中立柱内加强板分总成焊接工装夹具设计

中立柱内加强板分总成焊接工 装夹具设计 姓名：汪兴 班级： 090341 学号： 09034111 导师：熊震宇 目录 1、选题依据及意义 2、工作内容 3、结论 1、选题依据及意义 汽车制造业是一个国家工业发展水平和科学技术发展水平 的标志。 汽车焊装是确保汽车车身焊接件形状、尺寸、精度符合产 品图纸技术要求，焊装夹具的设计制造精度、速度和自动 化程度直接影响汽车的生产效率、规模和质量。 针对“中立柱内加强板”等焊接工件，设计自动化程度较 高的气动夹具，提高了实际生产效率，采用 UG软件三维 建模与装配功能对汽车焊装夹具进行快速设计，缩短了夹 具设计周期，保证夹具设计方案的优化以及设计质量，提 高了设计效率，同时实现夹具结构的标准化、合理化。 2、工作内容 2.1工件及定位原理 2.1.1定位原理 白车身都是由一些薄板冲压件的零件、合件、分总成最后 焊接总成。焊接件为薄板冲压件时，其刚性较差，容易变 形，如果仍然按刚体的六点定位原理，即 3-2-1定位，工 件就可能因自重或夹紧力的作用，定位部位发生变形而影 像定位精度。此外，薄板焊接主要产生波浪变形，为了防 止变形，通常采用比较多的辅助定位点和辅助夹紧点以及 过多的依赖于冲压件外形定位。因此薄板焊接工装与普通 夹具有显著的差别，不仅要满足精确定位的共性要求，还 要充分考虑薄板冲压件的易变形和制造尺寸偏差较大的特 征，在第一基面上的定位点数目 N允许大于 3，即采用 N-2- 1定位原理。并且汽车零件间的定位会依靠工件形状来定 位。 将三件合件安装到相应位置后 按下气动加紧按钮，开始焊接 共有 22个焊点。 2.1.2工件分析 焊点位置 图 1 焊接工件 2.1.3汽车焊装设计的一般原则和方法 图 2 典型夹紧单元 2.2、设计方案 2.2.1 方案 地脚螺栓 +转台 +基板（ base） +三套气动夹 紧单元 +定位板 +气路。 2.2.2 气缸的选型 普通夹具中夹紧臂夹紧力不得小于 30Kgf，对于汽 车车架类夹具由于由于其板厚较大，需要的夹紧 力在 50-80Kgf，车身零件属于薄板冲压件，设计 其需要的夹紧力为 40Kgf。 一般情况下，尺寸 A=60mm，系统压力为 0.5MPa， 气缸的效率为 0.8。 气缸出力与压紧力之间的杠杆比例约为 1:2，那么 PS*0.8B/A=F 计算选择 CK1B-63，气缸出力 1246N，压紧力 623N。 2.2.3 理论校核 夹紧臂的理论校核 F1 F2 根据示意图可求出危险处的剪应力和弯矩， 2.3夹具零件及焊接工件的三维建模 图 3 焊接工件建模 2.4 夹具装配 图 4 三维总装图 2.5 运动仿真 设计的夹具在打开、夹紧、焊接工件的放入和焊后工件的 取出是否轻松顺利，并且在此过程中，绕固定支点 A转动 的夹紧臂是否会与连接板干涉，绕固定支点 B摆动的气缸 是否会和基板、连接板干涉都需要通过运动仿真的实时检 查，验证夹具设计的合理性 图 6 夹具运动过程图 （ a）放入焊接工件 （ b）夹紧臂夹紧 （ c）夹紧臂打开 （ d）焊后工件取出 2.6 装配序列 2.6 装配序列 2.7 输出工程图 3、结论 （ 1）针对“中立柱内加强板”等焊接工件，设计了设计 了自动化程度较高的气动夹具，提高了实际生产效率，符 合企业的实用要求。 （ 2）以轿中立柱内加强板分总成为对象，采用计算机辅 助设计对焊装夹具进行快速设计和验证优化，缩短了夹具 设计周期，提供了技术支持，应用 UG软件设计三维汽车 焊装夹具，通过计算、分析和软件方法相结合进行干涉检 查。保证夹具设计方案的优化，在保证设计质量的同时， 提高了设计效率，同时实现夹具结构的标准化、合理化。 （ 3）通过对夹具运动过程的仿真检查没有与机构发生干 涉，设计的焊装夹具结构合理，满足实际生产要求。 谢谢 !