分析车身焊接夹具的设计规律论文5则范文

分析车身焊接夹具的设计规律论文5则范文（共5篇）

篇1：分析车身焊接夹具的设计规律论文5则范文

在我国的汽车研制以及生产过程中，焊装过程、总装过程以及涂装过程都是其中非常关键的核心内容。在汽车焊接装配的过程中，为了有效地保障车身的焊接质量，要对焊接夹具的质量进行有效的控制以及把关。作为焊接装配的重要组成部分，焊接夹具的质量直接关系到汽车车身的具体形状以及精度和尺寸。因此在汽车设计过程中我们要对汽车焊接夹具的设计以及生产质量给予足够的重视。只有在汽车制造过程中有效地控制汽车夹具的质量和精度，才能够保障汽车车身的制造质量，保障车身的最终精度要求和汽车的生产周期的控制。我国汽车行业中汽车车身的主要结构特点

在汽车车身制作过程中，我们通常采用的结构是由内外覆盖件以及骨架件部分构成的。车身覆盖件的钢板厚度通常控制在0.8mm到1.2mm，骨架件的钢板厚度控制在1.2mm 到2.5mm，在设计以及制作过程中上述的部件厚度是一个非常严峻的挑战。

1.1 汽车车身的结构较为复杂，对于汽车车身的绘制以及造型有很大的难度

汽车车身构件都是薄板冲压件，这些相关的零件多是拉延而成的多维曲面体，结构比较复杂，在装焊成组件或壳体的时候，还需要考虑到车身造型，同时由于组件或壳体刚性的限制，给设计中的图纸绘制和三维造型带来难度。

1.2 汽车车身没有很强的刚性，对于车身的形状保持以及固定有很大的难度

薄板的加工工艺是冲压，这种制造方法会造成产品刚性不足，和普通机械加工件对比刚性相差较大，这种过于柔韧的冲压件不利于固定和保持形状，因此设计焊接夹具必须保证工序件焊装的要求，同时也需要保证整体焊接精度，满足装配的基本要求，这给焊接工作也带来了困难。

1.3 在汽车车身的设计过程中利用三维特征会出现焊接尺寸标准的问题

汽车车身的焊接具有非常强的三维空间特征，而且三维跨度非常大，这给焊接夹具设计中的尺寸标注带来了一定的困难。为保证夹具能符合要求，必须对车身进行空间坐标标注，为夹具的空间尺寸特征提供必要的参数。三维坐标标注非常困难，相应的精度要求也更高。根据实际生产经验，部分焊接夹具的失误就源自三维坐标的标定失误。汽车车身在焊装过程中焊接夹具的主要特点

2.1 汽车车身焊接夹具的主要结构特点

汽车焊接夹具的主要特点有两个，首先是汽车焊接夹具的体积非常大，其次是汽车焊接夹具的结构较为复杂。在实际的设计以及生产过程中为了便于车身加工以及装配，同时也有利于后期的使用维修等，我们通常采用焊接夹具分解的方式来进行设计以及生产。汽车焊接夹具在装配过程中主要有三个基准装配点。首先是左围板基准;其次是右围板基准，最后是底板基准。我们要在相关的平面上进行坐标线的设定，基准槽的设定，只有按照相应的坐标线基准以及基准槽进行装配作业以及检测，同时还要将每一个相关的分体部件组合起来，才是一个合格、达标的车身焊接夹具，才能够在生产装配过程中进行使用。

2.2 汽车车身焊接夹具的主要定位特点

在汽车焊接夹具中，定位元件的外形大多数是不规则的，因此在汽车焊接夹具中，标准件的使用少之又少，基本没有应用的空间和条件。在焊接夹具的使用过程中，定位是一个非常重要的加工环节，我们要将被焊接的部件进行夹具定位，这样能够有效地保证各个部件之间不出现干涉情况。关于定位问题在设计过程中要求充分利用和挖掘各个元件在工作过程中的配合关系，在实际的使用过程中我们通常采用定位支撑进行定位。需要强调的一点是，如果在车身装配的过程中对施工要求不高，可以在操作过程中不使用焊接夹具。

2.3 汽车车身焊接夹具的主要夹紧特点

在生产过程中，车身冲压经常采用电阻焊接的方式。在点焊加压的方向和加工件受力方向一致，同时保证焊接压力不导致焊接件变形，在工件的定位基准以及装配位置不受焊接压力影响的情况下，我们可以忽略夹紧机构在加工过程中的作用。焊接的过程主要是针对两个相邻工件，这样就说明夹紧点在加工过程中较多。这种情况下，电阻焊的焊接工艺应用会很大程度上提升焊接加工的加工效率，有利于装卸时间的减少。在针对薄板进行夹紧操作的过程中，重点就是要准确地找到支撑点，这是由于冲压件在受力的作用下，夹紧参数会出现变化，因此焊接夹具的夹紧要保障工件在加工过程中不出现变形问题。焊接夹具的夹紧器材的材质，我们通常使用碳钢材质以及不锈钢材质。这些材质的夹紧效果在实际的生产过程中较为明显、可靠。汽车车身焊接夹具的主要设计规律

3.1 在焊接夹具的设计过程中要对精度进行有效的控制

在焊接夹具的设计过程中我们要对焊接夹具的精度进行有效的控制，主要分为了两个方面。首先是要保障焊接夹具的精度标准在设计过程中得到有效的落实;其次是要保障设计提出的精度要求在装配过程中能够有效的实现。

3.2 在焊接夹具的设计过程中要遵循设计过程的六点定则

焊接夹具的设计六点定则主要就是要对六个方向的自由度进行有效的控制，我们在设计过程中要通过相邻件的相互制约以及夹紧的定位来有效地控制运动自由度。在设计过程中要保障夹具的精度范围在产品的装配精度要求内。在定位面的选择上要尽量选择多面定位，保障焊接夹具的精度达到标准要求。

3.3 在焊接夹具的设计过程中要对分块定位给予足够的重视

在车身焊接夹具的设计过程中要充分的考量车身分块定位问题，设计过程中遵循的设计原则主要有三点。首先是焊接装配过程中要保障底板加强梁加工以及位置精度;其次是要对车身的前后两个风窗口的装配尺寸精度进行设计保障以及要求;最后是要对车身门洞的装配尺寸进行设计保障。

3.4 在焊接夹具的设计过程中要对结构的夹紧设计给予足够的重视

在汽车车身的夹具特征中，有两个相同的特征，其中之一就是结构特点，另外一个是夹紧特征。我们在设计过程中必须要合理地利用上述两个特征进行设计，这样才能够提升我们在设计过程中的工作效率。

篇2：分析车身焊接夹具的设计规律论文5则范文

在焊接夹具的设计过程中我们要对焊接夹具的精度进行有效的控制，主要分为了两个方面。首先是要保障焊接夹具的精度标准在设计过程中得到有效的落实;其次是要保障设计提出的精度要求在装配过程中能够有效的实现。

3.2 在焊接夹具的设计过程中要遵循设计过程的六点定则

焊接夹具的设计六点定则主要就是要对六个方向的自由度进行有效的控制，我们在设计过程中要通过相邻件的相互制约以及夹紧的定位来有效地控制运动自由度。在设计过程中要保障夹具的精度范围在产品的装配精度要求内。在定位面的选择上要尽量选择多面定位，保障焊接夹具的精度达到标准要求。

3.3 在焊接夹具的设计过程中要对分块定位给予足够的重视

在车身焊接夹具的设计过程中要充分的考量车身分块定位问题，设计过程中遵循的设计原则主要有三点。首先是焊接装配过程中要保障底板加强梁加工以及位置精度;其次是要对车身的前后两个风窗口的装配尺寸精度进行设计保障以及要求;最后是要对车身门洞的装配尺寸进行设计保障。

3.4 在焊接夹具的设计过程中要对结构的夹紧设计给予足够的重视

篇3：分析车身焊接夹具的设计规律论文5则范文

关键词：汽车车身；焊接夹具；设计规律；设计问题

对汽车车身来说，其焊接夹具的设计同时具备规律性和特殊性两方面的特征，规律性主要来源于设计过程中对设计经验的高要求，特殊性则来源于汽车车身本身的发展变化。因此，为汽车车身设计焊接夹具是一项相当复杂的工作，一方面要从过往经验中总结不变的设计规律，提高设计效率，另一方面要积极了解新型汽车车身的新特点，根绝新特点和新需求调整设计方式。为了同时实现这两方面的要求，必须了解焊接工艺特征、汽车车身变形特点、产品结构、装配要求等因素，这样才能實现焊接夹具设计的综合化、全方位化。

1.汽车车身的焊接夹具设计问题

焊接夹具的常见设计问题与设计难点基本都来源于汽车车身的自身结构特征。具体来说，包括以下三点：

1.1车身结构复杂引起的焊接设计构图问题

汽车车身均为空间壳体，需要使用薄板冲压件进行装焊，这种壳体有两方面的要求，一方面是物理性能要求，壳体必须具备足够的刚性，另一方面是造型美观要求，该要求随着人们审美观的改变而不停变化。为了满足这两方面的需求，车身零件大多是拉延形成的空间曲面体，形状和结构都非常复杂。而焊接夹具设计必须依照车身的实际结构形状进行设计构图，一旦车身形状和结构的复杂程度过高，焊接夹具的设计构图就会非常困难。

1.2车身刚性低下引起的焊接过程变形问题

如上文所述，汽车的车身壳体有刚性要求，但组成汽车车身的基本都是薄板冲压件，虽然也具备一定的刚性，但远不如普通的机械加工件，尤其是大型冲压件，在单独存在时非常容易变形。所以在设计其焊接夹具时不只要考虑夹紧程度，还要考虑焊接完成前的冲压件承受能力，一旦出现变形，整个焊接夹具设计相当于失败了。

1.3车身三维特征引起的焊接尺寸标注问题

不同于各种平面式工件的焊接夹具设计，汽车车身的焊接具有非常强的三维空间特征，而且三维跨度非常大，这为焊接夹具设计中的尺寸标注带来了一定的困难。为了保证焊接夹具能完全符合尺寸要求，必须事先针对车身的产品图进行三维的空间坐标标注，为焊接夹具的空间尺寸特征提供必要的数据参数。但三维的空间坐标标注比二维困难许多，对精度的要求也更高，这为焊接夹具设计的前置准备工作带来了一定的困难。根据实际经验可知，部分焊接夹具的尺寸设计失误就源自三维坐标的标定失误。

2.汽车车身的焊接夹具设计规律

2.1焊接夹具设计的精度控制规律

在焊接夹具的设计中，精度控制可以分为两部分，第一部分是车身本身的装配精度，该精度又分外观精度、骨架精度两类，前者指车门间隙面差，后者则是三维坐标值。设计出的焊接夹具必须在满足工序件焊装要求的同时令上述两种焊装精度得到满足。第二部分则是针对焊接夹具本身的精度标准，通常情况下，生产单位会对坐标线、底板基准槽、定位销、各类支撑件等做出各种参数上的精度要求，比如尺寸、形状、精度、公差等，焊接夹具的自身精度不能超出这些标准的限制。

2.2焊接夹具设计的六点定则规律

六点定则是一种对焊装件六个方向上的运动自由度加以限制的设计模式，但许多人在将其实际应用于焊接夹具设计时存在一定的误区。因为车身的焊接夹具属于薄板焊装夹具，所以有人认为六点定则规律不适用，事实上，六点定则在车身的焊装夹具设计中属于最常见的设计规律。另外，由于超定位现象的存在，有人在设计焊接夹具时，将全部方向的自由度限制职责都设计为夹具承担。但事实上，通过制件之间的彼此制约来限制自由度也是可以的，所以可以利用这一规律节省焊接夹具的数量，控制生产成本。

2.3焊接夹具设计的分块定位规律

车身的焊接不只包括一个部分，因此在设计焊接夹具时也要考虑到车身的分块定位。虽然分块方式会随着车型的差异而有所不同，但定位需要遵循的规律大致一致，具体可以包括以下三点：其一是门洞部分的装配尺寸必须加以确保，如果总成焊接没有侧围分块，则和前后立柱相关的分装夹具必须前后立柱定位，如果有侧围分块，则侧围的焊接夹具才是形成门洞的正确位置。其二是前后悬置孔必须要保证精度，底板悬置孔的冲压位置通常是底板的加强梁，所以装焊时的悬置孔相对位置必须精准，否则车身和车架无法顺利连接。其三是前后风窗口有很高的装配尺寸要求，其形成位置或者位于总装夹具，或者位于分装夹具，设计夹具时务必要予以考虑。

2.4焊接夹具设计的结构夹紧规律

车身的焊接夹具具有一些共同的结构特点和夹紧特点，在设计时有所掌握的话可以提高设计效率。从结构特点来看，车身的总装夹具在右侧围、左侧围、底板三处平面均要加工上坐标线与基准槽，在之后的夹紧组合阶段，装配和检测都依照基准槽进行，最终才能形成完整的夹具。从夹紧特点来看，因为焊接需要同时加工两个工件，所以夹紧点的数量普遍很多，而且由于车身是薄板冲压件，所以在设计时要注意让夹紧力的作用点落于支承点，如果夹紧力作用点落在支承点平面上，除非工件具备足够的刚性，否则工件有很大可能脱离定位标准甚至直接弯曲。

3.结语

总体来说，汽车车身的焊接夹具设计并不是一项独立的工作，前置的冲压件和工序件的设计安装对焊接夹具设计会造成影响，而焊接夹具设计又会影响后续的实际汽车车身焊接过程。在这种情况下，在设计车身的焊接夹具时不只要考虑到本身的设计特点，还要综合考虑与前后工序的关系，保证整个汽车焊装环节能够完美融合，否则焊接夹具的设计独立出来，即使设计成果再优秀，也无法满足实际的车身焊接需求。

参考文献：

[1]来新民，陈关龙，林忠钦等.薄板冲压件焊装夹具设计方法[J].机械科学与技术，2000（5）.

[2]陈卫国.汽车车身焊装夹具设计的关键技术研究[D].华中科技大学，2007.

[3]熊晓萍，金权东.车身焊接夹具智能化设计方法的研究[J].机械设计与制造，2006（11）.

篇4：分析车身焊接夹具的设计规律论文5则范文

硕：上学位论文

附表索引

表2．1激光器主要技术参数…………………………………………………………………．13表2．2龙门式混合光路和飞行光路比较…………………………………………………．15表2．3三维激光切割机床主要技术参数……………………………………………．15表2．4不同种类激光器性能比较………………………………………………………．18表2．5不同机器人性能比较…………………………………………………………．19表2．6ABBIRB4400／L30型号机器人的主要技术参数………………………．．20表3．1钢与锌的熔沸点比较……………………………………………………………………．32表3．2镀锌板常用几种焊接方法比较………………………………………………………32表4．1ROFINDC025激光器主要技术参数………………………………………………．46表4．2试验材料的力学性能和化学成分（质量分数，％）………………………47表4．3正交试验因素水平表……………………………………………………………………．．48表4．4正交试验方案………………………………………………………………………………．49表4．5入射角试验参数………………………………………………………………………．50lX

硕‘Ij学位论文

第1章绪论

1．1激光加工概况

激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四大发明之一。1960年6月，美国人T．H．Maiman研制出了世界上第一台实用的红宝石激光器。激光加工技术经过几十年的发展，已经成为工业生产中的～项常用技术。激光加工作为一种非接触、低噪声、无污染、节省材料的绿色加工技术还具有信息化的特点，便于实现智能控制和加工技术的高度柔性化，是典型的集光、机、电、材料、热物理等诸多学科于一体的先进加工技术。激光技术已在工农业生产、通信、军事、医疗卫生、能源等许多方面获得了重要应用…。

激光（LightAmpli6cationbyStimulatedEmissionofRadiation）是原子核电子受激辐射经光放大而形成的光辐射，具有很多不同于普通光的特性，如：单色性、相干性、方向性和高光强等。因此，激光束作为一种特种加工的能源，和传统加工相比具有一系列的优点：激光束易于传输，其时间特性和空间分布容易控制，易于实现自动化；激光束聚焦后的光斑具有极高的功率密度，可以加热熔化甚至汽化任何材料，可以进行局部区域的精细快速加工；加工过程中工件的热影响和热变形都很小等。这些优点极大地推动了激光在材料加工行业中的应用，激光被誉为“未来制造系统的共同加工手段’’n吨1。

篇5：分析车身焊接夹具的设计规律论文5则范文

KeyWords：Body－in―white；Productionline；Flexibilityfixture；Incidentangle；

Process；Quality

3．2．2激光组焊技术……………………………………………………………………．30V

3．3

3．4

第4章

4．1

4．2

4．3

4．3

4．4

总结与

参考文

致谢一

附录AVI

图2．16机器人和焊接头连接法兰………………………………………………………．20图2．17传统车身焊接夹具………………………………………………………………………．21图2．18不利于激光焊接的车身结构………………………………………………………．．22图2．19激光焊接和电阻点焊凸缘结构……………………………………………．．23图2．20激光卷对接焊与电阻点焊车身结构………………………………………………23图2．2l定位元件…………………………………………………………………………………．．24图2．22移动定位元件……………………………………………………………………………．．24图2．23央紧元件……………………………………………………………………………………．25图2．24激光柔性焊接夹具方案一………………………………………………………．25Vll

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