具计算机辅助设计24 4.1焊装夹具计算机辅助设计总体控制方案24 4.2焊装夹具定位可靠性设计方法25 4.2.1“N-2-1”定位原理25 4.2.2夹具定位点优化设计算法26 4.3焊装夹具

10、结构计算机辅助设计27 4.3.1定位元件标准化设计28 4.3.2夹紧元件标准化设计29 4.4焊装夹具计算机辅助设计方案评价30 4.5本章小结32 5.1车门焊装技术与发展现状33 5.2车门焊装偏差分析的研究现状33 5.3车门焊装工艺分析34第6章 气压传动36 6.1气缸选择36 6.2气路操作图38 6.3气路原理图39第7章 结论与展望40 7.1总结40 7.2对后续研究工作的展望42第8章 参考文献43致 谢44第1章 绪论1.1课题的来源及意义汽车自19世纪末诞生至今100余年期间，汽车工业从无到有，以惊人的速度发展，写下了人类近代文明史的重要篇章。汽车是数量最多、普及最

11、广、活动范围最广泛、运输量最大的重要的现代化陆地交通工具。目前，全世界有几亿辆汽车在陆地上行驶，并且一每年几千万辆的速度增长。可以断言，没有哪种机械产品想汽车那样对人类社会产生如此广泛而深远的影响。在漫长的历史岁月中，车辆一直是由人力或畜力驱动，直至18世纪发明了动力机械后，才出现了机动车。汽车是重要的交通运输工具，是科学技术发展水平的标志。汽车工业在世界制造业的进步中起着重要的作用，其实力足以左右整个国民经济的动向。可以断言，没有那个国民经济部门完全与汽车无关。汽车工业的发展无疑会促使各行各业的繁荣兴旺，带动整个国民经济的发展。从汽车开始大批生产至20世纪30年代末，被称为汽车技术发展的黄金

12、时代。那时，汽车已成为社会生活中不可缺少的交通工具。由于汽车速度提高，道路建设亦渐趋完善。社会对汽车的大量需求，使汽车结构、性能和制造工艺的改进和各项研究蓬勃发展。同时，汽车工业在现代工业体系中具有一种龙头的地位，它可以构成一种重要的产业增长极，带动一大批相关产业的发展。在国家的经济结构调整发展的过程中，受到国家和地方政府的极大关注，我国许多省市都希望或曾经希望将汽车产业作为支柱产业加以发展。汽车车身是汽车的重要组成部分，是整个汽车零部件的载体，它的重量和制造成本占整车的40%-60%，他通常是由300-500多个具有空间曲面的薄板冲压。通过装焊、铆接和机械连接等方法而构成一个完整的车体。其中

13、焊接是最主要的连接方法，它直接影响着车身质量、生产率和经济性。在生产线上有200个左右的装配工作站进行大批量、快节奏的焊装生产。焊装夹具就是为保证焊件尺寸，提高装配效率，防止焊接变形所采用的工艺装备。汽车焊装结构生产中装配和焊接是两个重要的生产环节，完成这两个环节的工艺过程离不开装配夹具和焊装夹具。1.2 汽车焊装夹具的设计汽车车身大多是通过装配焊接而成的。在现代汽车工业中,已广泛采用机械化、自动化的工艺手段进行汽车车身的焊装。汽车焊装夹具的设计制造是实施车身焊装工艺的重要装备之一。在人工装焊过程中,由于个人很难始终如一地保持焊装零件的准确位置,在焊接热的作用下,焊接后的产品一般都会发生变形,

14、从而很难保证总装后的技术要求。而采用焊装夹具可以精确地对装配零件进行定位和牢固地夹紧,不仅可以保证装配零件的相对位置,而且在焊接过程中使零件的变形受到一定的限制,从而大大地减小焊接变形。因此,汽车车身焊装夹具的使用不仅是保证和提高产品质量的重要手段,同时也是提高劳动生产率、改善劳动条件、降低产品成本的有效途径。1.2.1车身焊装夹具的结构特点 车身焊装夹具体积庞大，结构复杂，为了便于制造、装配、检测和维修，必须对夹具结构进行分解，否则，无法进行测量。车身总装夹具有3个装配基准：底板、左侧围和右侧围，在它们的平面上都加工有基准槽和坐标线，定位夹紧组合单元按各自的基准槽进行装配、检测，最后将3大部

15、分组合起来，成为一套完整的夹具。 如图1-1所示。图1-11.2.2车身焊装夹具的定位特点 车身焊装夹具大都以冲压件的曲面外型、在曲面上经过整形的平台、拉延和压弯成型的台阶，经过修边的窗口和外部边缘、装配用孔和工艺孔定位，这就在很大程度上决定了它的定位元件形状比较特殊，很少能用标准元件。焊接夹具上要分别对各被焊工件进行定位，并使其不互相干涉，在设计定位元件时要充分利用工件装配的相互依赖关系作为自然的定位支承。有的工件焊接成封闭体，无法设置定位支承，可要求产品设计时预冲平台、翻边作为定位控制点，总之，对于要求不严格的装配，尽量不使用焊接夹具。车身焊装夹具上，板状定位较多，定位板一般用A3、A5号

16、钢板，厚度为12-20mm。定位块间距既要保证定位精度，又要保证焊钳伸入的方便性。定位件按坐标标注尺寸，不注公差。如图1-2所示。 图1-21.2.3车身焊装夹具的夹紧特点 车身冲压件装配后，多使用电阻焊接，工件不受扭转力矩，当工件的重力与点焊时加压方向一致，焊接压力足以克服工件的弹性变形，并仍能保持准确的装配位置与定位基准贴合，此时可以省去夹紧机构。 焊接通常在两个工件间进行，夹紧点一般都比较多，电阻焊是一种高效焊接工艺，为减少装卸工人的辅助时间，夹紧应采用高效快速装置和多点联动机构。 对于薄板冲压件，夹紧力作用点应作用在支承点上，只有对刚性很好的工作才允许作用在几个支承点所组成的平面内，以

17、免夹紧力使工件弯曲或脱离定位基准。夹紧力主要用于保持工件装配的相对位置，克服工件的弹性变形，使其与定位支承或导电电极贴合，对于1.2mm厚度以下的钢板，贴合间隙不大于0.8mm，每个夹紧点的夹紧力一般在300-750N.范围内；对于1.5-2.5mm之间的冲压件，贴合间隙不大于1.5mm每个夹紧点的夹紧力在500-3000N.范围内。 夹紧器按照夹紧方向有平面、垂直、45度夹紧器；按照操作方式有螺栓夹紧、快速夹紧、手柄螺旋夹紧；还有手工、气动或液压。其中带补偿的螺旋夹紧器最为常用。这种夹紧器在悬臂中增加了弹性伸缩，抵消夹紧时的侧向分力，以补偿夹具本身的变形和插入过程中的间隙，保证夹紧力与受力面

18、垂直。夹紧头部一般由碳钢、不锈钢、尼龙材料制成，以适合不同的工件要求。如果配备两点、三点夹紧桥，可以同时夹紧不同高度的两个位置的工件。另外也可以按照夹紧的型面加工特殊的夹紧头。图1-31.2.4焊接夹具的精度控制 焊接夹具精度标准由设计单位制定，其中规定了底板基准槽和坐线的形态和精度要求；定位销和其他定位支承件的尺寸和形位公差要求，承制单位按要求进行检测、判断并进行调整，合格后就固定定位销。随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达0.01mm/5um，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/5

19、00mm。德国demmeler(戴美乐),公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5um以内；夹具重复安装的定位精度高达5um；瑞士EROEA柔性夹具的重复定位精度高达2-5um。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 1.3 汽车焊装夹具计算机辅助设计的可行性和趋势汽车焊装夹具有5大类200多种，通常由支座、定位板、压板、销轴、夹紧器及限位块等组成。支座是夹具的基础单元，它将夹具固定在焊装线的基座上面，其精度

20、直接影响夹具的准确性。定位板是夹具的核心单元之一，起支撑定位的作用。定位板的制造精度直接影响焊件的焊装精度和互换性。随着焊装线精度和自动化程度的提高，定位板大都采用定位型面与焊件(汽车钣金件)型面相同的定位方式，即定位板定位面直接由焊件型面的设计数值采用NC加工而成。压板使焊件的定位基准与定位板紧密接触，保持焊接过程中焊件位置不发生变动。限位块限制压板的压紧程度，保护焊件不因压板压紧力过大而变形。支座和基座、定位板和支座之间采用螺钉联接，通过定位销保证安装的位置精度。汽车焊装夹具结构具有以下几个特点：可以采用大量的标准化元件。为适应汽车改型快、研制周期短的发展要求，在进行夹具的具体结构设计时应

21、尽可能采用标准化元件。在焊装生产线的设计中，大量系列化的标准件的使用，可极大缩短生产线的设计与制造周期。目前汽车工业发达国家(如美国、日本、韩国、欧盟各国)的汽车发展速度之所以快，最重要的原因就是大量系列化标准件的使用，当一种新的车型定型后，其生产线的设计与制造，几乎是大量标准件与外购件的堆砌与组合，其中夹具设计的系列化、通用化、标准化达到75%，焊接工具达95%，需要设计的部分，仅是与产品相关的专用部件。为了提高效率、降低成本，并减少不必要的浪费，建立一套统一的汽车焊装线设计标准体系具有重要的意义。根据焊装夹具的结构性质，夹具支座、限位块、销轴等均可按一定的尺寸规格设计成系列的标准件。一般，

22、定位板、压扳厚度取16mm，压板连接板厚度9mm，销轴直径12h7。基准销孔到车线的尺寸公差为0.1mm，同一板上的定位销孔间的尺寸公差为0.02mm。在夹具设计时，根据实际尺寸需要在标准库中调用标准图库即可。这些标准件可先组织人员进行加工，按规格存库以备装配选用。老线改造时，原标准件仍可继续使用。在整个汽车焊装生产线夹具的设计中，通用相似零部件的使用非常多，设计时只需选用若干个通用元部件任意组合成一个独立的定位夹紧单元，再由若干个功能和辅助装置组合成一套完整的焊接夹具。由此可见，汽车焊装夹具的特点决定了焊装夹具进行计算机辅助设计的可行性。第2章 焊接工艺分析在夹具设计中影响2.1焊装夹具的基

23、本概念把冲压件在一定工艺装备中定形、定位并夹紧，组合成车身组件、合件、分总成及总成，同时利用焊接的方法使其形成整体的过程称为装焊过程。焊装过程中所使用的夹具称为焊装夹具。如图2-1所示。图2-12.2焊接夹具的基本作用与要求装配焊接是车身制造中的重要环节之一，它直接影响车身质量、生产率和经济性，提高装配精度和焊接质量是车身制造的核心工作。焊装夹具就是为了保证车身的装配精度、提高生产率。2.2.1 焊装夹具的基本作用（1）给车身的部件定位、夹紧，保证装配精度。（2）保证焊接工艺能正常进行。（如焊接变位机），保证装焊质量。（3）减轻劳动强度，提高劳动生产率，改善劳动条件，降低产品成本。2.2.2

24、对焊装夹具的基本要求（1）保证产品的形状和尺寸精度符合图纸和技术条件要求。这是夹具设计的首要问题。在装配时，夹具必须使被装配的零件或部件获得正确的位置和可靠的夹紧，并且在焊接时它能够防止和减少焊件产生变形。（2）保证焊接工艺能顺利进行，夹具结构应开敞，工人操作方便，焊接设备容易接近工作位置，必要时可在夹具上切去影响开敞性的部分，以改善夹具的开敞性。（3）保证有良好的可操作性，降低劳动强度，提高生产效率。（4）尽量低的制造成本，为此所设计的夹具结构应尽量简单，制造和维修应容易，应尽量采用标准化夹具元件，对易损件便于更换。尽量少用可拆卸的活动夹具元件。2.2.3 焊装工装的特殊性(1)被装焊零件多

25、为钣金冲压件(弹性件)， 故而零件尺寸的稳定性受材质与冲压工艺等因素影响较大。(2)主要零件多为形状不规则的曲面件，故用三维坐标来描述尺寸关系。(3)被装焊零件焊接工艺方法主要为电阻点焊、MAG焊、少量电阻缝焊，T形接头采用电阻凸焊或螺柱焊，近1O余年来发展了薄板激光焊代替点焊、缝焊、MAG焊，还有用CuSi3焊丝的MIG铜钎焊(尤其对镀锌板结构)。(4)装焊夹具多为过定位设计、结构也较繁杂，夹具上的定位元件既有“压紧一定位” 的功能， 又有校验零件尺寸的功能，并通过压紧使零件适度变形到位， 起到校正尺寸的功能。(5)定位、夹紧单元都为二维或三维方向可调整，以适应钣金冲压件批量的不稳定尺寸变化

26、。2.3焊装线发展过程及目前的现状焊装线发展经过四个阶段，即手工操作阶段、半自动化阶段、自动化阶段、柔性化阶段。随着焊装线的发展，焊装机器人大量应用，焊装线的自动化、柔性化程度日益加深，并且有向智能化发展的趋势5。（1）手工操作阶段随着汽车的发明及开始商品化，相应的工装设备也被需求，由于批量和技术原因，设备简陋，主要为手工操作阶段。（2）半自动化阶段技术的提高和批量的增大，对工装设备的要求也随之提高，为保证生产时间和减轻劳动强度，在关键位置及繁重劳动位置采用自动化。 （3）自动化阶段对汽车的需求和质量的要求越来越高，为了满足这种市场要求，汽车生产进入自动化阶段。（4）柔性化阶段随消费者对汽车品

27、味要求的不同，多品种小批量的生产越来越成为汽车生产的主流，因此对工装设备的柔性要求越来越高，焊装线的柔性表现在两个方面：全面柔性，即能生产各种不同规格的车；替换柔性，即生产线上的某一部分出现故障，只要降低生产仍可工作。车身焊装夹具种类繁多，根据对象不同有小型装焊夹具、分总成装焊夹具、总成装焊夹具等；根据工作位置是否变化有固定式装焊夹具和移动式装焊夹具等。汽车车身装焊夹具的设计是一项涉及面很广的综合性技术，在设计时首先要确定生产纲领、投资额度及车间厂房结构、面积等；掌握产品结构，熟悉产品技术条件要求，明确夹具设计技术标准，通晓工艺要求。只有做到上述内容，才能对焊接夹具进行全方位的设计，才能设计出

28、满足工艺要求的装焊夹具，才能保证车身整体骨骼精度及各项功能。2.4生产纲领对焊装夹具设计的影响年生产纲领决定了夹具的设计节拍，工位的生产节拍由夹具动作时间、装配时间、焊接时间、搬运时间等组成。以东风小康焊装线为例：生产纲领：1万台/年工作制度：两班制，全年工作244天，每班工作时间8小时。生产节拍：T21分/台（T=244天*2班*8小时*60分/10000辆*0.9=21）生产节拍：T=夹具动作时间+工作时间（装配时间+焊接时间+搬运时间） 由上述时间我们不难看出生产纲领决定了生产节拍，而夹具的自动化水平将很大程度上影响到生产纲领。因此，我们在对夹具设计时，必须考虑生产纲领来设计夹具，保证能

29、够在生产节拍内完成该夹具上所有作业内容。2.5焊点工艺分布对焊接夹具设计的影响在夹具设计的时候，需要重点考虑的一个问题就是焊点工艺分布，考虑焊接夹具的可操作性，夹具不能与焊机焊接有干涉，因此在夹具设计过程中，在三维数模中，用焊钳模拟在夹具平台上焊接过程。图2-2示。图2-2微型车车门焊点方向复杂，所以应当选用较为合适的焊钳极臂。 在保证接头强度和技术要求的前提下应尽可能减小搭边宽度，以减轻结构重量。为保证焊点质量，对焊点中心离边板最小尺寸要求，可参考表2-1。表2-1 焊接结构钢时焊点中心到板边的距离一个焊件厚度/mm12346焊点中心到板边最小距离/mm812182530车门本体通常是由外板

30、总成和内 板总成，经过涂胶、包边、焊接、胶合固化等工艺装配而成，这样不但可以提 高车门的强度，而且还可以获得较高的精度。在生产过程中，车门外板、车门 内板和各种加强板首先由各种不同厚度的薄钢板冲压成形，然后车门外板和车 门内板分别与各种加强板焊接装配而成外板总成和内板总成，其中外板总成一 般由外板和外板加强板等零件焊接而成；内板总成一般由内板、内板加强板、 门锁加强板、铰链加强板、玻璃导轨、防撞梁等零件焊接而成。表2.2 焊接结构钢时的点距一个焊件的厚度/mm12346焊二层板的最小点距/mm15253040602.6焊装夹具的组成汽车焊接夹具通常由夹具地板、定位装置、夹紧机构、测量系统及辅助

31、系统等五大部分组成。夹具地板夹具地板是焊接夹具的基础元件，它的精度直接影响定位机构的准确性，因此对工作平面的平面度和表面粗糙度均有严格的要求。夹具自身测量装置的基准是建立在夹具地板上，因此在设计夹具地板时，应留有足够的位置来设立测量装置的基准槽，以满足实际测量的需要。另外，在不影响定位机构装配和定位槽建立的情况下，应尽可能采用框架结构，这样可以节约材料、减轻夹具自重，这一点对流水线上的随行夹具尤为重要。定位装置定位装置中的零部件通常有固定销、插销、挡铁、V型块，以及根据焊件实际形状确定的定位块等。1)因焊接夹具使用频率极高，所以定位元件应具有足够的刚性和硬度，以保证在更换修整期的精度。2)为便

32、于调整和更换主要定位元件及使夹具具备柔性的混型功能，定位机构应尽可能设计成组合可调式的。3)标准化设计。因汽车结构区别较大，尤其是重、中、轻、微型车，所以应根据车型分别指定汽车焊接夹具标准，以适应不同车型的需要。4)定位元件可选用厚度为16mm、18mm、20mm三种尺寸的钢板，统一备料。另外，定位元件的热处理应在夹具调试合格后进行，但应准确记录更改数据，并相应修整夹具资料，使之符合调试合格状况，为今后制造提供准确资料。夹紧机构汽车焊接夹具的夹紧机构以快速夹紧机构和气动夹紧机构为主。快速夹紧机构具有以下优点：1)结构简单、动作迅速，从自由状态到夹紧仅需几秒钟，符合大批量生产需要。2)快速夹紧器

33、根据需要可几个串联或并联在一起使用，达到二次夹紧或多点夹紧的目的。另外对定位精度较低的焊件能实现夹紧和定位同时进行，消除了专用定位元件。它还能通过转换其机构组成发挥更多作用，应用范围较广。3)配以螺纹调节压块，可纠正焊件变形，保证焊点搭边能紧密配合，不产生脱焊、虚焊现象，提高焊接质量。4)同气缸配套使用，可实现手动、气动混用，保证了流水线正常运行。辅助机构辅助机构在焊接过程中发挥着重要作用。下面介绍三种常用辅助机构。旋转系统在夹具地板和夹具支撑中布置如图3所示的旋转系统，可使夹具体在平面上做360度旋转（为使转动灵活轻巧还配备有滚动轴承）。这样的系统可解决或克服焊机少的缺陷，因为当焊机不动，电

34、缆长度有限时，转动夹具可使焊点移动到焊钳的工作区域进行焊接，使焊接工作方便轻松地进行，保证焊接质量。另外，为保证夹具在装夹、拆卸时能处于稳定工况，还应设计止动装置。图2-3 旋转系统示意图2)翻转机构如图2-4所示，当焊点处于中间位置时，如果用X型焊钳进行点焊，则焊钳无法伸进，喉深也不够，难以焊接；若用C型焊钳，如果夹具平放，虽能焊接，但工人的劳动强度大。所以设计夹具时，可将其设计成可翻转夹具，使焊件能向两边翻转90度，焊件平面处于竖直位置，这样工人只要将焊枪处于水平位置便可焊接，大大降低了劳动强度。在设计翻转夹具时需要设计止动机构，以防止夹具自动回复原位造成事故。图2-4 需翻转焊接总成3)

35、反作用焊接机构在微型车和轿车底版部位的焊接总成中，如图5所示的中间位置焊点，是普通X型焊和C型焊无法焊接的，一般是采用反作用点焊进行焊接。在使用反作用点焊时，夹具中心需配置有反作用焊臂（见图2-5），反作用焊臂应具有一定的稳定性和刚性，在装夹焊件和取出焊件时，反作用焊臂应能旋转让位。图2-5 反作用焊臂系统测量机构利用夹具本身设计测量机构是提高夹具设计和制造精度的重要措施。在传统的夹具设计中，夹具合格的标准是利用实际冲压件进行装配组合来检验的，但由于冲压件不可能十分准确，部件总成更有累计误差，所以车身焊接总成的精度必然不高，很难达到设计要求。有不少厂家使用三坐标测量仪进行检验，可它对一些结构复

36、杂的定位元件仍然无法测量。通过实践证明，利用夹具自身测量机构与三坐标测量仪配合使用，可大大提高焊接夹具的精度。1.测量机构组成（1）基准面和基准槽。测量机构的基准面为夹具地板的工作表面；基准槽是在夹具地板上设计两条相互垂直的十字交叉槽，其结构如图2-6。槽子的位置可由实际需要确定。图2-6 测量基准体系（2）测量器具。测量器除常规量具、三坐标测量仪外，还需设计专用量块和方箱（如图2-7）图2-7 测量示意图2.实际测量时应注意的问题（1）定位元件的倒角应在测量、调试合格后进行加工，即保留测量点；（2）测量器使用要得当，防止人为误差造成的假象。若能使用三坐标测量仪时，可进行对比检查。车身焊装生产

37、现代化是直接体现了汽车生产制造水平的先进性，随着汽车工业的发展，当代汽车，特别是小型轿车发展速度非常快，汽车性能越来越好，无论是汽车外表和内饰系统要求也越来越岗，生产批量和生产效率增长迅速，市场竞争更加激烈。因而要求汽车装焊技术发展与之相适应。国内目前较好水平差距甚远，尤其是车身的焊装还较落后，必须要求尽快的实现生产组织集团化，管理科学化，焊装夹具专业化，装焊生产线机械化和自动化才能保证车身的焊装质量和生产数量。尽快使我国的汽车生产水平赶上发达国家的先进水平，使我国的汽车工业与国际市场接轨。2.7本章小结只要充分建立了车身装焊夹具的标准件库与模块化功能单元库，在确定了夹具上载零部件数与姿态位置

38、后，编制出一种“设计师”软件，对夹具组成作定性化与定量化处理、评判，关键在于突破实现“鉴于经验(实例)的推理和鉴于知识的修改” 这类的程序设计， 即可实现半智能化或智能化的夹具设计。第3章 夹具的主要设计流程及参数3.1 目前焊接夹具的一般设计流程建立零件总成装配文件调入总成图零件文件设计零件定位方式通过草图或建模绘制定位部件完成所有零件定位部件绘制连接板等辅助零件检查部件之间是否干涉设计拼台，基板检查焊枪是否干涉完成夹具控制系统的安装完成部件二维图纸准备结束是否是否图3-13.2一套完整夹具包含的内容和主要的定位方式3.2.1焊装夹具组成汽车车身焊装夹具设计属于专用夹具设计的范畴，尽管各类车

39、身焊接夹具的结构形式、复杂程度和零件数量不同，但按功能来分，车身焊接夹具通常由工作零件、夹紧器、固定零件、辅助零件组成，如图3-2所示。图3-2表3-1 夹具零件的结构图夹具零件的属性 组成结构信息零件信息属性值工作零件夹紧器链接零件辅助零件定位快压块定位销夹紧气缸连杆连接板压转臂限位块支座垫片螺栓、基准销L型、U型L型、U型圆形、菱形工作行程、缸径铰支点距离安装孔间水平距离、垂直距离安装孔间水平距离、垂直距离孔数、垂直距离高度长度、孔数、孔距、厚度直径、长度(1)工作零件：与车身零件直接接触的零件，是夹具的核心零件，它确定被装配薄板件在夹具中的位置，从而保证被装配的薄板件间相互位置符合技术要

40、求，有时还直接确定焊接结构的外形。工作部件主要有三类：定位块定位车身型面：压块夹紧定位面；定位销定位车身的孔，一般压点的数量N 定位点的数量M，且压块与定位块是一一对应的。定位销的安装与车身零件上孔的位置是相适应的。(2)夹紧器：实现夹具的夹紧动作，由气缸或手动夹紧器驱动，保证定位元件与薄板件紧密接触，同时保证薄板件在焊接时位置不会应焊接和装配受力而发生变化。根据零件断面结构及设计要求不同，可以分为一节旋转销式、两节旋转销式和手动四连杆式三种。(3)固定零件：用以承装工作零件和夹紧器，或使夹具安装固定在工作台上，是夹具安装和检验的基础。这类零件通常做成标准化结构，供设计者根据需要进行合理选用，

41、可以分为固定式、旋转式两种。图示3-3基板。图3-3 基板(4)辅助零件：紧固连接或完成辅助功能的零件，通常是国标件和按照行业标准设计企业标准件。按各部分的名称来分，车身焊接夹具通常由定位块、压块、定位销、夹紧气缸、连杆、压转臂、限位块、支座、垫片、螺栓、基准销等组成。夹具设计中对同一零件可能有不同的结构形式，如定位销分为固定销、移动销几种，其中移动式有旋转、直线移动等种类。图3-4 固定销和旋转销3.3 夹具零件目前的行业标准化建库为适应汽车改型快、研制周期短的发展要求，在进行夹具的具体结构设计时应尽可能多的采用标准化元件。在焊装生产线的设计中，大量系列化的标准件的使用，可极大缩短生产线的设

42、计与制造周期。3.3.1基板基板一般由槽钢与钢板焊接而成，槽钢多采用10#、12#、14#、16#、20#、25b#等，钢板厚度多采用t=20mm或t=25mm。对于小夹具或滑台等可采用t=30-40mm的钢板焊接而成，对于总拼接夹具以及顶盖焊装夹具，其滑台及支架可采用矩形方管与钢板焊接而成。基板的设计尺寸应充分考虑加工工艺性，以及吊装、运输等方便性。对于本套夹具基板只需要加工顶底两面，宽度不得大于2000mm，能够运输的最大宽度。图3-53.3.2 L板及H腿L板是固定在基板或H腿上的，用以连接支板、夹紧臂及定位块等专用支座。其高度自100mm至500mm之间，每个50mm划为2类9种规格，

43、已形成标准。图3-6 工件与基板面尺寸较大时需要在L支板与基板之间使用H腿安装板工艺要求安装板大部份都为非标准件，其本身并不直接定位工件，板的材料一般使用Q235A，依据合同及技术协议其厚度分为16mm及19mm两种规格。为了方便气缸的摆动以及防止与气缸碰撞其吊耳处应适当去除。图3-73.3.3定位块及压头标准定位块毛配已经成为标准件，常用的高度可以划分为三种规格50mm、70mm、90mm,（但根据车身零件的不同可以调整），宽度已经形成标准可以化为两准规格16mm、19mm。材料常常采用45#使用数控加工，表面发蓝。表面加工成型后表面高频淬火HRC38-42。图3-83.3.4夹紧臂在普通加

44、紧单元中夹紧臂夹紧力不得小于300N，当夹紧单元为双级夹紧臂时，第一级气缸直径为63mm,第二级汽缸直径为50mm,此外，当夹紧单元为双加紧臂且分为支板和夹紧臂时，支板侧汽缸直径为63mm，夹紧臂侧气缸直径为50mm。图3-93.3.5 垫片垫片一般与定位块配合使用，因为UG设计中所有设计都为理想状态，夹具的零件在机加工中会出现误差，安装中也会出现误差，零件在冲压过程中也会出现偏差，这些误差都是不可避免的，所以在安装的过程中需要使用三坐标测量仪测试每个点的绝对坐标后，通过增减垫片调整坐标误差。垫片厚度一般有两种规格t=0.5mm及t=1.0一般而言一组垫片的厚度为3mm,有四片垫片组成（0.5

45、+0.5+1.0+1.0=3mm），宽度配合定位块的尺寸，宽度分为两种规格16mm及19mm。长度垫片主要的有两种规格，长度为50mm，25mm。垫片的加工一般采用多板料焊接后采用线切割的加工方式。图3-10垫片标准 3.3.6定位销定位销是定位车身部件的重要方式，一般定位销与白件的孔配合，定位销的直径一般比工件相应孔减0.2mm-0.5mm,形状根据工件上的空的形状，长度一般首先保证伸出工件5-10mm,长度一般选取为15mm、20mm、25mm三个系列，尽量选用长度大于20的长销。定位销的材料一般选用45#钢，前部高频淬火，硬度为HRC42-45，发黑处理，表面粗糙度要达到0.8。定位销的

46、安装一般要与销座配合，销座的尺寸长度根据夹具尺寸的需要，宽度与定位块类似16mm，19mm。销座的使用一般要考虑到是否与工件干涉，如果遇到干涉可以改变销座尺寸或通过倒角。图3-11 销与销座 3.3.7 螺钉与基准销夹具安装中使用的螺钉一般为内六角螺钉，为了方便安装直径尽量选用统一的标准。基准销一般选用圆柱销，长度一般大于20mm，直径为8mm。第4章 汽车焊装夹具计算机辅助设计4.1焊装夹具计算机辅助设计总体控制方案汽车焊装夹具的计算机辅助设计要经历3个步骤：夹具方案设计；夹具元部件设计；夹具组装与评价。图4-1是焊装夹具计算机辅助设计系统信息流向与总体控制方案。图4-1在夹具计算机辅助设计总体方案设计中，首先必须确定夹具的设计基准，它与汽车车身的设计基准一致，夹具上全部元件的