和般的机加工夹具有着显著的差别，车身焊装夹具的对象是薄板柔性冲压件，这种零件比较特殊，它不仅要满足定位的精确性，还要充分考虑这种薄板柔性件的易变形性，这样才能适应汽车产品的高质量要求。定位原理每个刚性物体在三维空间中都具有六个自由度，其中三个移动式平行于坐标轴的自由度，三个围绕坐标轴转动的自由度，如图.所示。为了确定非转对称物体的位置，必须对其六个可能的运动方向进行约束，需要加上个支撑点，在平面内布置个支撑点，在平面内布置个支撑点，在平面内布置个支撑点，这就是点定位法，也就是定位原理。当工件放在平面上时，就是三点支撑用销轴的支撑都是线支撑，相当于二点支撑，球面上的支撑相当于点支撑。图.三维空间中的自由度汽车车身是由几百个薄板柔性冲压件焊接而成，在焊接过程中，由于薄板冲压件法向上的变形，还有因零件自重所引起的变形，都会导致车身尺寸问题。有分析表明，对块长和宽各，厚的薄板，用定位原理将其固定，由于薄板重力影响，可能会产生的平均变形，也就是说，在水平面上的三点支撑并不能解决零件变形问题。所以对于薄板件，要限制这方向上的零件变形，必须要求在第基准面上的定位点数要多于个，夹具系统也要相应的采用更加合理的定位原理，定位原理比较适用于薄板柔性件的夹具设计，它的具体内容为工件第基准面上的定位点数为，第二第三基准面上的定位点数分别为个和个。在实际焊接过程中夹具的夹紧力般不会作用在第二第三基准面方向上，所以在这两个基准面上只需要分别用个和个定位点来限制薄板件的刚体运动，通常第二基准面上的个定位点要布置在薄板件相对较长的边上，因为当两个定位点的间距比较大时，零件的位置会更加稳定另外，这样可以更好地弥补零件表面或者定位元件的安装误差。需要强调的是，绝对不允许在冲压件的正反两侧同时设置定位点，因为在这种情况下，任何极小的几何缺陷都有可能导致薄板件相对巨大的挠度和潜在的不稳定或翘曲。.本章小结本章介首先绍了焊装夹具的基本概念，全面介绍了汽车车身焊装线的基本作用组成分类，焊装生产线设计及发展。其次从白车身焊接总成自身特点出发，阐述了汽车工装夹具的特点，焊装夹具设计的基本要求。描述了汽车焊装夹具的组成和设计步骤。第章基于轿车车轮轮罩焊装夹具设计.夹具方案分析方案设计决定了焊装夹具的设计大多数工作量，其设计的好坏直接影响夹具设计的难易程度，夹具所能达到的定位精度。在方案设计中，首先必须确定夹具的定位基准，它和车身的设计坐标是致的。选定基准后根据作业高度初步确定夹具底座的高度，即夹具固定位置的高度其次要求确定本工位焊装操作的各个焊点，初步选定焊钳下步是确定本工位每个工件的定位点的选取和定位方式，这是方案设计的关键，必须清楚地把握各薄板件的空间形状上件顺序，合理设计各单元夹具的安放位置及大体结构，以保证准确合理方便迅速的实现焊装过程最后得出整个工位的总体方案草图。前期准备在设计汽车焊装线之前，首先应分析设计任务书，了解生产纲领汽车钣金结构特征工艺需要及生产线的布置方式等，做好充分的工艺分析。根据生产纲领及自动化程度要求，考虑最佳综合成本及焊接工艺性焊接质量和劳动强度，并结合实际情况确定焊装夹具的设计方案，确定底座形式焊接方式传输方式夹具形式自动化程度等。设计白车身右前轮罩分总成焊装夹具，其采用普通固定式底座，点焊焊点个，单车型夹具，手动焊接，气动夹紧，上件数量件，生产纲领及节拍如表.。表.生产纲领及节拍览表序号内容备注生产纲领万每年班天生产节拍秒门盖秒设备开动率生产节拍秒台秒台.右前轮罩分总成夹具属于右纵梁图.所示中的部分，在设计前首先要分析数模。右前轮罩分总成由右减震器组件右前轮罩前连接板组件这两个部件组成。图.右纵梁数模方案设计分析设计基准书，各焊接部件的工艺卡，进行焊装夹具的初步方案设计，确定各部件的定位方式，底座即的位置及高度，操作高度等。设计基准书规定系列设计的基本要求，比如主体要求销方式定位块压块结构及材料定位块压块厚度定位销结构及材料等主使用外构件主使用标准件二维图面画法及公差等。由于汽车车身形状复杂刚性差易变形，因此，焊装夹具在结构上主要有如下特点夹具定位面的形状复杂精度要求高设计制造难度大。因为车身冲压件大多数是空间曲面，而夹具定位元件的工作表面必须与车身相应的定位表面形状保持致。在夹具中定位的形面是取车身各重要的部位的断面。因此夹具定位元件的工作表面采用数控设备加工才能使其获得准确的形状。夹具结构应具有使工人操作方便容易焊接工件装卸方便等特点同时又要防止各相邻夹具之间以及夹具与工件之间发生干涉。由于车身外形尺寸大，定位元件由多个定位板构成车身表面的空间形状，夹具的装配调整工作量大。分析右前轮罩分总成的工艺卡，确定各个部件的定位方式，对右前轮罩分总成而言，有三个部件的工艺卡，右减震器组件如图.所示，其要求个向定位点，两个销孔定位，个为圆孔，个为的长圆孔。右前轮罩前连接板组件工艺卡如图.所示，其要求个向定位，两个销孔定位，个为圆孔，个为的长圆孔。图.部件工艺卡图.部件工艺卡分析完部件工艺卡后，选择个可行的底座即放置平面根据技术协议，夹具的操作高度应为，总体原则要求符合人机工程要求。此时的上件方式最高和最低的焊点相距约，工人操作时需设计个相差的梯形工作台，以保证操作高度满足人机工程的要求，操作高度设定为，高度为。此时个部件的上件顺序如图.所示。图.右前轮罩分总成上件顺序由于本工位只有个部件需要焊接，点焊焊点个，因此，可初步确定此工位循环工时肯定不会超过的生产节拍。图.前轮罩定位分布图四个部件的初步定位方式如图.示为号件有个定位点，个圆柱定位销，个圆锥定位销号件有个定位点，个圆柱定位销，个圆锥定位销。这样，个焊装夹具的设计工艺方案完成。.轮罩夹具设计轮罩的结构特点轮罩零件设计生产时般采用.厚的钢板冲压得到，再把这些冲压件逐级焊接而成。图.是右前轮罩的数模。该车型的右前轮罩分总成共包含个冲压件减震器组件，右前连接板组件。然后将这两个焊接组件右前轮罩总成焊接夹具上焊接为右前轮罩。图.右前轮罩分总成数模定位孔的选择在选择定位孔时，我们首先要选择那些关键的装配孔和工艺孔，要在左右前轮罩分总成上选择合适的定位孔，分别将这两个组件固定，保证它们的相对位置，使之正确匹配。为了保证右前轮罩分总成焊接的整体尺寸精度，要求减震器组件，右前轮罩前连接板定位孔有延续性，同时考虑到所有饭金模具的定位孔，这样可以减少定的焊接变形和零件尺寸变形。由于冲压件的外形比较复杂，定位元件定位块压块与其接触，这就决定了其定位型面形状比较复杂。在制造过程中，为保证定位型面的形状尺寸精度，对负责复杂的定位型面应采用数控加工的方式。由于数模件多数是没有厚度的，定位件在切断面时应按照数模厚度方向偏置板厚值。定位销的直径应略小于工件上要定位的孔的孔径，般小于.，尺寸公差为.，其位置精度为.，如此才能保证孔定位的精度。当销的存在导致工件上件困难，就需要将销设计成移动式的结构，即做成移动销或旋转销。夹具结构设计工装夹具设计的质量，对生产效率加工成本产品质量以及生产安全等有直接的影响，为此，设计焊接工装时必须考虑实用性经济性可靠性艺术性等。夹具元件通常由夹具基板定位装置夹紧机构和些辅助系统等几大部分组成。基板的选择根据总成件的大小，确定基板的尺寸，然后从标准件库选出合适的基板。基板要求用和槽钢焊接而成，采用非连续焊缝，焊接完毕后腰做热处理消除应力。根据基板面积的大小应依据表.中的尺寸来选择槽钢型号。基板厚度为，安装板厚度为，基板面积为。表.基板常用尺寸要求尺寸类型常见尺寸面积单位槽钢型号及以上槽钢焊接时，开口要向外构成个封闭的轮廓，方便管路的布置。根据实际需求，基板长宽为，基板面积需要.，我们选择基板厚度为，安装板厚度为，槽钢型号为。图.所选夹具基板。定位销的选择定位销材料采用钢，经过处理后，硬度值达到，表面镀硬铬处理端面应在表面镀铬处理后进行精加工，保证装配和定位精度。定位销工作面超出板件表面高度为，定位销定位零件的表面粗糙度为.。定位面的装配精度控制在.以内，定位销的装配精度控制在.以内。定位销的加工精度直径.。所有的安装销孔与加工基准面之间的公差为.，销孔内壁粗糙度为.。基准面与装配面之间要求公差为.。支架的垂直度允许误差按国标级精度执行。夹具的操作高度为，总体原则要求符合人机工程要求。在有气缸的夹具设计时，气缸在压紧点处必须留有运动行程，防止运动到端点。压块的设计压紧块般由如图.。右前轮罩总成选用气动压紧块。图.夹具基板图.夹具单元板的选择座的材料要求选用，连续焊接并作热处理。座也可采用铸钢件。座的高度要选用以下表.的系列，以满足互换性要求。表.板常用尺寸要求尺寸类型要求尺寸大小编号加工公差要求根据设计需要，选用为的板作为夹具单元的板，选用为的板作为夹具单元二的板。气动夹紧机构设计本轮罩工位采用气动夹紧机构，需选择合适的气缸类型缸径等。气动夹紧是利用工业压缩空气为动力来夹紧工件，其夹紧力如图.大小为图.气缸作用力示意图,.,.式中夹紧力，实际使用供气压力，气缸作用力，气缸缸径，。夹具设计中，旦选定气缸，的比值就决定压块的夹紧力。般应保证定位型面对车身板件的压力在左右，现场压缩空气压力，般保证在.以上。在本课题中，所设计的焊装夹具总成，由两个单元组成，分别为单元夹具和单元二夹具。其构造与汽车焊装夹具中节有很大的不同，固公式.与.对夹紧力的计算只能作为轮罩焊装夹具夹紧力计算的参考。最终通过不断的比较与核对，最终选定两种气缸型号，种缸径为，另种缸径为。.本章小结本章以焊装线的节拍引入白车身的焊点规划，讲述右前轮罩焊装夹具的布置，右前轮罩的焊接流程夹具的支撑和定位。介绍了焊装夹具的设计方案。包括各工件的定位点的选取上料的顺序面的优化选择等初步方案完成后，介绍了轮罩夹具设计的具体过程，包括夹具装配最后重点探讨了气缸的选取。结论汽车制造业是全球性重要支柱产业，在激烈的市场竞争中，必须根据市场需求，尽快地制造出客户满意的个性化汽车。焊装是汽车制造的四大工艺之，焊装生产系统的快速高效建造是汽车制造业快速响应市场需求的重要条件之。夹具在汽车焊装线上占有相当大的比例，它的设计制造精度和进度直接影响汽车的制造精度和生产周期。为此，本文结合生产实际，开展了汽车车轮轮罩焊装夹具的设计研究汽车车轮轮罩作为白车身的部件，具备独特的车身部件特性，刚性差易变形。在整个设计过程中，必须掌握轮罩的工艺特性。本文所完成的主要任务是基于白车身的组成部件车轮轮罩设计套焊装夹具。重点是焊装夹具的结构设计。研究的内容和成果如下。在汽车车轮轮罩焊接夹具设计之前，首先查阅大量焊装夹具设计的资料和相关文献，其次结合汽车车轮轮罩的工艺特性结构特点，目的性整合筛选车轮轮罩焊装夹具设计的必要资料，完成车轮轮罩焊装夹具设计的前期准备。研究整个车轮轮罩的结构特点，确定生产纲领，明确焊装线的初步规划，做好充分的工艺准备工作，规划出夹具的总体方案。最终确定用固定式夹具。研究焊装夹具设计方法与步骤，根据车轮轮罩数据，确定焊点规划方案，规划出整个焊装线方案。结合车轮轮罩工艺方案和总装的装配工艺，确定合理的定位孔支撑面及压紧方式。车轮轮罩焊装夹具的整体坐标要和设计坐标致，这样就保证整个从设计到制造的基准统。根据基准设计坐标，完成焊装夹具