轿车前门内板焊装夹具设计-任务书
某车型前门焊接工装控制气路设计
图1 焊接工装结构平面图
图2 机械式检测开关 气缸信号输出处理
图3 机械式检测开关
图4 气缸速度调节
控制回路设计
根据表1，焊接工装执行机构的动作是严格遵循焊接工艺流程顺序动作，其动作间不能存在相互的干扰信号，而且必须有互锁条件，设计其控制回，其工作原理如下。
工作开始
）按PB01、PB02按钮，气源控制信号传输
MV1A处，使之处于左位，A组推进；
）安装内板零件，夹具检测到铆钉，开关
、A30、A40、A50、A60检测到位，按PB03；PB06、PB07 ；PB10、PB11
2019年4期
图5 控制回路图
结语
针对某车型前门盖焊接工装的焊接工艺要求，设计了其控制系统，并给出了其控制回路图，其系统具备控制层次分明，焊接夹具各执行机构顺序动作准确的特点，完全满足现场需求。
此类型控制系统，在汽车单体焊装工装上应用较为广泛。
参考文献
[1] 方昌林.液压、气压传与控制[M].北京:机械工业出版社,2001.
[2] SMC(中国)有限公司.现代实用气动技术[M].北京:机械工业出版社,2012.
[3] 李钊.车架总成柔性化铆接夹具设计及优化[J].中国机械,2014(19):48.
[4] 韩明军,郑武,农振.气缸顺序动作控制系统设计[J].业科技与发展,2014(4):13-16.
[5] 韩明军,郑武,农振,等.气缸顺序动作的3种不同控制系统对比分析[J].企业科技与发展,2014(9):31-34.
[6] 韩明军,郑武,农振.气缸顺序动作控制系统设计
企业科技与发展,2014(4):13-16.
作者简介
代巍，工程师，主要从事汽车制造研究设计工作。
汽车车身焊装夹具设计
汽车车身焊装夹具设计汽车焊接生产线是汽车制造中的关键，焊接生产线中的各种工装夹具又是焊装线的重中之重，焊接夹具的设计则是前提和基础。
设计工装夹具时，不仅要考虑生产纲领，还必须要熟悉产品结构，了解钣金件变形特点，通晓工艺要求等诸多内容。
汽车制造四大工艺中，焊装尤其重要，而在焊装的前期规划中，车身焊接夹具的设计又是关键环节。
工装夹具的设计是一门经验性很强的综合性技术，在设计时首先应考虑的是生产纲领，同时还必须熟悉产品结构，了解钣金件变形特点，把握零部件装配精度及容差分配，通晓工艺要求。
只有做到这些，才能对焊接夹具进行全方位的设计，满足生产制造要求。
下面就汽车车身焊装夹具设计做一些探讨。
一、生产纲领生产纲领即合格产品的年产量，它决定了焊接夹具的自动化水平及焊接工位的配置，是通过生产节拍体现的，是焊接夹具设计首先应考虑的问题。
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。
夹具动作时间主要取决于夹具的自动化程度；装配时间主要取决于冲压件精度、工序件精度、操作者的熟练程度；焊接时间主要取决于焊接工艺水平、焊接设备的自动化程度、焊钳选型的合理化程度等；搬运时间主要取决于搬运的自动化程度、物流的合理化程度及生产现场管理水平等。
只要把握以上几点，就能合理地解决焊接夹具的自动化水平与制造成本的矛盾。
二、汽车车身的结构特点汽车车身一般由外覆盖件、内覆盖件和骨架件组成，覆盖件的钢板厚度一般为0.8～1.2mm，有的车型外覆盖件钣金厚度仅有0.6mm、0.7mm，骨架件的钢板厚度多为1.2～2.5mm，也就是说它们大都为薄板件。
对焊接夹具设计来说，应考虑如下特点：1、刚性差、易变形经过成型的薄板冲压件有一定的刚性，但与机械加工件相比，刚性要差得多，而且单个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。
以轿车车身大侧围外板为例，一般材料厚度为0.7～0.8mm，绝大多数是0.8mm，拉延形成空腔后，刚性非常差，当和内板件焊接形成侧围焊接总成后才具有较强的刚性。
汽车焊接夹具的3D设计方法
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后
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制作夹具单元车身数据
方法二： 利用命令 链接夹具单元附 近的局部车身零件数据。 按照试样书确定夹具单元的断 面位置（MCP图），通过 截取该单元车身零件数据，如 图所示。
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引用参考夹具
1. 将设计用参考夹具的装配图按照 加入已存文件方法 调入，作 为新建夹具单元的子装配。 2. 将调入的参考夹具作为工作部件 并另存文件名。
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车身零件数据的转换
车身零件的计算 机数据是设计车 身焊装夹具的直 接数据来源。它 是由汽车生产厂 家直接提供的， 一般为igs格式， 设计时首先需要 将其转换为UG 数据格式。
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设计中文件管理规定
文件目录命名规则
项目名/工位名/GA —— 存放本工位夹具总图及其气路图 项目名/工位名/UNIT —— 存放本工位夹具单元及其零件 项目名/工位名/PNL —— 存放本工位设计用PNL 项目名/工位名/GUNCHECK —— 存放本工位焊点、焊枪、焊枪 打点示意图 项目名/工位名/STD —— 存放本工位设计用标准件、外购件、国 标件 项目名/工位名/MOTION —— 存放本工位各套夹具的运动分析 项目名/工位名/FILE —— 存放本工位各种清单表格及其设计试 样书，设计参考文件
* 建议命名规则：夹具单元文件名dwg。 例如FD010－01－00dwg
3. 将参考夹具FD010－01－00dwg通过 变换到PNL附近，且方向与 试样书要求一致。
* 注意：移动时以旋转点作为参考点成整 数倍的移动，这样才能保证旋转点位 于整数车线上。
某车型门盖焊装夹具全气控系统设计
某车型门盖焊装夹具全气控系统设计在某车型門盖焊装夹具的设计中，为实现车门焊装夹具的快速切换，采用全气动控制形式作为其控制系统，并给出控制系统原理回路图。
设计的控制系统特点：整个焊装夹具拼台采用压缩空气作为能源和控制介质，便于夹具整体的快速切换；对气缸关夹状态进行气信号输出处理，控制逻辑中引入气缸状态，实现闭环控制；对高低配配置零件进行防错识别，保证控制系统安全可靠；控制回路层次分明，夹具各执行机构顺序动作准确。
标签：焊装夹具；全气动控制；防错识别；气缸顺序动作1 概述近年随着汽车产业的快速发展，我国逐步成为世界第一的汽车产销大国，人们的需求逐渐多样化，汽车产品的更新换代也越来越频繁，受成本和场地等因素的制约，生产线的柔性兼容和快速切换显得尤为重要。
在白车身焊装工艺中，主线通常采用同平台各车型柔性兼容的策略，车门分总成由于不同车型的造型差异性，很难做到焊装夹具设备的共用，因此车门焊装夹具往往需要整体切换。
气路控制系统是焊装夹具的重要组成部分，它由一定的控制元器件组成的逻辑控制系统来实现夹具执行机构要求的工艺动作，从而达到对车体零部件的定位与夹紧[1][2][3]。
车身焊装夹具的气动控制系统一般分三种：全气控、电气控制以及PLC控制系统。
全气控控制系统是仅利用压缩空气作为工作介质，通过使用气管将气控阀及相关气控逻辑元件连接，组成具有相互逻辑关联的控制系统；电气控制系统主系统是通过气源作为工作介质来驱动执行机构动作，而控制部分由电器开关元件与电磁阀的线圈组成，通过电器组成的逻辑电路来控制电磁阀的换向，实现执行机构动作；PLC控制系统的主系统也是利用气源作为介质驱动执行机构动作，而控制系统是通过PLC来控制。
在车门焊装夹具设备上，纯气控的控制形式能够抗高温、强磁，在潮湿、腐蚀等环境下也不易损坏，切换时只需将设备总气源口的耦合快插接头断开即可，显得优点突出。
以某车型车门焊装生产线中一个焊装夹具拼台为例，设计其气动控制系统，为焊接夹具控制系统设计提供参考[3][4]。
浅谈汽车焊装夹具的设计
等要充分考虑其加工工艺性及零部件的通用化和标准化， 便于更换易损件和恢复原设计精度。（5）车身总成的装 焊夹具比较复杂笨重，在制造使用中常需调整样架来进 行调整校正。2.2 装焊定位基准的选
择装夹工件时，使工件在夹具中占有正确位置所采用的 基准，称为定位基准，定位基准的选择正确与否将直接 影响工件的装配精度。2.3 定位方法和定位元件车身装焊 夹具装夹的主要对象是冲压件，由于制
，有手动，气动、液压式等，这些夹紧机构的设计与一 般机床夹具设计大同小异，可参考借鉴。2.5 车身总成装 焊夹具车身总成装焊夹具按其定位方式分为一次性定位 和多次性定位。一次性装配定位的总装
夹具是指车身总成的主要装焊工作在一台总装夹具上完 成。组成车身的零件，合件，分总成等依次装到总装夹 具上，进行定位和夹紧，直至车身总成的主要装焊工作 完毕，才从夹具上取下来。这种夹具的特点是
要求（1）对于冲压零件装焊后应具有互换性的车身合件 及总成，应使用车身的各配合部位，特别是孔洞的形状 尺寸符合技术要求。（2）能快速准确地进行装配定位、 夹紧，被焊部位要便于操作，松开夹紧机
构后，焊件能从夹具上方便地卸下，且安全可靠。（3） 在设计夹具时，要注意夹具上的某些零部件出现导电， 绝缘等问题，提高车身的装焊质量。（4）由于车身结构 复杂，因此，对所设计的定位件、夹紧件
身总成的主要装焊工作是在2台以上的不同装焊夹具上完 成的。车身每通过一台总装夹具就要被定位夹紧1次，主 要用于有骨架驾驶室的装焊，如在第一台夹具上完成内 骨架的装简单，数量少，不存在 水，电，气的连接问题，若增加定位夹紧次数，则容易 产生装配误差。3 设计流程分析以某汽车的前地板预总成 工位的某一焊装夹具为例，阐述其焊装夹
作外形复杂且易变形，因此在夹具设计时应考虑用曲面 外形、曲面上经过整形的平台、工件经拉延和弯曲成形 的台阶、经修边的窗口和外部边缘、装配用孔和工艺孔 等部位定位。由于冲压件外形复杂，装夹过程
汽车焊接工装夹具设计
汽车焊接工装夹具设计汽车焊接工装的设计概述汽车车身夹具的设计是一门经验性很强的综合性技术，在设计时首先要确定生产纲领，熟悉产品结构，了解变性特点，把握制件及装配精度，通晓工艺要求。
只有做到这些，才能对焊接夹具进行全方位的设计。
一、六点定则在车身焊装夹具上的应用在设计车身焊装夹具时，常有两种误解:一是认为六点定则对薄板焊装夹具不适用;二是看到薄板焊装夹具上有超定位现象。
产生这种误解的原因是把限制六个方向运动的自由度理解为限制六个方向的自由度，这种限制不仅依靠夹具的定位夹紧装置，而且依靠制件之间的相互制约的关系。
只有正确认识了薄板冲压件焊装生产的特点，同时又正确理解了六点定则，才能正确应用这一原则。
从定位原则看，支撑对薄板来说是必不可少的，可消除由于工件受夹紧力作用而引起的变形。
超定位使接触点不稳定，产生装配位置上的干涉，但在调整夹具时只要认真修磨支撑面，其超定位引起的不良后果是可以控制在允许范围内的。
上世纪八十年代，车身焊接使用的夹具形式大量是从冲压模具的定位面截切而来的，即在车身冲压零件的型腔上定位，被称为“定位块”。
其具有的特点为:定位面积大、设计及制造周期长成本高的特点。
随着工装制造水平与检测手段的提高，车身焊接夹具的定位转化为定位板定位，板厚在16、20、25几档中选用，整个夹具本体改为焊接合件，在制造、装配上都缩短了周期，相对降低了成本。
定位块与定位板相比较，二者有如下特点:1、定位块是加工件，其余支撑部分为铸铁件，定位块在装配调整后再配作定位销。
在外观上它有两种式样:大面积的定位块、小面积的气动或手动压头;大面积的定位块、大面积的气动或手动压头。
前者造成定位块加工复杂，产生车身零件压紧力不够;后者干涉焊钳的点焊操作及装件困难。
在生产中使用的夹具，其精度必须保证产品总成的要求:其选择的定位面数量比较保守，宁多勿少;每个定位块的装配全部是用四个螺钉在沉孔中固定在焊接支撑底板上，因焊渣飞溅的填充，造成返修更换的困难。
(汽车行业)汽车车身焊装夹具设计
（汽车行业）汽车车身焊装夹具设计汽车车身焊装夹具设计摘要：通过对汽车车身焊接夹具设计的壹般规律进行探讨，提出了在焊接夹具设计中所应该遵循的基础条件。
在现生产中，焊接夹具的设计充满了丰富的特殊性，因此，具体问题须具体对待。
关键词：焊接夹具设计经验性综合技术汽车车身焊接夹具的设计是壹门经验性很强的综合性技术，在设计时首先要确定生产纲领，熟悉产品结构，了解变形特点，把握制件及装配精度，通晓工艺要求。
只有做到这些，才能对焊接夹具进行全方位的设计。
生产纲领生产纲领决定焊接夹具的自动化水平及焊接工位的配置，是通过生产节拍体现的。
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。
夹具动作时间主要取决于夹具的自动化程度；装配时间主要取决于冲压件精度、工序件精度、操作者的熟练程序；焊接时间主要取决于焊接工艺水平、焊接设备的自动化程度、焊钳选型的合理化程度等；搬运时间主要取决于搬运的自动化程度、物流的合理化程度等。
只要把握住之上几点，就能合理地解决焊接夹具的自动化水平及制造成本这对矛盾。
汽车车身的结构特点汽车车身壹般由外覆盖件、内覆盖件和骨架件组成，覆盖件的钢板厚度壹般为0.8-1.2mm，骨架件的钢板厚度多为1.2-2.5mm，也就是说它们大都为薄板件。
对焊接夹具设计来说，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壹定的刚性，组成本身的零件通常是经过拉延成型的空间曲面体，结构形状较为复杂。
2、刚性差、易变形经过成型的薄板冲压件有壹定的刚性，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，汽车车身壹般每隔200mm 或400mm 划壹坐标网线。
三个坐标的基准是：前后方向(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(Z 向)———以纵梁上平面为0，往上为正值，往下为负值；左右方向(X 向)———以汽车对称中心为0，左右为正负。
焊装夹具通用技术标准 制造标准 一汽轿车
会签：工厂服务部 设备工装管理科： 环境安全科： 焊装车间：编制：崔海滨2007.03.30审核：崔海滨2007.03.30批准：2007年3月30日制定技术部焊装技术科20 年 月 日修订焊接夹具 通用技术标准制造标准一汽轿车编制：崔海滨2007.03.30审核：崔海滨2007.03.30批准：P 1/1公差：MES以及通用技术标准的规定（要在夹具图纸中注明）检查结果以数表的形式提供给甲方(验收时必须提供)夹具在甲方现场安装后必须进行水平调整，并保证水平度在0.1mm以内公差：平面度0.1mm以内检查结果以数表的形式提供给甲方(验收时必须提供)外购件到零件调试一汽轿车编制：崔海滨2007.03.30审核：崔海滨2007.03.30批准：P 1/1（1）结构件焊接的焊角高度夹具・装置的支架类零件的焊角高度应当符合下列标准A）支架板厚9mm以上时，焊角高度应大于板厚的50%B）支架板厚9mm以下时，焊角高度应大于板厚的70%（2）焊接质量不允许有下列焊接缺陷（3）全周焊接下列部位必须全周焊接适用部位示例①驱动机构安装部位安装电机的支架、安装减速器的支架②驱动轴的安装部位安装轴承壳的支架、安装轴台的支架③驱动机构的连接部位连接臂、连杆④承受冲击或振动的部位安装限位的支架、安装气缸的支架・・・・・安装减震器的支架/安装平台・・・・・摆臂的连接部位、支撑轴的轮毂、吊挂链条的支架⑤偏心支架⑥承重柱柱、横梁的连接座⑦其它，焊接部位经常承受拉力、扭曲、弯曲的部位（4）两面焊接原则上采用两面焊接；单面焊接的情况下，先导角，再焊接，以保证焊接强度焊角高4.2mm 以上焊角高4.5mm 以上焊角高4.5mm 以上审核：崔海滨2007.03.30批准：P 1/1 1 .目的消除内部应力，降低脆性，提高机械加工性能，以及调整材料内部组织2 .适用范围SSP·铝材·加工基准（S s CK H h…等)用的基准类的焊接结构件·加工基准以外，长边大于300mm的焊接结构件·固定加工基准的，以及支架类的焊接结构3 .热处理方法材质处理温度保温时间处理方法SSP 平台550℃5HSSP gauge plate550℃2H铝550℃3H（注）：符号表示升温后的保持时间4 .图纸标注注释栏 标注 「必须低温退火」，同时还要在零件清单中标注夹具/装置的涂装颜色1.目的统一公司内部的夹具/装置颜色2.安全色根据MES E0000-0001（设备（工程）式样通则）做成。
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三、设计（论文）完成后应提交的成果
CAD绘制轿车前门内板焊装夹具装配图、零件图折合0号图纸3张以上，设计说明书15000字以上。
四、设计（论文）进度安排
（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告 第1～2周（2.28～3.11）
（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、轿车前门焊装工艺分析第3～5周（3.14～4.1）
（6）毕业设计预答辩第14周（5.30～6.3）
（7）毕业设计修改 第15～16周（6.6～6.17）
（8）毕业设计答辩 第17周（6.20～6.24）
五、主要参考资料
1.杨握铨.汽车装焊技术及夹具设计.北京理工大学出版社
2.韩根云.汽车车身焊接夹具的设计.新技术新工艺
3.王政，刘萍，焊接工装夹具及变位机械图册.北京：机械工业出版社
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
系部
汽车与交通工程学院
专业、班级
指导教师姓名
职称
教授
从事
专业
车辆工程
是否外聘
□是√否
题目名称
轿车前门内板焊装夹具设计
一、设计（论文）目的、意义
汽车制造水平对汽车工业的发展起着至关重要的作用，就我国目前我国的汽车生产水平而言，除了从国外引进的一部分先进技术和工装设备外，整体水平还很低。其中较为突出的是在汽车装焊工艺方面自动化程度比较低。汽车焊装夹具可以保证和提高汽车产品质量，提高劳动生产率，改善劳动生产条件，降低产品制造成本，提高装焊自动化程度。因此汽车焊装夹具设计水平的提高成为一个提高汽车制造业水平的有效途径，受到国内外汽车行业的广泛关注。合理的设计焊装夹具是保证焊接质量、提高劳动生产率、减轻工人劳动强度、降低车身制造成本的根本途径。
4.黄天泽，黄金陵主编，汽车车身结构与设计.北京：机械工业出版社
5.陈家起，罗虹，张伟编，汽车车身制造工艺学.重庆：重庆大学出版社
6.盛步云等，虚拟制造系统中汽车覆盖件焊接夹具设计方法.武汉：武汉汽车工业大学学报
7.网络资源，超星数字图书馆
8.近几年相关专业CNKI网络期刊等
六、备注
指导教师签字：
年 月 日
（3）理论联系实际、分析问题、解决问题，分析焊装夹具的夹紧位置及定位方式，焊装夹具结构设计，CAD绘制夹具装配草图等部分设计内容，中期检查第6～8周（4.4～4.22）
（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改 第9～12周(4.25～5.20)
（5）评阅教师评阅、学生修改第13周（5.23～5.27）
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
设计内容：
1.选题的背景、目的及意义；
2.焊装夹具设计方法步骤研究；
3.轿车前门内板焊装工艺分析；
4.焊装夹具的夹紧位置及定位方式；
5.焊装夹具结构设计；
6.CAD绘制夹பைடு நூலகம்图纸；
7.撰写设计说明书。
技术要求：
1.设计轿车前门内板焊装夹具；
2.要求：保证加工质量，设计标准化、系列化；
教研室主任签字：
年 月 日