汽车车身焊装夹具的设计探索..docx

汽车车身焊装夹具的设计探索 2011-03-30 16:55:58| 分类： 焊接机器人工作站 | 标签：夹具 焊装 冲压 焊接 装焊 |字号 订阅一、汽车车身的结构特点汽车车身所用钢板大都为薄板件。从焊接焊装夹具设计角度来说，汽车车身有以下特点： 　　1、结构形状复杂，构图困难汽车车身都是由薄板冲压件装焊而成的空间壳体，为了造型美观和壳体具有一定的刚性，零件表面（特别是轿车）均为三维空间曲面，结构形状较为复杂。 @gJPMgF$F 　2、刚性差、易变形经过成型的薄板冲压件有一定的刚性，但和机械加工件相比，刚性要差得多，而且单个的大型冲压件容易变形，只有焊接成车身壳体后，才具有较强的刚性。 　　3、以空间三维坐标标注尺寸汽车车身产品图以空间三维坐标来标注尺寸。为了表示覆盖件在汽车上的位置和便于标注尺寸，汽车车身一般每隔200mm 或400mm划一坐标网线。坐标的基准是：左右方向（即X向）—以汽车对称中心为0，往左为正值，往右为负值；前后方向（即Y 向）—以汽车前轮中心为0，往前为负值，往后为正值；上下方向（即Z 向）—以纵梁上平面为0，往上为正值，往下为负值。 　二、汽车车身焊装夹具的设计要点汽车车身夹具是用来把所需车身冲压件按要求定形、定位并夹紧，组合成车身组件、合件、分总成及总成，同时利用合适的焊接方法使其形成各自焊合件整体。焊接夹具属于焊接工艺过程的辅助装置，但在汽车车身大批量生产过程中，该装置是必不可少的。它不仅可以提高焊接生产率，而且也是保证焊接产品的尺寸精度及外观要求的重要手段。而装焊夹具没有统一规格和标准化，属于非标准设计和制造的工艺装备，是根据具体车型的结构特点、生产条件和实际需求来自行设计与制造的。因此，汽车车身夹具的设计是一项非常复杂的技术工作。 　1、采用合适的夹具设计工具。WAVE（What—if Alternative ValueEngineering）是美国UGS 公司核心产品Unigraphics（简称UG）中有关装配模型关联设计的有力工具，是一种基于装配建模的相关性参数化设计技术，利用它可以在不同部件之间建立参数之间的相关关系，即所谓“部件间关联”关系，实现部件之间的几何对象的相关复制口。该工具能对汽车车身焊装夹具总装配设计、相关零部件结构设计进行有效的控制。通过WAVE 工具，可以严格控制总装配与单元装配及零部件中车身数据的传递，同时也能保证装配零件之间的装配数据传递，从而避免了零部件重复设计的浪费，使得后续零部件的细节设计得到有效的管理和再利用，大大缩短了产品的开发周期，提高了设计效率。 　2、合理分解汽车车身焊合件，确定所需夹具的种类。两种或两种以上的冲压件经装焊工序后得到的部件即为焊合件，几种相关的小焊合件组成大的焊合件，再形成以下四种焊合件：前围焊合件、后侧围焊合件、地板焊合件以及顶盖焊合件，这四种焊合件最终组成了汽车驾驶室总成。因此，要根据上述驾驶室总成形成过程进行各种焊合件正确合理地分割，并在此基础上进行相应焊合件夹具的设计。这样，不仅有利于保证产品质量，还可以提高焊接生产率。 C6b(\#g( 　3、确定装焊夹具自动化程度的高低。年产量决定装焊夹具的自动化水平及焊接工位的配置。生产节拍主要由夹具动作时间、装配时间、焊接时间以及搬运时间等组成。其中，夹具动作时间主要取决于夹具的自动化程度。为提高生产率，可以考虑夹具的夹紧和松开动作由汽缸一次性完成，且工位和工位之间采用自动化运输。但这就提高了夹具的制造成本。因此，设计夹具要能合理地平衡焊接夹具的自动化水平及制造成本之间的矛盾。 9M-/{D^+ 　4、对于大型焊装夹具，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。夹具上全部元件的位置都是直接根据设计基准确定的，最终保证制造出合格的焊接工装结构。根据作业高度可初步决定夹具底板的高度，即夹具固定位置的高度；其次绘制出装焊工件图，它包括在此工位上需要装焊的冲压件外形以及要求的焊点位置，以此作为夹具设置的基础；下一步是夹具位置的合理布置，为此必须清楚地把握冲压件的空间形状、组合关系、装焊顺序以及焊点布置，合理设计夹具的安放位置和大致结构；最后绘出总体方案设计草图。 yAVt[+0 　5、合理地选择夹具的定位。由于汽车车身形状复杂、刚性差、易变形，夹具定位上大量采用过定位方式，以增强焊接件刚性，减少焊接变形。焊接夹具的定位一般包括孔定位和面定位两种方法。用孔定位时要优先考虑用冲压工序的定位孔，这些孔的尺寸和位置一般是准确可靠的；尽量用下道工序的装配孔，因为这些孔的尺寸有误差会影响下道工序的装配。因此，设计夹具用孔定位时不仅要了解冲压工序，还要考虑下道装配工序的关键尺寸。定位孔尽可能选用较大的孔，这样定位销可以有足够的强度，否则定位销容易折断。用