白车身焊接夹具逻辑气路的故障分析
白车身焊接夹具逻辑气路的故障维修
在汽车制造行业中，白车身焊接夹具采用气动逻辑控制方式的应用很广泛.然而如果逻辑气路出现故障，将使夹具无法完成规定的动作，从而影响到生产，现在大多数维修人员都是依靠经验方法判断故障，但缺乏系统的理论分析，遇到较复杂的问题时，很难找到故障的真实原因，浪费了很多时间，走了很多弯路，还不一定能解决。当设备出现故障时，及时的排除故障是维修人员的职责，因此逻辑气路故障现象的正确分析，将是减少设备停台时间的关键因素。
现以一汽大众焊装车间奥迪C6 OP140工位焊接夹具为例介绍逻辑气路的故障分析方法。
了解焊接夹具的动作顺序
（图一）焊接夹具时序图
1、放入焊接工件
夹爪位置手动气缸（1.01R-1.02R）自动气缸（2.01R-2.06R）定位销气缸（3.01R-3.02R）
2、手动气缸夹紧
1.01V-1.02V）自动气缸（
2.01R-2.06R）定位销气缸（
3.01R-3.02R）3、按下双手按钮
1.01V-1.02V）自动气缸（
2.01V-2.06V）定位销气缸（
3.01R-3.02R）
进行焊接作业
4、再次按下双手按钮
1.01R-1.02R）自动气缸（
2.01R-2.06R）定位销气缸（
3.01V-3.02V）
取出焊接件
5、踩下足踏按钮
1.01R-1.02R）自动气缸（
2.01R-2.06R）定位销气缸（
3.01R-3.02R） 读懂逻辑气路图，弄清逻辑关系
如图二、图三、图四所示为逻辑控制柜外部气路
如图五、图六、图七所示基本上为逻辑控制柜部气路
（图二）
（图三）
（图四）
（图五）
（图六）
(图七)
逻辑气路故障的分析
1、故障现象：踩下足踏按钮（P08.5）时，定位销气缸不伸出。（定位销气缸状态指示灯3.01V-3.02V不亮）
故障分析：定位销气缸状态指示灯3.01V-3.02V不亮，说明10301没有压缩空气输出，10301与01252经过是门（01.03.03）则没有输出，当踩下足踏按钮（P08.5）时，又经过是门（01.03.01）则也没有输出，即010301没有输出，所以无法让定位销气缸换向阀换向使之伸出。（如图六）
此类故障属于行程开关气路部分故障，是逻辑气路的常见故障，产生问题的可能性
①行程开关损坏；
②行程开关气路部分的气管漏气或卡住；
③气缸没到位。
2、故障现象: 上入焊接工件后，手动气缸夹紧，按下双手按钮，夹具无动作。（行程开关的状态指示灯指示正常，气缸无卡死）
故障分析：我们先看合夹具时的动作原理：
①动气缸（1.01R-1.02R）自动气缸（2.01R-2.06R）定位销气缸（3.01R-3.02R）即手动气缸全部打开到位，自动气缸全部打开到位，定位销气缸全部伸出到位时，分别输出给10102、10202、10302压缩空气，（如图四和图六）
②10102与10202经过是门(P01.25) 后，输出压缩空气与10302经过是门（P01.23）后，输出压缩空气经过限压非门（P01.21）后，输出压缩空气到达双稳元件（P01.20）的gn端，让双稳元件换向，使ge段端与01202端接通。（如图七）
③放入焊接工件，手动气缸夹紧，此时夹爪位置手动气缸（1.01V-1.02V）自动气缸（2.01R-2.06R）定位销气缸（3.01R-3.02R）即夹具状态为手动气缸全部夹紧到位，自动气缸全部打开到位，定位销气缸全部伸出到位
④双手按钮按下542供气，1与542经过是门（P01.06）后，输出压缩空气经双稳元件（P01.20）
后，让01202供气。（如图七）
⑤01202与10101（即手动气缸全部夹紧到位）经过是门(01.01.06)后，输出压缩空气经或门（01.01.04）后，经非门（01.01.02）,让010102供气，使手动气缸换向阀（P1）换向，手动气缸014供气，014经是门(01.01.08)、或门（01.01.04）、非门（01.01.02）使010102保持供气，P1不会因弹簧力的作用而回到中位，手动气缸供气夹紧。（如图六）
⑥014（即手动气缸供气夹紧）与01202经是门（01.02.02）后，输出压缩空气供给010202（如图六），使自动气缸换向阀（P2）换向（如图二），自动气缸夹紧根据上述动作原理分析，相关的行程开关气路部分、控制按钮气路部分、执行气缸和换向阀气路、控制柜逻辑元件出现故障，都会使夹具不动作。采用排除法找到真正故障：
①首先指示灯正常，行程开关气路部分可以排除；
②如果手动气缸打不开，说明手动气缸已经供气夹紧，则可能因素为1、是门（01.02.02）故障;2、换向阀P2故障;3、010202的输出气压不够（如气管被焊接飞溅烧漏）也会使自动气缸不动作，原因是换向阀P2两端气控换向的活塞面积不同，010202端的活塞面积S2大，010201端的活塞面积S1小，使P(损失后的压力)*S2 ③如果手动气缸能打开，1、检查双手按钮P05.4是否损坏；2、检查执行气缸的换向阀P1是否损坏；3、排除上述外部气路没有故障后，根据动作原理对逻辑控制柜相关元件进行排除。 3、故障现象:焊接完后，按下双手按钮，定位销气缸不返回。手自动气缸均返回（行 焊装夹具调试及验收技 术要求 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】 +8AT项目焊装夹具 招标要求 项目名称：+8AT项目夹具新增/改造重庆力帆乘用车有限公司 目录 +8AT项目焊装夹具招标要求 1.简述 该项目承担重庆力帆乘用车有限公司(甲方)+8AT项目夹具新增/改造（详见附件一清单，但不限于清单内容）。乙方对以上工程负全面责任，以满足工艺、安全、可靠等方面要求。本项目为“交钥匙”工程。双方共同确认技术方案、工艺装备要求、供货范围及施工工程等，乙方须在该方案基础上进行完善并满足纲领和焊车需求；若后续发生工艺变更，双方协商解决或交付商务处理。本招标要求书主要针对该设备技术要求、功能描述、责任范围等进行明确，作为甲、乙双方履行合同的技术依据。 2.生产线设计及建设基本条件 电源：电压380V±10%、220V±10%、频率50Hz±2%； 冷却水压力： mpa；设备正常工作； 压缩空气压力：；设备正常工作； 820焊装生产线使用寿命为8年或总产量50万台。 3.生产线信息 生产节拍：288秒/台； 生产纲领：5万/年；251天。 生产班次：双班； 设备开动率：85%。 4.+8AT项目夹具新增/改造管理要求 乙方负责+8AT焊装SE分析(输出：时序图、焊接流程图，MCP/MCS，焊点分析及优化，焊接通过性分析，搭接性分析，焊接避让，干涉性审查等)、文件输出、工艺方案及布局图的详细设计，并反应出乙方的工艺规划及流程的合理性及可行性。 项目总计划时间大纲要求 该项目的管理流程中。 ⑴焊接总成的组成件； ⑵装入件名称、数量、零部件号； ⑶装件顺序； ⑷定位点、辅助定位、支撑点、压紧点的坐标位置； ⑸定位及压紧形式； ⑹操作高度700mm～800mm； ⑺焊接形式（是电阻焊还是二氧化碳焊）； ⑻所用设备的规格、型号及数量； ⑼前后工序，定位基准应统一； ⑽所装件的名称及件数； 未特殊说明部分按照行业通用规则进行提供。所有焊装夹具设计任务书的内容都必须经过甲方的认可。 5.+8AT项目焊装夹具主要技术总则 +8AT项目焊装夹具由乙方方案规划、设计、制作、改造、安装、调试、陪产等，主要包括： 820焊接生产线、吊具、输送机构、电气控制等。 焊装线/产品输送要求平稳、安全、可靠、准确。重复定位精度±。 汽车白车身焊接夹具的结构设计 一、焊接夹具的设计方法与步骤 1．在设计焊接夹具之前，应首先了解生产纲领、产品结构特征、工艺方法及生产线布置方式，作好充分的准备。参照国内外先进的夹具结构，并结合实际情况确定夹具总体方案。诸如是固定夹具还是随行夹具，机械化、自动化水平是高是低，几种车型主要夹具是否混型共用等。要准备好的工艺文件包括工序卡，技术协议，产品数模，夹具式样书，焊点文件。确定使用那种标准件，那种气动元件以及甲方的特殊要求。 2．根据焊件结构特点及所需焊接设备（焊枪或CO2）型号、规格，确定定位及夹紧方式（如果有式样书直接按照式样书上的夹紧定位方式即可）；同时根据冲压件的工艺特点及后续装配工艺的需要选择合适的定位点及关键定位点。大部分厂家已经规定好了零件定位的RPS孔和RPS面，不需要我们在制定定位基准了。但是大家也一定要了解如何确定定位的基准孔和基准面。3．主体机构确定后，便可确定辅助装置。如水、电、气回路，气、液动元件以及覆盖件外部焊点所需保护铜板等。 4．按照确定好的定位点开始3D设计。定位块要求在定位面的法向有3mm的调整量。定位销要求在与定位孔中心线垂直的平面上有两个方向的调整量。5．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，或提高自身的通用化、系列化程度。 二、焊接夹具的组成、结构及要求 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。 命名规则 （一）夹具底板 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底板上，因此在设计夹具底板时，应留有足够的位置来设立测量装置的基准槽和基准孔，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。 在甲方没有指定的情况下，夹具的底板采用如下的规格： 1、BASE长度在1m以内的，使用厚度16-18mm的板。型钢使用14＃槽钢。 2、BASE长度在1m – 2m之间的。使用厚度为20－22mm的钢板。型钢使用16＃槽钢。 3、超过2m的使用大于等于25mm厚的钢板。型钢使用20＃以上的槽钢。 4、BASE为焊接结构件。焊接后要进行退火去应力处理。表面要做防锈处理。并且在BASE面内刻线。 （二）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。一般采用45＃钢。型面要求表面淬火。定位销要耐磨并且有一定的刚度。一般采用40Cr调质，表面镀铬处理。压紧部分的要求与定位部件的要求一致。 定位销又分为固定、摆动、伸缩这几种。 当工件上的定位孔的中心线与BASE面垂直（垂直于取件方向），且定位销在工件的下面的时候，采用固定销。当定位销的轴线于BASE面（或取件 汽车车体焊接夹具设计基础 一、概念 汽车车体（BODY）大约由1000件以上的部件构成，大部分为铁皮。这些铁皮大多以点焊的方式结合在一起。焊接和时候必须把每个部件固定在规定的位置，这种有定位功能紧固功能的工具就叫夹具（JIG，治具）。制造车体的专用夹具叫车体夹具（车体设备）。 二、分类 动力源：手动夹具、气动夹具、电动夹具； 用途：通用夹具、专用夹具、组合夹具； 构造：固定式夹具、移动式夹具、悬挂式夹具； 设备：夹具、电焊机械、机器人、专用生产钱。 三、功能 A：精确定位； B：夹紧； C：引导； D：使用便捷； E：改善工作条件，降低产品成品。 四、设计流程 工件数模处理（WORK 预处理）→根据仕样书检讨定位夹紧位置→GUN插入→设计（2D、3D）→客户承认（相应出现的仕样变更和修改）→出图（2D）→提出购入品→精度表、回路图、节拍图 五、番线的作用 番线就是空间位置的号码线。 车身基准坐标（0线）是前车轴中心以及车宽的中心线。 下面主要介绍日本三大车系的番线表示方法： 丰田：左右都是用正数表示（当左右有差异的时候，仕样书上用RH/LH指示）； 本田：左右都是用正数表示（当左右有差异的时候，仕样书上用BR/BL指示）； 日产：车前进方向左侧用正数，右侧用负数。 六、夹具设计 车体夹具的定位原理：六点定 任何物体在在空间都有六个自由度。车体工件定位是用夹具将工件置于正确位置，也就是消除要件相对于夹具的六个自由度；定位方法一般用点、线、面的接触来实现。 我们常用的定位基本元件有： A、托块和压块； B、LOCATOR PIN（销）； C、V 槽和导向挡块。 1、常规夹具的部品名称； 焊装夹具设计 Q/JQ16089-2011 制定部门： 焊装工艺部 企业技术标准 代 替 号 标题： 焊装夹具气动元件选用规范 第 1 页 共 18 页 修订标记 文件号 更 改 内 容 修订页 修订日期 修订者 标准化 会 签 目 次 前 言 ..................................................................... 2 1 主题内容与适用范围 ..................................................... 3 2 规范性引用文件 ......................................................... 3 3 气动元件简介...........................................................3 4 气动控制基本原理 ........ ...............................................3 5 气动元件选用的基本原则 ................................................. 4 6 气动元件的选用规范 ..................................................... 4 6.1 气缸的选用.......................................................4 6.2 气控阀的选用....................................................13 6.2.1 气控阀的适用范围..........................................13 6.2.2 气控阀的型号表示方法......................................13 6.2.3 气控阀的选用..............................................13 6.3 接头、管子、单向阀、消声器的选用................................14 6.3.1 接头的型号表示方法及选用..................................14 6.3.2 管子的型号表示方法及选用..................................16 6.3.3 消声器的型号表示方法及选用................................16 6.3.4 单向阀的型号表示方法及选用................................17 6.4 三联件的表示方法及选用 (17) 车身焊装工位结构 1、焊装夹具基本构造 1.1、焊装夹具的用途（图1-1） 焊装夹具在车身生产中的作用是：通过夹具上的定位销（基准销）、S 面型块（基准面）、夹紧臂等组件的协调作用，将工件（冲压件或总成件）安装到工艺设定的位置上并夹紧，不让工件活动位移，保证车身焊接精度的一致性和稳定性。 1.2、焊装夹具基本构造（图1-2） 夹具的基本构造：如图1-2所示，由台板、支座、L 板、基准销、基准面、夹紧机构（气缸、夹紧臂、U 型限位块等）等组成。 1.2.1、台板（图1-2-1） a 、用途 用于安装夹具组件，上表面加工有坐标刻度线，用于夹具基准状况的检测。 b 、安装要求 台面应处于水平状态（工艺设计要求倾斜放置的除外），安装时用测量仪、水平仪或透明胶管灌水检查校水平。多台连线安装的夹具（特别是采用举升自动搬送的装置），同轴度和水平度、节距应符合设计要求。 1.2.2、支座（图1-2-2） a 、用途 用于支撑夹具台板、夹具高度调节和安放水平调整，使夹具按工艺布置要求定置安放。 b 、安装要求 连接螺栓紧固可靠，调节螺杆应有垫板支撑，夹具定置调整符合要求后，要将调节螺杆螺母拧紧，若是大型夹具或连线夹具垫板应和基础预埋件可靠连接（焊接）。 图1-2-1 支座 1.2.3、L 板（图1-2-3） a 、用途 用于安装夹具型块（S 面元件）、基准销组件、夹紧机构、导向装置等夹具组件。 b 、安装要求 采用高强螺栓与台板连接，并配定位销定位，同夹具组件的连接也应采用高强螺栓连接，并配定位销定位。 1.2.4、基准面（S 面型块图1-2-4） a 、用途 将零件支承在正确的位置上，并支撑夹具夹紧机构的夹紧力。 b 、安装要求 基准面型块采用高强螺栓安装在L 板（或连接板）上，并用定位销定位，表面应经过调质处理，硬度在HRC48以上，一般会在基准面端部约10mm 宽的部位涂红色标记，基准面应与数模相符（用三坐标仪测量）。 图1-2-3 摘要 焊装作为汽车生产过程的四大工艺之一，焊接质量的高低对轿车车身尺寸的影响至关重要，可以说，在车身制造过程中，焊装是关键工序，是整个车身制造的核心，白车身焊接质量的优劣决定了整车的制造质量。焊接夹具是保证车身焊接质量的最重要因素，焊接夹具的主要作用就是保证所有焊接冲压件之间的相对位置以及焊接件的尺寸精度，合理的夹具设计、焊点规划、焊钳选择，可以确保焊接质量，降低生产成本，提高生产效率。 本文首先分析了汽车车轮轮罩焊装夹具设计的必要性和可行性；然后围绕车轮轮罩焊装夹具设计这一核心，通过对汽车焊装生产线、汽车焊装夹具的结构特点进行分析，归纳了焊装夹具的设计步骤和要点；重点对汽车车轮轮罩进行焊装工艺分析，研究了汽车车轮轮罩焊装夹具正确的夹紧位置及定位设计方式；最终完成汽车车轮轮罩焊装夹具的结构设计。 关键词：汽车；轮罩；焊接；夹具；设计 ABSTRACT Welding production process as a vehicle one of the four processes, the level of welding quality on body size of car is essential, can be said that the manufacturing process in the body, welding is the key process is the core of the whole body manufacturing, white body determines the merits of quality welding vehicle manufacturing quality.Welding fixture is guarantee body welding quality most important factor, the main role of welding fixture to ensure that all welding is the relative position between the stamping and welding parts for dimensional accuracy, and reasonable fixture design, solder joint planning, welding clamp selection, to ensure weld quality, reduce production costs and increase productivity. Firstly, this paper analyzes the automobile wheel cover design of welding fixture necessity and feasibility; Then around the wheel cover on the core welding fixture design, welding production line of automobile, car welding fixture to analyze the structural characteristics, summarizes the steps and welding fixture design elements; Focus on the car hood for welding wheel analysis of the technology of automobile wheel cover clamp welding fixture correct location and orientation design approach; Finally completed the car wheel covers the structural design of welding fixture. Key words: Automobile; Wheel Casing; Welding ; Jig; Design 汽车座椅骨架的焊接夹具毕业设计说明书 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08] 摘要 本文研究的是汽车座椅骨架的焊接夹具设计问题，要求使工件定位迅速，装夹迅速，省力，减轻焊件装配定位和夹紧时的繁重体力劳动。实现机械化，使焊接条件较差的空间位置焊缝变为焊接条件较好的平焊位置，劳动条件的改善，同时也有利于提高焊缝的质量。 本文首先分析了汽车座椅骨架焊装夹具设计的必要性和可行性；然后围绕座椅骨架焊装夹具设计这一核心，通过对汽车焊装生产线、汽车焊装夹具的结构特点进行分析，归纳了焊装夹具的设计步骤和要点；重点对汽车座椅骨架夹具的设计，包括基准面的选择，定位器的设计，夹具体设计，夹紧装置的设计。其中，基准面的选择是根据总成件的大小，确定基板的尺寸，然后从标准件库选出合适的基板；定位器的设计是保证焊件在夹具中获得正确装配位置的零件和部件，应利用先装好的零件作为后装配零件某一基面上的定位支撑点，可以减少定位器的数量，提高装配精度；夹具体的设计是通过控制焊件角变形的夹紧力计算和控制焊件弯曲变形的夹紧力计算来确定的，通过公式计算得出拘束角变形所需的单位长度（焊缝）夹紧力q为N，阻挡弯曲变形所需的夹紧力q为208711N，再根据焊件形状、尺寸来完成夹具体的设计。 夹紧装置的设计是本文设计的重中之重，这次设计的主要核心是通过气缸来改善传统手动夹紧的的繁重体力消耗以提高生产效率。根据要求，设计气缸主要是对工件的夹紧，所以应该选择双作用气缸。本文通过公式的计算确定一种缸径D为50mm，另一种缸径D为75mm。合理的气缸选择，合理的气动原理思路，极大地提高了生产效率和产品质量。 汽车白车身焊接夹具的结构设计 汽车工业装备是最近兴起并迅猛发展的一个新兴行业。其实在这之前它也存在着，但由于汽车制造厂的车型更换没有现在这么的频繁，种类这么的多样化，且车型更换时变化最大的就是白车身。这就要求其对应的焊装线能跟上汽车车型和种类的变换。在这种情况下突出了焊装线在汽车生产和制造中的作用，使得人们越来越重视它。在汽车焊接流水线上，真正用于焊接操作的工作量仅占30%～40%，而60%～70%为工件的辅助和装夹工作。因为工件的装夹是在焊接夹具上完成的，所以夹具在整个焊接流程中起着重要作用。 在焊接过程中，合理的夹具结构，有利于合理安排流水线生产，便于平衡工位时间，降低非生产用时节降低生产成本。对于具有多种车型的企业，比如说一汽、沈汽、上汽等。如能科学地考虑共用或混型夹具，还有利于建造混型流水线，提高生产效率。 为提高我们汽车焊接夹具的设计水平，对汽车焊接夹具原理、结构及设计方法、原则有一个更深入的了解，在此把我自己的一些见解和经验与大家一起探讨。 一、汽车焊接工艺特点 （一）白车身的材料与结构 汽车焊接材料主要是低碳钢的冷轧钢板，镀锌钢板等。它们可焊性好，适宜大多数的焊接方法，但由于是薄板件，因而刚性差、易变形。在结构上，焊接散件大多数是具有空间曲面的冲压成形件，形状、结构复杂。有些型腔很深的冲压件，除存在因刚性差而引起的变形外，还存在回弹变形。这都是在夹具设计构成中应该考虑的问题。 （二）焊接方法 汽车焊接方法主要有CO2气体保护焊和电阻焊。CO2气体保护焊应用范围较广，且对夹具结构要求不十分严格。主要注意防止焊接产生的飞溅。相应采取的措施有主要有夹具表面镀铜、主要夹紧定位部件包铜皮、加装保护盖板等措施。 电阻焊是在汽车白车身焊接中主要采用的一种焊接方法。对夹具要求严格，尤其是多点焊和机器人点焊。要求焊接夹具对工件定位准确，操作方便且焊接牢固可靠。 （三）焊接工艺流程 汽车焊接的基本特征就是单个零件到部件再到总成的一个组合再组合的过程。从零件到白车身焊接总成的每一个过程，既相互独立，又相互联系，因此组件的焊接精度决定着部件总成的焊接精度，最后影响和决定着车身焊接总成的焊接精度与质量，这就要求相互关联的组件、部件及车身焊接总成夹具的定位基准应具有统一性和继承性，只有这样才能保证最终产品质量，即使出现质量问题也易于分析原因，便于纠正和控制。 白车身的焊接过程以流水线生产为主，所以夹具设计应有利于流水线的布置和设计，同时也考虑给生产管理提供方便。 （四）可操作性 我们这里讲的科操作性就是指焊接夹具的使用操作是否方便灵活。一台焊接夹具不仅要保证工件的定位准确，夹紧牢固可靠。还要保证操作者能方便的把零件摆放到夹具上定位夹紧，方便的操作焊枪进行焊接，方便的取出工件。我总结为“三个方便”。要实现这三个方便就要从整体去考 焊装夹具设计手册 一概念及名称 1 . 基准点及车线的规定 一般情况下汽车坐标系的原点规定为车前轮轴心线的中点。 TL或X――表示车长以车前轮为原点向车尾方向为正，向车头方向为负。 BL或Y――表示车宽以车的对称中心线为原点，面对车的行驶方向，向右为正，向左为负。 WL或Z――表示车高以车前轮为原点，向上为正，向下为负。见图1－1；有时，汽车生产厂家也可自行规定基准点及坐标系的位置。 图1－1 由于夹紧位置的需要而将夹紧单元旋转一定角度时，其车线的标注如图1－2，其中α≤45o 图1－2 2.夹紧单元（POST） 一个典型的夹紧单元通常包括L板、支板、夹紧臂、定位块、垫片、回转销、定位销、定位销连接板、到位止动块或限位块,、连接板、气缸等。见图1－3 图1－3 3.夹具 一套完整的夹具一般包含若干夹紧单元（POST）、基板（BASE）、举升机构（LIFTER）甚至旋转机构。根据操作方式可划分为手动夹具、气动夹具及液压夹具；根据控制方式可划分为气控夹具、电控夹具等。见图1-4（手动夹具）, 见图1-5（气动夹具）。 图1-4 图1-5二基板（Base板） Base板一般由槽钢与钢板焊接而成。槽钢多采用10#、12#、14b#、16#、20#、25b# 等，钢板厚度多采用t=20mm或t=25mm（此为加工完成的厚度，选用毛料时，因考虑加工余量，相应的板厚取t=25mm或t=30mm）。对于小夹具或滑台等亦可采用t=30~40mm的钢板焊接而成，而对于总拼夹具以及顶盖装焊夹具，其滑台及支架则可采用矩形方管与钢板焊接而成。 的最大外形尺寸 对于Base的设计应充分考虑焊接及加工的工艺性，以及吊装、运输等方便 大于2m 而对于较宽大的Base，为了使其便于加工，往往将其划分为若干个Base，Base间则以支架相联接，此时该Base的单侧或双侧就需加工。见图2-2（单侧），见图2-3（双侧）。 2021年汽车焊接夹具结构设计研究 随着我国科技的发展，汽车焊接夹具的结构设计已经有了很大的进步。但是由于我国仍处于发展中国家，科技水平相对落后，我国的汽车焊接夹具的结构设计还存在很多问题。所以汽车焊接夹具结构设计的研究具有重要的现实意义。 1汽车焊接夹具的发展现状 随着我国汽车需求量的增加，汽车生产制造商也不断的增多，汽车制造产业也不断地进行优化，现在汽车的生产中，汽车焊接技术也得到了可持续发展，而且随着汽车生产厂家的增多，汽车焊接夹具的设计内容上也有了明显的进步，但与一些发达国家相比较，我国的科技水平相对落后，汽车焊接夹具的结构设计也存在很多问题。对于很多中小企业来说设计的应用达不到理想的效果，而一些大企业常常会选择进口汽车工艺发达国家的焊接夹具，但是这样会使汽车制造的成本增加，会使售价提高，给消费者带来一定经济压力的同时也给企业带来了销售风险。所以现在我国的汽车焊接夹具设计仍有很大的进步空间，我国汽车制造行业应该在现阶段以达到科学水平的基础上保证技术设计的合理性，提高产品的质量，从而将我国汽车制造行业推上一个新高度。 2汽车焊接夹具的重要性 汽车焊接夹具在汽车的整个制造过程中都占有重要的地位。在车身的装配焊接过程中，需要利用装焊夹具定位加紧车身零件和车身组装件使车身制造的各个零件组装的尺寸合格。焊接夹具能够保证焊接 工艺的正常进行，在汽车制造焊接工艺运用过程中焊接夹具可以起到固定的作用，保证汽车焊接工艺的质量。另外结构设计合理的汽车焊接夹具能够大幅度的减小工作人员的工作强度，节省工作时间，保证焊接质量。 3焊接工艺的介绍 3.1焊接夹具的材料和结构 汽车焊接材料的选择是个很严谨的工作，科学合理的选择汽车焊接材料在汽车焊接夹具的过程中具有重要作用。我们在选择汽车焊接材料时要在考虑汽车制造成本的基础上重视材料的耐用性。经过我国长时间的材料研究，现在我国大部分汽车制造企业都采用低碳钢或者镀锌钢板来生产焊接夹具，在长时间的使用中发现这种材料的焊接性能比其他的材料要好，但是这只能说明这种材料是制作焊接夹具相对较好的使用材料，这种材料也存在一定的局限性，材料较薄，在焊接过程中容易遭受损坏。所以在汽车焊接夹具的结构设计方面，必须考虑多方面的因素，设计出更加科学合理的汽车焊接夹具。 3.2夹具的焊接方法 夹具的焊接方法也有很多，目前，我国使用最广泛的焊接方法有CO2气焊法和电阻焊。虽然这两种焊接方法使用比较广泛，但是这两种焊接方法也存在很多问题。CO2气体保护焊的方法相对于其他焊接法来说有比较明显的优势，但是CO2气体保护焊法对于夹具的要求不是很高，所以利用这种焊接法生产的焊接夹具不能达到国家规定的汽车焊接夹具的标准。与CO2气体保护焊法相比电阻焊能够提高夹 2012年 第 3 期 https://www.360docs.net/doc/274098013.html, 车身技术 ody Technology B ■ 安徽江淮汽车技术中心/王 艳 车身开发主要分为设计和制造两大阶段。模夹具设计制造是车身制造的关键技术。在车身的设计过程中综合考虑车身制造过程中的各种工艺因素，同步考虑模夹具的制造可行性，可以避免在工装制造和车身制造过程中出现大量的工艺问题。 白车身拼焊夹具是实现车身制造工艺的一个重要组成部分。目前夹具的概念设计大量使用三维软件，缩短了夹具的设计周期，推进了夹具的标准化进程。但是在装夹方案构思、定位夹紧点的分配上很难得到最优化的结果，MCP （Master Control Point ）即夹具式样书弥补了这一不足。夹具式样书对夹具的主要定位夹紧点进行规划，保证板件的配合精度也即保证了白车身的拼焊精度。 MCP 相关概念 MCP 意为主要控制点，是产品（板件－分总成－白车身）质量控制的主要基准点，是焊接夹具的基准点，可以使产品质量波动最小化，需要在产品设计阶段同步完成。MCP 贯穿产品生产的整个过程，如产品设计、冲压、焊接以及白车身检测。 MCP 主要定义于下述位置：零件的重要功能面，零件冲压或者焊接过程中易于控制定位精度的位置，零件强度较高的区域以保证零件定位的可靠性，易于测量的位置。 1. MCP 的组成 MCP 主要由三部分组成：定位夹紧位置布局图MCP Lay －out 、夹紧定位说明表MCP table 和夹紧定位断面图MCS 。 （1）MCP Lay －out 即定位夹紧位置布局图，主 白车身拼焊夹具MCP 要描述主要基准点在板件及总成上的设定位置，主要包含MCP 编码、MCP 具体设计位置以及其他一些相关信息。 （2）MCP table MCP table 是夹紧定位说明表，主要描述了夹紧、定位、支撑等信息，并用相对应的符号表示；主要包括MCP 编号以及该MCP 的符号说明。 （3）MCS MCS 是Master control section ，即夹紧定位断面图。 MCS 是在定位孔、夹持点位置沿车身坐标方向或夹持方向做断面，断面图中详细显示定位销的类型、夹紧的布置及方向。夹紧定位断面图MCS 是夹紧定位布局图完成后下一阶段的工作，主要表达板件控制方式的相关信息如夹紧、板件接触、支撑等。 MCS 断面图主要包含以下信息：支撑块位置及所用材质；定位销位置是否为伸缩销，以及定位销的方向是否与车身线平行；夹紧位置及方向；控制点是否可调；零件信息即零件图号；其他信息如导向、公差等。 2. MCP 设计输入条件 在着手进行M C P 设计之前，必须有一定的输入条件，包括产品设计和工艺设计方面的相关信息，以确保设计输出的MCP 能准确指导夹具的设计制造，最终保证现场生产。 （1）产品设计输入 包括零件三维数模、零件信息（材料、尺寸、板厚）、每个焊接总成的零件构成和特殊公差要求。 （2）工艺设计输入 如附图所示，包含车型信息及其变形产品、生产纲领、各生产线工艺划分、生产节拍、设备信息（夹具、检具等）、初步工艺流程图、焊点布局图、工艺平面布局图以及MLP 文件。 另外，MCP 开始设计前还应注意检查附表所示的内容。 汽车焊装夹具设计 主要内容 工艺分析流程 夹具三维建模 ?二维转图及尺寸标注 零件加工流程 气路分析 学习体会 2011年11月17 2 在开始进行夹具设计前需要进行工艺分析条件注入，要求我们完成以下几个工作内容: 1、根据数模|、产品图、参考车工艺进行焊接SE分析，编制焊接工艺流程并提出定位孔并编MLP、 MCP； 2、根据设计纲领、数模|、产品图、参考车工艺、焊接工艺流程，初步确定夹具数量； 3、根据工艺路线、夹具数量进行工艺平面布置图 的设计； 4、初选焊钳图库； 5、工位节拍、安全管理及详细工艺方案； 6、物流要求。 夹具公司根据整车厂提供资料将完成夹具的设计制造，如下图所示 2011年11月17 3 2011年11月17 4 数模 焊接图、涂胶图等装配数模夹具清单 确定工件摆放姿态焊钳选型、建模 初编工艺卡 指导生产 焊点分析 建模完成焊接操作性检查修改焊钳模型二维图检查确定装焊顺序 计算动作节拍 MLP 、MCP 生产线节拍 二维出图加工制造 其中动作时间的计算参考标准如下： 1、装件时间：小件2秒，大件5秒； 2、夹紧、松开时间：每级2秒； 3、夹具举升、旋转时间：各5秒； 4、滑台平移（气动）：根据平移距离按平均0.1米/ 秒的速度计算；（一般行程0.5米） 5、输送线升降时间：根据升降高度按平均0.1米/秒 的速度计算：（一般行程0.5米） 6、输送线前进、后退时间：根据升降高度按平均8 米/分钟的速度计算；（一般升降高度4米） 2011年11月17 5 焊接时间的参考计算； 1、点焊：3——5秒每点，根据焊接部位、焊钳大小 操作方便性确定。一般中小夹具：每点4秒，地板 大焊钳工位每点5秒，侧围补焊、车身补焊每点3秒。 换枪时间5秒。以上包括焊枪移动时间。 2、弧焊：连续焊10毫米/秒 3、凸焊螺母、植钉：5秒/个 4、涂胶：连续涂胶20毫米秒，涂胶胶点2秒点。 2011年11月17 6 现代汽车白车身焊接夹具结构设计概述汽车工业装备是最近兴起并迅猛发展的一个新兴行业。其实在这之前它也存在着，但由于汽车制造厂的车型更换没有现在这么的频繁，种类这么的多样化，且车型更换时变化最大的就是白车身。这就要求其对应的焊装线能跟上汽车车型和种类的变换。在这种情况下突出了焊装线在汽车生产和制造中的作用，使得人们越来越重视它。在汽车焊接流水线上，真正用于焊接操作的工作量仅占30%～40%，而60%～70%为工件的辅助和装夹工作。因为工件的装夹是在焊接夹具上完成的，所以夹具在整个焊接流程中起着重要作用。 在焊接过程中，合理的夹具结构，有利于合理安排流水线生产，便于平衡工位时间，降低非生产用时节降低生产成本。对于具有多种车型的企业，比如说一汽、沈汽、上汽等。如能科学地考虑共用或混型夹具，还有利于建造混型流水线，提高生产效率。 为提高我们汽车焊接夹具的设计水平，对汽车焊接夹具原理、结构及设计方法、原则有一个更深入的了解，在此把我自己的一些见解和经验与大家一起探讨。 一、汽车焊接工艺特点 （一）白车身的材料与结构 汽车焊接材料主要是低碳钢的冷轧钢板，镀锌钢板等。它们可焊性好，适宜大多数的焊接方法，但由于是薄板件，因而刚性差、易变形。在结构上，焊接散件大多数是具有空间曲面的冲压成形件，形状、结构复杂。有些型腔很深的冲压件，除存在因刚性差而引起的变形外，还存在回弹变形。这都是在夹具设计构成中应该考虑的问题。 （二）焊接方法 汽车焊接方法主要有CO2气体保护焊和电阻焊。CO2气体保护焊应用范围较广，且对夹具结构要求不十分严格。主要注意防止焊接产生的飞溅。相应采取的措施有主要有夹具表面镀铜、主要夹紧定位部件包铜皮、加装保护盖板等措施。 电阻焊是在汽车白车身焊接中主要采用的一种焊接方法。对夹具要求严格，尤其是多点焊和机器人点焊。要求焊接夹具对工件定位准确，操作方便且焊接牢固可靠。 （三）焊接工艺流程 汽车焊接的基本特征就是单个零件到部件再到总成的一个组合再组合的过程。从零件到白车身焊接总成的每一个过程，既相互独立，又相互联系，因此组件的焊接精度决定着部件总成的焊接精度，最后影响和决定着车身焊接总成的焊接精度与质量，这就要求相互关联的组件、部件及车身焊接总成夹具的定位基准应具有统一性和继承性，只有这样才能保证最终产品质量，即使出现质量问题也易于分析原因，便于纠正和控制。 白车身的焊接过程以流水线生产为主，所以夹具设计应有利于流水线的布置和设计，同时也考虑给生产管理提供方便。 （四）可操作性 我们这里讲的科操作性就是指焊接夹具的使用操作是否方便灵活。一台焊接夹具不仅要保证工件的定位准确，夹紧牢固可靠。还要保证操作者能方便的把零件摆放到夹具上定位夹紧，方便的操作焊枪进行焊接，方便的取出工件。我总结为“三个方便”。要实现这三个方便就要从整体去考 基于CATIA汽车焊装夹具设计流程 1 Project文档Directory的预备 1.1创建Project Directory 具体位置请向你的System Administrator问询。其目录结构，如图1.1所示： 图1.1 文档目录结构 1.2 文件名命名规则 ◆工件：工位代号—UNIT号—零件序号（与相应图纸图号相比，少项目代号） 例：FW002L-00-00 ——FW002L工位的GA FW002L-01-00 ——FW002L工位的U01 FW002L-01-01——FW002L工位U01的零件01 ◆标准件：名称与标准件号一致。但若文件内容更改，文件名也要作相应修改。 ◆外购件：名称与样本订购编号一致。气缸后面加“_ 实际应用行程” ◆国标件：国标号_型号例：GB93-87_8 代表弹簧垫圈8 2 CATIA 设计过程中的工作环境 如图2.1所示，设计所涉及的模块包括： 2.1零部件设计 做基本PART 的设计，对某个PART 一般设计和修改时所在的工作状态。 2.2装配件设计 在对PRODUCT 操作和修改时所在的工作状态。可以完成装配和新建产品和零部件。 2.3草图绘制器 图2.1 CATIA 主要模块 当新建文件时要先画草图再拉伸，当在PART下画草图时自动进入该状态。按工作台按钮自动退出。 2.4工程图绘制 做二维图时所在的状态。新建DRAWING时自动进入。 2.5线框和曲面设计/创成式外形设计 是在操作PART时的一种状态，可以和零部件设计状态互换，当一些操作在零部件设计状态下不能完成时可以在该状态下完成。如画圆、作曲面的有关操作时。 3设计步骤 3.1 新建PRODUCT文件为工位总成 图3.1 新建产品对话框 汽车焊装夹具路气路设计要点与优化思路分析 摘要气动夹具因其操作方便快捷、动力源洁净成本低廉等优点，在汽车焊装夹具中得到广泛应用。车身焊装是车身制造的重要工序，是汽车制造水平的重要保证。车身的焊接质量对车辆的制造水平、使用年限和驾驶舒适性有直接的影响。本文就汽车焊装夹具路气路设计要点与优化思路展开探讨。 关键词汽车；焊装夹具；气路；设计与优化 引言 伴随人们的生活水平提高，在城市里汽车的保有量不断上升。作为汽车生产一个主要工艺的焊装，会对汽车整体美观与外形产生直接影响。所以需要汽车生产厂家高度重视，将汽车车身焊装水平与焊装工艺设计水平提高。 1 车身焊装的工艺设计 在汽车制造的四大工艺（冲压工艺、焊装工艺、涂装工艺、总装工艺）中，每一道工艺都汽车制造质量产生重要的影响。而其中焊装工艺对于汽车产品的外观美观与否有着直接关联，这也是用户接触汽车产品最直接的印象。因此，必须重视车身焊装工艺的合理性与科学性，在有限的资源背景下，提高焊接工作质量，提升焊接工作效率。这就需要工艺设计人员熟悉和了解不同车体车身特性，加强与车身设计人员、内饰设计人员、焊接生产人员的多方沟通，为车身焊装工艺设计科学的可行性方案，保证焊装工艺设计的科学性与先进性。车身的焊装过程实际上是零件的组合或部件组装，然后几个组件或零件形成一个整体。在焊装工作之前，应有详细焊装工艺文件来指导焊装工艺开展，保证每一批次焊装工艺质量，提高焊装效率。焊装工艺设计的焊装工艺卡，是指导焊装工艺装配与焊接的工作依据，同时，针对不同零部 件焊装衔接工作，就根据焊装工艺要求、生产设备自动化程度、输送距离等，确定焊接每一道工序的生产时间，从而确保焊接工序科学有序地开展。汽车车身焊装工艺设计的要点主要有：一是焊装工序卡制定：根据车身设计要求，对焊装工艺的每一道工序提出详细要求，并对整个工艺流程中每个部件的装配与焊接顺序提出要求。二是提出满足一中规定的工序内容所需的通用焊接设备清单，清单应包含设备规格、型号和台数等。三是为完成满足产品特殊要求的工序、工步，确定专用设备仪器清单及其规格型号，提出相应的技术条件。四是为了保证焊装工艺满足要求，需重视监督检查，通常情况下，应设立首末件检验，检查和验证焊装工作质量，保证下一工艺或生产工序顺利进行。五是基于上述工艺设计的内容，可绘制出装焊车间的初步平面布局规划[1]。 2 焊装工艺的设计所遵循原则 通常情况下，汽车车身主要采取点焊方式进行焊装，优先选取固定的电焊机作为电阻点焊的接头，如果车身相对较长，且是采取平坦大件焊装加强板、小件与螺母板等零件时，需要选取固定的电焊机。另外，如果是小件，可以在夹具上实施定位的焊装，仅需要手持夹具或是采取大力钳夹紧固定，即可经固定点的电焊机进行焊装，防止焊装夹具上出现过多定位，造成整个空间过度密集，加大作业的强度，将劳动效率降低[2]。 3 气路优化设计 （1）电控优化思路。在电控气路中，由于没有逻辑部分，因此优化的需求性没有气控气路那么大。优化的方向，总的来说有两个方向。①同时序动作。在设计详细的设备时序时，尽可能的将各动作的周期设计成一致，这样可以将其放置于同一阀组上，节省了空间与电气信号I/O端口。在方向阀的选择上，需要注意方向阀的气体流量是否足够提供全部气缸所需的流量。一般需要按照20%或者更多的气流量来保证气缸的平稳运转。②独立回路。在多工位的设备中，为了节省成本，很多时候会多设备共用一个回路。这在安全性，维保性方面有 汽车车身焊装工艺概述 第一节焊装工艺分析 工艺性好坏的客观评价标准就是在一定的生产条件和规模下，能否保证以最少的原材料和加工劳动量，最经济地获得高质量的产品。影响车身焊装工艺性的主要因素有生产批量、车身产品分块、焊接结构、焊点布置等。一．生产批量 车身的焊装工艺主要由生产批量的大小确定的。一般来说，批量越小，夹具的数量越少，自动化程度越低，每台夹具上所焊的车身产品件数量越多；反之，批量越大，焊装工位越多，夹具数量越多，自动化程度越高，每台夹具上所焊的车身产品件数量越少。 1．生产节拍的计算 2．时序图设计 时序图（TIME CHART）是指一个工位从零部件上料到焊好后合件取料的整个过程中所有动作顺序、时间分配以及相互间互锁关系，这些动作包括上下料（手动或自动），夹具夹紧松开，自动焊枪到位、焊接、退回以及传送装置的运动等。 由于每个车身装焊的零部件数量一定，焊点数量一定，焊接时间一定，要达到一定生产节拍内完成所有焊接，就必须将工序分开，分工位上料、焊接。二．车身产品分块 分块是将车身外壳体分成若干块便于冲压和焊装的零部件、组合件、分总成和总成。合理的分块不仅有利于形成良好的装配质量，并可有效地简化和优化制造工艺。 汽车白车身是一个尺寸很大的复杂的焊接结构件，设计制造时常常是将车身总成合理地划分为若干个部件和组合件，分别进行装配焊接成分总成件，然后再装配焊接成总成结构，这样化复杂为简单，化大为小，可以大大提高劳动生产率，改善结构的焊接工艺性。 1．结构分离面 将白车身总成分解为若干个分总成，相邻两个分总成的结合面称为分离面。分离面可以分为两类： （1）设计分离面 根据使用上和构造上的特点，将汽车车身分成为可以单独进行装配的分总成，如发动机罩、行李厢盖、车门、车身本体等，这些分总成之间的结合面，称为设计分离面。 设计分离面一般采用可拆卸的连接，如铰链连接，以便在使用和维修过程中迅速拆卸和重新安装，而不损坏整体结构。 （2）工艺分离面 在生产制造过程中，为了适应制造装配的工艺要求，需要进一步将上级分总成分解为下一级分总成，甚至小组件，进行单独装配焊接，这些下一级分总成或组件之间的结合面，称为工艺分离面。例如车身本体总成分解为前围、后围、地板、左/右侧围、顶盖六大分总成，这六大分总成分别平行进行单独装焊，而后总装在一起进行焊接，这些分总成之间的结合面就是工艺分离面。工艺分离面一般采用不可拆卸的连接方法，如焊接、铆接等。它们最终构成一个统一的刚性整体。 三．焊接结构 由于汽车车身除某些加强构件外，主要都是由低碳钢薄板冲压零件焊接而成，其厚度在0.6mm～1.5mm范围之内。采用最多的焊接方法是电阻点焊，它将工件(PANEL)以200～300kgf程度加压至焊枪的铜电极，并瞬间（0.16～0.2秒）通过大约1万安培的高电流，以电极接触点发生的电阻热熔融结合的焊接方法。在一辆小车的车体中大约有3000个焊点，其大部分为两层焊，根据结构也有3～4层焊。 当生产批量不大和具有密封要求的连接处，以及开敞性差的焊缝，一般采用二氧化碳气体保护焊。 1．焊接接头型式 焊接连接处称为焊接接头。因电阻点焊的要求，车身结构的基本焊接接头型式主要是搭接接头和弯边接头。 弯边接头的焊点操作性优于搭接接头，因为弯边接头焊点直接暴露在操作台面一侧，选用小型“X”型焊钳就能很方便地进行焊接。 考虑焊接强度，弯边接头起到相当于加强梁的作用，可增大结构强度，但翻边因受冲压工艺的限制，导致贴合不理想，易产生焊接缺陷，而且弯边接头的焊点抗正应力能力比抗剪切能力差，总的对焊接强度增大不大。 考虑焊接精度，搭接接头焊点质量主要决定于工装的精度。而弯边接头焊接 白车身焊接夹具逻辑气路的故障维修 在汽车制造行业中，白车身焊接夹具采用气动逻辑控制方式的应用很广泛.然而如果逻辑气路出现故障，将使夹具无法完成规定的动作，从而影响到生产，现在大多数维修人员都是依靠经验方法判断故障，但缺乏系统的理论分析，遇到较复杂的问题时，很难找到故障的真实原因，浪费了很多时间，走了很多弯路，还不一定能解决。当设备出现故障时，及时的排除故障是维修人员的职责，因此逻辑气路故障现象的正确分析，将是减少设备停台时间的关键因素。 现以一汽大众焊装车间奥迪C6 OP140工位焊接夹具为例介绍逻辑气路的故障分析方法。 了解焊接夹具的动作顺序 （图一）焊接夹具时序图 1、放入焊接工件 1.01R-1.02R）自动气缸（ 2.01R-2.06R）定位销气缸（ 3.01R-3.02R） 2、手动气缸夹紧 夹爪位置手动气缸（1.01V-1.02V）自动气缸（2.01R-2.06R）定位销气缸（3.01R-3.02R）3、按下双手按钮 1.01V-1.02V）自动气缸（ 2.01V-2.06V）定位销气缸（ 3.01R-3.02R） 进行焊接作业 4、再次按下双手按钮 夹爪位置手动气缸（1.01R-1.02R）自动气缸（2.01R-2.06R）定位销气缸（3.01V-3.02V） 取出焊接件 5、踩下足踏按钮 1.01R-1.02R）自动气缸（ 2.01R-2.06R）定位销气缸（ 3.01R-3.02R） 读懂逻辑气路图，弄清逻辑关系 如图二、图三、图四所示为逻辑控制柜外部气路 如图五、图六、图七所示基本上为逻辑控制柜内部气路 （图二） （图三）焊装夹具调试及验收技术要求
白车身焊接夹具的结构设计示例
汽车焊接夹具设计基础
焊装夹具气动元件选用规范1.(DOC)
白车身焊装工位结构介绍
汽车车轮轮罩焊装夹具设计
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