rh06_左车门总成补焊夹具毕业设计(编辑修改稿)

rh06_左车门总成补焊夹具毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

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。 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： T＝ 21 分 /台 （ T=244 天 *2 班 *8 小时 *60分 /10000 辆 *=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，保证能够在生产节拍内完成该夹具上所有作业内容。 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xxxxxxx本科毕业设计说明书 9 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 22示。 图 22 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 21。 表 21 焊接结构钢时焊点中心到板边的距离 一个焊件厚度 /mm 1 2 3 4 6 焊点中心到板边最小距离 /mm 8 12 18 25 30 xxxxx： RH06 左车门总成补焊夹具 10 车门本体通常是由外板总成和内 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 焊接结构钢时的点距 一个焊件的厚度 /mm 1 2 3 4 6 焊二层板的最小点距 /mm 15 25 30 40 60 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、测量系统及辅助系统等五大部分组成。 ①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。 ②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xxxxxxx本科毕业设计说明书 11 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。 ③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。 ④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 23 旋转系统示意图 xxxxx： RH06 左车门总成补焊夹具 12 2)翻转机构 如图 24 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 24 需翻转焊接总成 3)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 25），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 25 反作用焊臂系统 xxxxxxx本科毕业设计说明书 13 ⑤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）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 26。 槽子的位置可由实际需要确定。 图 26 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 27） 图 27 测量示意图 xxxxx： RH06 左车门总成补焊夹具 14 （ 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。 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。 xxxxxxx本科毕业设计说明书 15 第 3 章 夹具的主要设计流程及参数 目前焊接夹具的一般设计流程 图 31 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 xxxxx： RH06 左车门总成补焊夹具 16 一套完整夹具包含的内容和主要的定位方式 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 32 所示。 图 32 xxxxxxx本科毕业设计说明书 17 表 31 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，可以分为固定式、旋转式两种。 图示 33 基板。 xxxxx： RH06 左车门总成补焊夹具 18 图 33 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 34 固定销和旋转销 夹具零件目前的行业标准化建库 xxxxxxx本科毕业设计说明书 19 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计与制造周期。 基板 基板一般由槽钢与钢板焊接而成，槽钢多采用 1 1 1 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=3040mm 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 2020mm，能够运输的最大宽度。 图 35 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，已。