汽车车身焊装生产线和焊装夹具简介

1、工艺与装备汽车车身焊装生产线和焊装夹具简介赵赫I张俊华2李春植2邓早春(1 烟台大学机电汽车工程学院04级研究生，烟台264005；2.烟白大学机电汽车工程学院，烟台264005；3烟台富士沃森技术有限公司，烟台264005)摘要:对汽车车身焊装生产线和车身焊装中的夹具进行综述，英中包括焊装生产线的发展、组成等 和焊装夹具的作用、特点、分类和设计要求等。关键词:车身焊接 焊装生产线 焊装夹具Production Line of Welding for Auto Body and Welding JigZHAO Jing ZHANG Junhua LI Chunzhi： DENG Zaochun

2、3(1. School of Electromechanical and Automobile Engineering, Yantai University tYantai 264005;2. School of Electromechanical and Automobile Engineering, Yantai University, Yantai 264005;3 FUJI WILSON ENGINEERING CO.LTD)Abstract: The paper simply introduced the production line of welding for auto bod

3、y and welding jig, including development, making up of the former and the function, characteristic, class and design require of the latter.Key words: Body, Welding, Pnxluction line of welding .Welding jig51工艺与装备#工艺与装备引言汽车是重要的运输工具，是科学技术发展水平 的标志。汽车工业在世界制造业的进步中起着特 别重要的作用。由于它的超大生产规模、资金和技 术的奇度密集以及强大的经济和辐

4、射带动作用， 使它在机械制造业中扮演着举足轻重的角色。世 界各个工业发达国家儿乎无一例外地把汽车工业 作为国民经济的支柱产业，汽车的研制、生产、销 售、营运，与国民经济许多部门息息相关，对社会 经济建设和科学技术发展起重要推动作用。因此, 在汽车制造过程中的車要丁艺汽车焊装和焊装夹 具的设计也变得尤为重要。.1车身焊装生产线焊装生产线(production line of welding)是指必 须经过焊接工艺才能完成完整产品的综合生产 线，它包括专用焊接设备、辅助工艺设备以及各种 传输设备等。1.1车身焊装生产线的发展过程汽车车身焊装生产线的发展过程大体可分为 三个阶段：1)固定式单工位焊装

5、台的小型焊接方 式；2)刚性焊接生产阶段；3)柔性焊装生产阶段。在车身制造中，选择哪种形式的车身焊装生产 线和需要多少焊装设备，取决于生产批量的大小、 车身质最的要求以及T厂的场地和投资惜况。1.2车身焊装生产线的组成车身焊装生产线是汽车白车身BIW(B0DY IN WHITE)全部成型工位的总称，它由车身总成线和 许多分总成线组成，每一条总成线或分总成线又由 许多焊装工位组成。每个工位由许多定位夹紧夹 具、自动焊接装置以及检测装置等设备以及供电供 气供水装置组成。线间、工位间通过搬送机、机器 人等搬送设备实现上下料和零部件的传送，以保证 生产线内各工位T.作的连贯性。车身焊装生产线包括：1.

6、车身完成线(SLAT LINE) ； 2.主焊线(MAIN LINE); 3.地板总成线(UNDER BODY LINE)；4.侧围总成线(SIDE FRAME UNE)；5.移动线(MOVING LINE)；6.子线(SUB LINE)。1.3柔性焊装线上的组成单元柔性焊装生产线是为了适应用户不同产量、不同生产率、不同自动化程度、不同工厂环境的要求 而设计的。柔性生产系统是车身焊装线的全球发 展趋势。柔性组成单元主要包括:柔性焊装夹具，自动 焊接装置点焊设备，车身总成工位，自动输送装 置，传送机构，升降机，折边机，机器人系统，其他 机构等。1.4车身焊装线的型式根据焊装夹具的工位布置以及与传

7、送机构是 否分离，可将焊装生产线分为以下几种型式：1）独 立工位；2）流水线方式；3）贯通式焊装线；4）台车 式焊转生产线。1.5车身焊装生产线中的先进技术随着汽车工业的发展，汽车生产的效率越来越 高，汽车的改型、变型也越来越快，因而无论是对 车身设计还是焊装生产线都提出了更多更高的要 求。为了适应世界汽车由大批屋生产向品种、小批 量生产转化的发展趋势，在车身焊装生产线上运 用了许多先进技术：柔性制造系统FMS、并行工程 CE、虚拟设计VD、成组技术GT、激光焊接LBW等 等。2焊装夹具在焊接中的作用汽车车身是汽车四大部件（车身、发动机系统、 底盘、电器系统）之一，它决定了起车的基本形状、 大

8、小和用途。汽车车身是由薄板冲压零件焊成组 合件，然后由零件、组合件焊接成几大分总成，有 分总成总装焊合成车身总成，装配车门、发动机罩 等形成白车身。车身制造基本工艺包括：1）车身冲 压工艺；2）车身焊装工艺；3）车身涂装工艺；4）总 装配工艺，其中焊接是车身成形的关键。由于车身 零件人都是薄樂板件，其刚性很差，所以在焊装过 程中必须使用多点定位夹紧的专用焊装夹具，以 保证各零件在焊接处的贴合和相互位置，特别是 门窗等孔之间的位置。因此焊装夹具设计是决定 车身质量的主要因索，其设计应以车身主模型为 依据。因此，焊接夹具在车身焊接过程中起着重要 的作用：在车身焊接过程中定位夹紧，保证车身零 件之间

9、正确的装配关系，同时保证车身焊接质拭 及焊接过程的顺利，保证整个车身的装配精度。3焊装夹具焊装夹具是生产产品时的一种辅助手段，它是 将工件迅速准确地定位并固定于所定位置，包括 引导焊枪或工件的导向装置在内的用于装配和焊 接的工艺装备的总称。焊接夹具是进行金属结构 焊接不可缺少的辅助器具，是焊接工艺的重要组成 部分，它在焊接过程中主要起维持、保证焊接产品 形状及尺寸符合产品图纸要求，方便焊工操作，提 高工效的作用在初级焊接产品中，所需的焊接夹 具是比较简单和容易设计制作的，因此它的重要性 并不是从一开始就为人们关注和重视的，在焊接设 备、焊接材料诞生后相当长的时间里没有什么发 展。直到近代诞生了

10、汽车，随着汽车工业的发展， 它的重要性才日益显现出来并发展成一门技术，有 自己独到的一套设计理论和方法。3车身焊装夹具的结构特点车身焊装夹具体积庞大，结构复杂，为了便于 制造、装配、检测和维修，必须对夹具结构进行分 解，否则无法进行测量。车身总装夹具有3个装配 基准：底板、左侧围和右侧围，在他们的平面上都 加工有基准槽和坐标线，定位夹紧组合单元按各口 的基准槽进行装配、检测，最后将3大部分组合起 来，成为一套完整的夹具。3.2车身焊装夹具的定位特点车身焊装夹具大都以冲压件的曲面外型、在曲 面上经过整形的平台、拉延和压弯成型的台阶、经 过修边的窗口和外部边缘、装配用孔和工艺孔定 位，这就在很大程

11、度上决定了它的定位元件形状比 较特殊，很少能用标准元件。焊接夹具上要分别对 各被焊接工件进行定位，并使其不互相干涉，在设 置定位元件时要充分利用工件装配的相互依赖关 系作为自然的定位支承。有的工件焊接成封闭体， 无法设置定位支承，可要求产品设计时预冲平台、 翻边作为定位控制点，总之，对于要求不严格的装 配，尽虽不使用焊接夹具。车身焊装夹具上，板状 定位较多，定位板一般用Q235钢板，厚度为 12-19mmo定位块间距既要保证定位精度，乂要保 证焊钳伸人的方便性。定位件按坐标标注尺寸，不 注公差。3.3车身焊装夹具的夹紧特点车身冲压件装配后，多使用电阻焊接，工件不 受扭转力矩，当工件的重力与点焊

12、时加压方向一 致，焊接压力足以克服工件的弹性变形，并仍能保 持准确的装配位置与定位基准贴合，此时可以省去 夹紧机构。焊接通常在两个工件间进行，夹紧点一般都比 较多，电阻焊是一种高效焊接工艺，为减少装卸工 件的辅助时间，夹紧应采用高效快速装置和多点 连动机构。对于薄板冲压件,夹紧力作用点应作用在支承 点上，只有对于刚性很好的工件才允许作用在几 个支承点所组成的平面内，以免夹紧力使工件弯 曲或脱离定位基准。夹紧力主要用于保持工件装配的相对位置，克 服工件的弹性变形，使其与定位支承或导电电极 贴合，对于12rmn厚度以下的钢板，贴合间隙不大 于0.8mm,每个夹紧点的夹紧力一般在300-750N 范

13、围内；对于15-25 rmn之间的冲压件，贴合间隙 不大于0.15 mm,每个夹紧点的夹紧力在 5OO-3OOON 范围内。3.4焊装夹具的梢度控制焊装夹具精度标准由设计工作单位制定，其中 规定了底板基准槽和坐标线的形状和精度要求； 定位销和其他定位支承的尺寸和形位公差要求承 制单位按要求进行检测、判断并进行调整，合格后 就固定定位销。3.5焊装夹具分类焊装夹具种类繁多，按用途可分为：装配用 夹具焊接用夹具装配-焊接夹具检验夹具 其他夹具；按夹紧的动力源不同，可分为：手 动夹具气动夹具液压夹具磁力夹具真空 夹具混合式夹具。3.6焊装夹具设计要求3.6.1焊装夹具必须保证焊件焊接后能获得 正确的

14、几何形状和尺寸，尤其是保证车身上门窗 等孔洞的尺寸和形決。在装配时，夹具必须使被装 配的元件获得正确的位置和可靠的夹紧，并且在 焊接时能组织焊件产生变形。3.6.2焊装夹具应动作迅速，操作方便。操作 位置要处于人工容易接近、最宜操作的部位。特别 市手动夹具，其操作力不能过大，操作频率不能过 高，操作高度应设在工人容易用力的部位。当夹具 处于夹紧状态时，应能自锁。3.6.3焊装夹具的设盘应便于施工，有足够的 装配、焊接空间，不能影响焊接操作和焊工观察， 不妨碍焊件的装卸，所有的疋位元件和夹紧机构 应与焊点保持适当距离，或布置在焊件的下方或 侧面。夹紧机构的执行元件应能够伸缩或转位。3.6.4夹紧

15、可靠，刚性适当。夹紧时不破坏焊 件的定位位置和几何形状，以及焊件的表面质量。 夹紧力适当，使夹紧后既不使焊件松动滑移，又不 使焊件的拘束度过大而产生较大的应力。3.6.5为了保证使用安全，应设置必要的安全 互锁保护装置。3.6.6用语大型零件焊接的夹具，耍有足够的 强度和刚度，特别是夹具体的刚度，对结构的形状 梢度、尺寸精度影响较大。3.6.7在同一个夹具上，定位元件和夹紧机构 的结构形式不宜过多，并且尽量只选用一种动力 源。3.6.8焊装夹具本身应具有较好的制造工艺 性和较高的机械效率，尽址使制作时投资少，成本 低。3.6.9尽量选用已通用化、标准化的夹紧机构 及标准的零部件来设计制造焊装夹具。上述这些原则是设计车身焊装夹具时所必须 考虑的，但具体到焊装夹具的结构上却是差异很 大,有的焊装夹具只有一个简单的框架，有的则相 当复杂。一般来说，应根据生产批量的大小和产品 结构的特点并结合本厂的生产条件（例如车间面 积、起重设备、水电气供应情况和技术水平等）来 选择焊装夹具的类型，设计夹具。4结束语汽车焊接夹具的设计成功，提高了焊接的焊接 精度和焊接的可靠性，为汽车制造业