汽车防撞梁焊装夹具三维设计

摘要
焊装夹具在汽车焊装线上占有相当大的比例，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。以汽车防撞梁为例，汽车防撞梁的焊装质量更直接地影响整个车身的装配精度，焊接过程必须用的焊装夹具来控制焊接质量。针对轿车汽车防撞梁焊装夹具的设计任务书，研究了防撞梁的结构和装配特点，制定了焊装生产系统的工艺流程和汽车防撞梁焊装夹具的设计。
以滑移门防撞梁总成夹具为研究对象，参考焊接夹具的定位原理，本着基准统一原则，根据任务书滑移门防撞梁的主要工艺参数，采用经验设计法、类比设计法利用CATIA软件对滑移门防撞梁总成夹具结构进行三维模型设计，机械结构组成主要包括定位部件、夹紧部件、底部框架、控制部件。结合实际的工况对关键结构进行受力分析和校核计算。

关键词：焊接夹具；机械结构；运动系统

Abstract
Welding fixture occupies a large proportion in automobile welding line. The design and manufacturing precision and progress directly affect the manufacturing precision and production cycle of automobile. Taking the automobile anti-collision beam as an example, the welding quality of automobile anti-collision beam directly affects the assembly precision of the whole body, and the welding quality must be controlled by the welding fixture. According to the design task of welding jig for car anti-collision beam, the structure and assembly characteristics of anti-collision beam are studied, and the process flow of welding production system and the design of welding jig for car anti-collision beam are formulated.
Taking the sliding door anti-collision beam assembly fixture as the research object, referring to the positioning principle of welding fixture, in line with the principle of benchmark unity, according to the main technological parameters of the sliding door anti-collision beam, using the experience design method, the analogical design method using CATIA software to design the three-dimensional model of the structure of the sliding door anti-collision beam assembly fixture. Mechanical structure consists of positioning parts, clamping parts, bottom frame, control parts. Combined with the actual working conditions of the key structure force analysis and check calculation.

Key Words:Welding fixture based ;Mechanical structure;Motor system.

目录
摘要I
Abstract II
第1章绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2焊装夹具发展现状2
1.2.1国内外发展现状2
1.3 CATIA软件介绍5
1.4研究的内容和方法11
1.5本章小结11
第2章汽车汽车防撞梁焊装夹具总体方案13
2.1车身焊装工艺设计13
2.1.1流程图设计14
2.1.2焊点描述15
2.1.3焊钳的选型15
2.1.4焊装工艺卡15
2.1.5车身的工艺设计应该注意的一些问题16
2.2定位加紧方案确定16
2.2.1夹具的定位方案的确定16
2.2.2夹具的夹紧方案的确定18
2.3焊接技术要就19
第3章焊装夹具设计23
3.1焊接夹具的主要部件23
3.1.1支撑座24
3.1.2上型块24
3.1.3下型块25
3.1.4定位销26
3.1.5调整垫27
3.1.6基板27
3.2夹具设计计算27
3.2.1压转臂张开角计算28
3.2.2气缸夹紧力计算29
3.3夹具单元三维和二维图31
第4章控制系统设计33
4.1气动控制设计33
4.2气动回路系统设计33
4.2.1气源处理部分34
4.2.2执行元件部分34
4.2.3方向控制-阀岛35
4.2.4气路图35
第5章总结和展望37
5.1设计总结37
5.2未来展望37
参考文献39
致谢41

第1章绪论
1.1研究背景及意义
随着经济全球化的发展，“德国工业4.0”倡议给世界制造业带来了新的理念，推动了制造业的发展和进步。2014年，中德宣布在“工业4.0”领域开展合作。产业合作可以成为中德未来合作的方向。2015年，李克强总理提出了基于工业4.0的“中国制造2025”战略。这一战略是在分析国际环境和国际贸易的基础上，为中国制造业的快速发展而制定的政策。家庭环境。这一战略的第一步是在10年内将中国从制造业强国转变为制造业强国，创建制造业创新基地，开展研究，使制造业发展更加智能化和信息化，提高产品质量，促进环保制造。减少制造过程中的能源消耗和污染，建立具有相对竞争力的产业集群，提高中国在国际产业中的地位[3]。
汽车工业是世界上最大和最重要的工业之一。它已成为各国工业、技术创新和经济发展的标志。汽车产业的横向实力在一定程度上反映了国家竞争力。由于全球竞争的加剧、汽车行业的发展、汽车市场需求的变化、客户需求的多样化以及对时代潮流的适应，这给汽车行业带来了更加严峻的挑战。中国汽车工业继续发展。作为制造业不可分割的一部分，它专注于研发[4]。
车身焊接的机械化和自动化方法在现代汽车工业中得到广泛应用。自动焊接设备的设计和生产是实现车身焊接技术的重要工具之一。手工焊接时很难保持准确的位置。在焊接过程中，由于热的影响，产品在焊接后往往会变形，而装配后，很难满足技术要求。本实用新型可以准确地放置和固定零件，保证零件的相对放置，限制零件在焊接过程中的变形，大大减少焊接过程中的变形。因此，使用汽车焊接设备不仅是保证和提高产品质量的重要工具，也是提高劳动生产率、改善工作条件、降低产品成本的有效工具[5-6]。
汽车车身覆盖件是一类薄壁零件,其焊装夹具的设计具有如下特点:
①由于产品和型号的多样性，以及焊接过程中使用的部件的类型和要求，部件设计存在很大差异，因此焊接部件的设计负荷非常高[7]。
②汽车车身板焊接固定装置的设计没有通用的规范和标准。目前没有设备设计[8]。因此，有必要对现有结构、紧固件和典型焊接附件进行标准化。
③事实上，焊接车身板由约1 mm厚的板制成，并通过插入合适的组合焊接设备进行组装和焊接。焊接设备检查焊接安装的精度和变形。因此，在设计和制造焊接设备时，必须考虑焊接前后零件的变形和安装。有限元法在焊接信息分析和仿真中的应用必须满足设计要求[9]。