焊裝工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)原理

1、焊裝工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)原理焊裝工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)原理principe de conception de process FER et de maquette pince轎車工業(yè)化設(shè)計(jì)教材轎車工業(yè)化設(shè)計(jì)教材- -焊裝篇焊裝篇作者：梅世保作者：梅世保內(nèi)部資料，注意保密。內(nèi)部資料，注意保密。前前 言言 本教材旨在幫助學(xué)員：本教材旨在幫助學(xué)員： 了解車身產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程，了解車身產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程，建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)之間的關(guān)聯(lián)概念；明確焊裝建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)之間的關(guān)聯(lián)概念；明確焊裝工藝設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容；熟悉白車身結(jié)構(gòu)組成與技術(shù)要工藝設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容；熟悉白車身結(jié)構(gòu)組成與技術(shù)要求；系統(tǒng)地掌握焊裝工藝及夾具的設(shè)

2、計(jì)原理與方法；求；系統(tǒng)地掌握焊裝工藝及夾具的設(shè)計(jì)原理與方法；提高工作能力和設(shè)計(jì)水平。提高工作能力和設(shè)計(jì)水平。目目 錄錄 上篇一一. . 轎車車身結(jié)構(gòu)及其工藝性轎車車身結(jié)構(gòu)及其工藝性二二. . 車身焊裝工藝技術(shù)與裝備車身焊裝工藝技術(shù)與裝備下篇下篇三三. . 車身焊裝工藝設(shè)計(jì)車身焊裝工藝設(shè)計(jì)四. 轎車焊裝夾具設(shè)計(jì)原理焊裝夾具設(shè)計(jì)原理一一. . 轎車車身結(jié)構(gòu)及其工藝性轎車車身結(jié)構(gòu)及其工藝性1.1.車身設(shè)計(jì)程序概述車身設(shè)計(jì)程序概述 隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，車身設(shè)計(jì)程序發(fā)生了較大變化。且隨著企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)水平不同，車身設(shè)計(jì)程序也有所不同。但目前一般采取的設(shè)計(jì)程序如下： 1).概念設(shè)計(jì): 繪

3、制車型的概念草圖、效果圖、車身內(nèi)外布置圖； 2).物制模型: 制作1：1模型，通過(guò)3D測(cè)量機(jī)測(cè)取模型上的點(diǎn)集； 3).數(shù)字化模型: 將取得的點(diǎn)集輸入計(jì)算機(jī)，建立數(shù)字化模型； 4).光順曲線： 將離散的點(diǎn)集連成光滑曲線，提供作內(nèi)外板結(jié)構(gòu) 初步設(shè)計(jì)和可行性分析； 5).表面數(shù)學(xué)模型：用光順的曲線建立整個(gè)車身表面數(shù)學(xué)模型，經(jīng) 過(guò)反復(fù)修正后繪制線型圖，供主圖板設(shè)計(jì)和繪制零件圖； 6).車身主圖板設(shè)計(jì)：繪制車身線型圖（輪廓線、截面曲線）和結(jié)構(gòu) 圖（截面圖、零部件裝配關(guān)系）； 7).零部件設(shè)計(jì)： 進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)物制模型數(shù)字化模型光順曲線表面數(shù)學(xué)模型車身主圖板零部件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案可行性分析工業(yè)化

4、準(zhǔn)備 圖1：車身計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序框圖 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)（CAD et CAM）：通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)采集車身模型數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型及顯示圖形，進(jìn)行人機(jī)交互設(shè)計(jì)，獲得所需的車身表面數(shù)學(xué)模型的全部數(shù)據(jù)。 這些數(shù)據(jù)為后續(xù)的設(shè)計(jì)、制造提供了極大的方便，且保證了產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的設(shè)計(jì)和制造精度。圖2：車身計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng) 2. 2.白車身結(jié)構(gòu)的工藝性白車身結(jié)構(gòu)的工藝性 結(jié)構(gòu)工藝性：結(jié)構(gòu)工藝性：是指設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在滿足其功能的前提下，能否用經(jīng) 經(jīng)濟(jì)合理的制造方法，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品按既定規(guī)模優(yōu)質(zhì)產(chǎn)出。良好的結(jié)構(gòu) 工藝性，不但能使產(chǎn)品工業(yè)化投資及制造成本大幅度減少，而且還 能易于保證產(chǎn)品的質(zhì)量。 車身結(jié)構(gòu)設(shè)

5、計(jì)主要與沖壓工藝性和焊裝工藝性有關(guān)。 1 1）. .車身的分塊車身的分塊 將車身整體形狀分成數(shù)塊能制造和裝配起來(lái)的 零件稱為分塊。分塊決定了零件的結(jié)構(gòu)形狀和輪廓尺寸，對(duì)零件的 沖壓工藝和焊裝工藝有很大的影響。 車身分塊必須遵循如下原則車身分塊必須遵循如下原則: : 在設(shè)備、工藝、板材規(guī)格許可的條件 下，零件分塊應(yīng)盡量大；車身分塊時(shí)，應(yīng)充分滿足零件的拉延工藝 性要求（拉延方向、拉延深度等）；車身分塊時(shí)，必須保證合件對(duì) 零件的 制造與裝配精度要求；車身易損件必須單獨(dú)分塊。 圖圖3 ： 白白 車車 身身 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 分分 塊塊 圖圖圖圖4 ： 焊焊 接接 車車 身身 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 分分 塊塊 圖圖 2

6、 2）. . 零件分塊的沖壓工藝性零件分塊的沖壓工藝性 零件分塊與設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮零件的沖壓零件分塊與設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮零件的沖壓 工藝性。工藝性。在大規(guī)模生產(chǎn)的汽車企業(yè)中，為了極致發(fā)揮設(shè)備資源能力、減少 模具套數(shù)與投資，大中型零件一般采用四至六道沖壓工序完成。這樣便于 在同一條沖壓生產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)不同車型的不同零件的輪番生產(chǎn)。使得沖壓 零件的工業(yè)化投資最小化。 零件零件分塊與設(shè)計(jì)要考慮的沖壓工藝性，分塊與設(shè)計(jì)要考慮的沖壓工藝性，主要有如下幾點(diǎn): （1）.確定 零件的沖壓方向。要保證凸模進(jìn)入凹模的可能性； （2）.零件的拉 延深度要合理。盡量考慮一次拉延成形； （3）.零件的拉延形狀要 盡量勻稱，以便

7、在拉延過(guò)程中變形量大致相同。如果拉延深度相差 很大，則在拉延過(guò)程中，深的部分易開裂，而淺的部分因金屬得不 到拉深易起皺； （4）.必須要反拉延的零件，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)可能加大 該部分的圓角半徑； （5）.零件的翻邊設(shè)計(jì)，應(yīng)按曲率的大小使翻 邊的寬度相應(yīng)地減小； （6）.零件分塊與設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量考慮簡(jiǎn)化 復(fù)雜零件的工藝，盡可能使得各零件的工序數(shù)大致相同。 3 3）. . 零件分塊的焊裝工藝性零件分塊的焊裝工藝性 零件分塊與設(shè)計(jì)不但要考慮零件的沖壓工藝性，而且還要考慮零件的焊裝工藝性而且還要考慮零件的焊裝工藝性 。車身的裝配過(guò)程是由 零件 合件 分總成 總成 。車身設(shè)計(jì)時(shí)需相應(yīng)地繪出零件 圖、合件圖、分

8、總成圖、車身焊接總成圖和車身裝配總成圖。 零件零件分塊與設(shè)計(jì)要考慮的焊裝工藝性，分塊與設(shè)計(jì)要考慮的焊裝工藝性，主要有如下幾點(diǎn): : （1）.開啟 件、風(fēng)擋玻璃及翼子板對(duì)焊接車身的幾何裝配精度要求（如間隙、 面差等要求）； （2）.外觀對(duì)焊接車身的質(zhì)量要求（如搭接邊、焊 痕應(yīng)盡量避免暴露在顧客的可視范圍之內(nèi)）； （3）.必須設(shè)置零件 裝焊用定位基準(zhǔn)，以保證合件的幾何裝配精度要求；（4）.合件分塊時(shí)，應(yīng)考慮合件的剛度與精度的要求； （5）.合件分塊時(shí)，應(yīng)合理設(shè)計(jì)零件間的連接方式（如搭邊連接、翻邊連接） 。良好的連接 方式，不但有利于焊點(diǎn)的實(shí)施，而且還有利于補(bǔ)償零件的制造誤差； （6）.考慮施焊的方

9、便性，盡量避免采用特殊形狀的焊鉗； （7）.合 理布置焊點(diǎn)的位置， 減少焊接分流，保證合件的焊接質(zhì)量 要求。 3. 3.白車身焊裝技術(shù)要求白車身焊裝技術(shù)要求 結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求是指：結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求是指：在車身數(shù)字化定義基礎(chǔ)上,對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功 能與制造要求作出的技術(shù)性說(shuō)明。其表達(dá)方式為：產(chǎn)品圖 + PCM圖。 工藝設(shè)計(jì)人員制定的工藝及裝備的設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分滿足產(chǎn)品技術(shù) 要求，以確保產(chǎn)品的制造質(zhì)量。車身焊裝技術(shù)要求主要有如下三個(gè)方 面。 1）.零件的形狀及位置公差（零件的幾何尺寸精度）要求。其內(nèi) 容主要有：面位置度、線位置度、孔位置度及其形狀公差等。 2）.合件焊接技術(shù)要求。主要包括：焊點(diǎn)位置及距離、

10、焊點(diǎn)數(shù)量、 焊核直徑及裝配幾何尺寸精度要求等。 3）.白車身外觀技術(shù)要求。主要有：間隙、面差及外觀。 車身產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中經(jīng)常使用的兩個(gè)重要設(shè)計(jì)方法：汽車坐標(biāo)系和PCM圖 汽車坐標(biāo)系：通過(guò)3個(gè)虛擬正交面建立的坐標(biāo)系，可以確定汽車上每一個(gè)零件的位置。通過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，還可以準(zhǔn)確地表達(dá)出零件上的任何幾何元素（點(diǎn)、線、面）在汽車上的位置。圖5: 汽車坐標(biāo)系 PCM（Plan Coordination Methode）圖定義：是指導(dǎo)車身產(chǎn)品工藝裝備（試制或批量生產(chǎn)用）設(shè)計(jì)與制造的標(biāo)準(zhǔn)文件。完好的PCM圖，應(yīng)能系統(tǒng)、合理地確定車身零件及合件的定位方案和基準(zhǔn)，準(zhǔn)確地表達(dá)出產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求與沖壓工藝、焊裝工藝及

11、總裝工藝之間的關(guān)系。以便在大批量生產(chǎn)過(guò)程中，車身產(chǎn)品的制造精度得以保證，使得車身產(chǎn)品具有良好的裝配互換性和品質(zhì)穩(wěn)定性。 PCM圖的主要內(nèi)容有：（1）.制件的物理約束條件（剛性好的制件，嚴(yán)格遵守定位法則；柔性零件：在剛性區(qū)域恪守定位法則，在柔性區(qū)域則增加輔助約束）。 （2）.活動(dòng)件的動(dòng)作順序（包括活動(dòng)定位塊、活動(dòng)定位銷、活動(dòng)部件及壓緊件 ）。 （3）.成形焊點(diǎn)的說(shuō)明（焊接次序、焊點(diǎn)數(shù)量等）。 PCM圖的創(chuàng)建原則：主要有：遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則;定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)優(yōu)先考慮規(guī)則面和規(guī)則孔的原則；定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能分開布置的原則；遵循焊裝裝配順序原則； X 200X 400X 1000X 1200X 1400X

12、 1600X 600X 800X 2600X 2800SZa2Z 1000Z 200Z 0SZa1SYa14SYa11SZa3SZa5SYa8SY1SYa10SYa13S Y2SYa14SYa12SYa5SYa3SYa2SYa2SYa4SZa5SY2SYa9SY2Z2Z2SY3SYa6Z2SYa5SY3SYa3SYa4SXa1Z 400X2SYa2SYa4SZa9SZa2SYa9SY2Ya6Ya10Ya8Ya5Ya3Z1Ya4Y2Ya8SYa7SYa5Ya4Ya7Xa1SZa7SYa16Za7SYa11Za9SYa7Za4Ya1Za10Ya2Za8Ya6XZ2Y3Ya15Za8Za6Y1Za5

13、Za4Y1Ya9Za6 圖圖6: 6: PCM基準(zhǔn)圖 X 400X 1000X 1200X 1400X 600X 800X 2600X 2800X 2200IQAMLONKJBDEYPZXRCBBAASUEEF-FG-G 圖圖7: 7: 截面位置圖 圖圖8: 8: 截面圖 圖圖9: 9: 焊接合件X 400X 1000X 1200X 1400X 600X 800X 2800X 22006081260822608245882060820608066081058804608166081460804608086080060832X 1800X 1600608025883058828588265880

14、0588105883258802588085883458836580186081858822 圖圖10: 10: 尾門尾門PCMPCM圖 圖圖11: 11: 尾門尾門PCMPCM圖 圖圖12: 12: 尾門尾門PCMPCM圖 圖圖13: 13: 尾門尾門PCMPCM圖 圖圖14: 14: 尾門尾門PCMPCM圖 圖圖15: 15: 尾門尾門PCMPCM圖 圖圖16: 16: 尾門尾門PCMPCM圖 圖圖17: 17: 翼子板翼子板PCMPCM圖 圖圖18: 18: 翼子板翼子板PCMPCM圖 圖圖19: 19: 翼子板翼子板PCMPCM圖 圖圖20: 20: 翼子板翼子板PCMPCM圖二二.

15、. 車身焊裝工藝技術(shù)與裝備車身焊裝工藝技術(shù)與裝備1.1.車身焊裝工藝技術(shù)車身焊裝工藝技術(shù) 工藝技術(shù)取決于產(chǎn)品技術(shù)要求，不同的產(chǎn)品技術(shù)要求將導(dǎo)出不同的工藝技術(shù)需求。制定工藝技術(shù)方案應(yīng)以滿足產(chǎn)品技術(shù)要求為準(zhǔn)則。合理的工藝技術(shù)方案應(yīng)能折射出中庸謀略思想，過(guò)高或過(guò)低的工藝技術(shù)水平都將不利于企業(yè)良性經(jīng)營(yíng)與發(fā)展。車身焊裝主要采用的工藝技術(shù)有：電阻焊、弧焊、包邊、沖孔、旋鉚、涂膠、調(diào)整及在線檢測(cè)等。 1).電阻焊工藝技術(shù)：車身板金零件間的連接，主要采用電阻焊工藝方法來(lái)完成。一臺(tái)車身需要約四千多個(gè)焊點(diǎn)來(lái)保正其強(qiáng)度與剛度要求，占整臺(tái)車身焊接任務(wù)的95%以上。因此，合理地使用電阻焊工藝技術(shù)，將是保證車身產(chǎn)品焊裝技

16、術(shù)要求與品質(zhì)的首要任務(wù)。 車身上常采用的電阻焊方法有：點(diǎn)焊、凸焊及縫焊三種。點(diǎn)焊主要用于板件間的焊接；縫焊用于板件間要求密封功能的焊接；凸焊則用于螺栓、螺母、套類零件等與板件間的焊接。 圖圖21: 21: 點(diǎn)焊與凸焊原理圖點(diǎn)焊與凸焊原理圖 (1)電阻焊基本原理：對(duì)壓緊的工件通以電流,利用其電阻熱產(chǎn)生局部熔化,冷卻后形成的焊點(diǎn)將其牢固地連接起來(lái)的方法,稱之為電阻焊。 1.電阻熱計(jì)算公式： Q=0.24RIQ=0.24RI2 2t t 2.電極間的電阻計(jì)算實(shí)例： R=RC1+ RC2+ RC3 + RT1+ RT2 RT=p L/S =70+70+230+6+6 =16X0.1/0.282 =38

17、2 =6 3.影響電阻大小的主要因素： 電極壓力 ， RC ； 表面狀態(tài)越好， RC ； 溫度增高， RT增大 ， RC 減小。 4.電極間的電阻動(dòng)態(tài)變化過(guò)程圖： 5.電阻 RT 、 RC 對(duì)焊接過(guò)程加熱的影響：焊接初期，RC為建立焊核 區(qū)初始溫度場(chǎng)提供前提條件；焊接后期， RT為創(chuàng)建焊核溫度場(chǎng)提供 必要條件。 6.焊接過(guò)程熱平衡： Q=QA+QB QA 形成焊核的有效熱量，約占25-35%Q ； QB因傳導(dǎo)、輻射損失的熱量，約占65-75%Q 。 QA=V c T V 焊核體積； c 比熱容； 材料重度； T 材料的熔化溫度。 QB= Q1+ Q2+ Q3 Q1 工件傳導(dǎo)損失的熱量，約占20

18、%Q； Q2 電極傳導(dǎo)損失的熱量，約占40-50%Q； Q3 工件表面輻射損失的熱量，約占5%Q。 7.焊接電流強(qiáng)度的計(jì)算： I=（Q/0.24 k Rbf t） k 電阻修正系數(shù)，低碳鋼為1-1.1； Rbf 加熱結(jié)束時(shí)的工件電阻。 8.焊接電流強(qiáng)度、焊接時(shí)間與焊接壓力之間的關(guān)系： (2)點(diǎn)焊工藝：滿意的焊點(diǎn),要靠合理的工藝保證。制定點(diǎn)焊工 藝時(shí)，應(yīng)從如下幾個(gè)主要方面來(lái)考慮： 1.焊接參數(shù)的選擇： 2.參考料厚的確定： 3.鍍鋅件、裸板件的焊接參數(shù)比較： 焊接時(shí)間：鍍鋅件比裸板多2周波； 焊接壓力：鍍鋅件比裸板大20%； 焊接電流：見(jiàn)下表。 （4）.焊點(diǎn)位置的確定： 焊點(diǎn)最小間距的確定： 焊

19、點(diǎn)位置尺寸L的確定： （5）.焊點(diǎn)焊接順序的確定： （6）.不同直徑電極對(duì)焊核位置的影響： （7）.常用的焊接方法: 單面雙點(diǎn)焊 雙面單點(diǎn)焊 推挽式雙面雙點(diǎn)焊 （8）.焊點(diǎn)直徑的確定: 常規(guī)焊點(diǎn) 有安全要求的焊點(diǎn) （9）.避免焊接時(shí)的分流發(fā)生: 2).弧焊工藝技術(shù)弧焊工藝技術(shù)：主要用于非板金件（如車門鉸鏈、牽引環(huán)、螺 柱等零件）與薄板件間的連接。車身工藝常采用的弧焊方法有：CO2 保護(hù)焊、MAG焊、MIG焊及螺柱焊。 （1）. CO2 保護(hù)焊、 MAG焊及MIG焊基本原理：在保護(hù)氣體 氛圍中，利用焊絲與工件間的電弧熱，熔化焊絲與母材金屬，熔 化金屬形成的焊縫將工件連接起來(lái)的方法，稱之為熔化極氣

20、體保 護(hù)焊。 1.影響弧柱區(qū)熱效應(yīng)的主要因素： 氣體的電離能 ，需提供的能量 ; 氣體的導(dǎo)熱系數(shù) ，其熱傳導(dǎo)能力 ； 氣體的熱容量 ，其對(duì)流散熱能力 ； 多原子氣體的解離度 ，電弧冷卻越快； 氣體流量 ，電流密度 ，電場(chǎng)強(qiáng)度 ，電弧溫度 ； 金屬蒸氣 ，電場(chǎng)強(qiáng)度 ，弧柱溫度 ，電弧穩(wěn)定性好； 常用保護(hù)氣體物理性能 2.影響兩極區(qū)熱效應(yīng)的主要因素： 兩極區(qū)的產(chǎn)熱量：主要由兩極區(qū)的熱能EA 和EK決定； 陽(yáng)極區(qū)熱能計(jì)算公式：EA=I（UA+UW） 陰極區(qū)熱能計(jì)算公式：EK=I（UK-UW） UA：陽(yáng)極區(qū)電壓降（0-2V）； UK：陰極區(qū)電壓降（約10V）； UW：電極材料逸出功； I : 電弧電流

21、。 兩極區(qū)的電壓降：主要取決于焊絲和母材的種類。 電壓降 ，電弧穩(wěn)定性 ，熱效應(yīng) 。 焊絲的熔化速度：不但取決于焊絲和母材的種類，而且還 與焊絲的極性有關(guān)。接陰極（正接）的熔化速度高于 接陽(yáng)極（反接）的熔化速度。 3.影響焊絲熔滴過(guò)渡型式的主要因素： 電流：在純氬或富氬氣體保護(hù)焊中，熔滴過(guò)渡型式隨著電 流的提高而變化。 焊絲的極性：接正極（反接），熔滴過(guò)渡穩(wěn)定，熔滴小。 反接正接 氣體成分：在富氬氣體中，易產(chǎn)生穩(wěn)定的噴射過(guò)渡； 在多原子氣體中，不易得到穩(wěn)定的噴射過(guò)渡， 活潑性氣體與高溫熔滴金屬易產(chǎn)生激烈的化學(xué)反 應(yīng)，產(chǎn)生金屬飛濺； 在氬氣中加入少量CO2氣體（5-20%），可以穩(wěn) 定電弧，降低

22、臨界電流。 焊絲材料與直徑：材料不同，臨界電流不同；直徑不同也 會(huì)顯著影響熔滴過(guò)渡。直徑越小，臨界電流越低， 越容易得到穩(wěn)定的射滴過(guò)渡或射流過(guò)渡。 焊絲伸出長(zhǎng)度（干伸長(zhǎng)）：伸出長(zhǎng)度增加，焊絲電阻熱增 加，促進(jìn)熔滴過(guò)渡?？傻玫椒€(wěn)定的噴射過(guò)渡，并 可降低臨界電流。但過(guò)長(zhǎng)則會(huì)引起伸出段的軟化， 導(dǎo)致電弧不穩(wěn)定。適宜長(zhǎng)度為12-25mm。 （2）. 熔化極氣體保護(hù)焊的特點(diǎn) 1. MIG焊特點(diǎn)： 在氬弧焊（100%Ar）中，電弧電壓和能量 密度較低，電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺極小，較適合于 薄板、熱導(dǎo)率低的金屬的焊接。 2. MAG焊（80%Ar、20%CO2）特點(diǎn)：既具有氬弧焊特點(diǎn)（電 弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小，易

23、獲得軸向噴射過(guò)渡）， 又具有氧化性，克服了氬氣焊接時(shí)表面張力大， 液體金屬粘稠，斑點(diǎn)易飄移等問(wèn)題。 3. CO2保護(hù)焊（100%CO2）特點(diǎn)：成本低、抗氫氣孔能力強(qiáng)、 適合于薄板焊接，但焊接時(shí)飛濺大。 （3）. 熔化極氣體保護(hù)焊的焊接參數(shù)： 電弧電壓：15-23V； 焊接電流：110-180A； 保護(hù)氣體流量：15-25L/min。 （3）.螺柱焊基本原理及焊接參數(shù)的確定 1.螺柱焊基本原理：在螺柱與工件間引燃電弧，使螺柱端 面和相應(yīng)的工件表面被加熱到熔化狀態(tài)，達(dá)到適宜的溫度時(shí)， 將螺柱植入熔池中，使螺柱與工件連接起來(lái)的方法稱之為螺 柱焊。其焊接原理如下圖所示：焊接循環(huán)原理圖 2.焊接參數(shù)的確

24、定： 引弧電流：IP =30A； 引弧時(shí)間：TP=40ms(裸板)， TP=60ms(鍍鋅板)； 焊接電流：Is =螺柱直徑 X 100A； 焊接時(shí)間：Ts=螺柱直徑 X 5ms； 電弧電壓：UA=24V4V(裸板)， 18V4V (鍍鋅板)。 3).包邊工藝技術(shù)包邊工藝技術(shù)：主要用于車身開啟件（發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車門、行李箱 蓋、尾門）的內(nèi)、外板裝配連接。車身工藝常采用的包邊方法有：壓邊 和滾邊。 （1）.壓邊：用模具將零件的翻邊壓向其內(nèi)表面而形成包邊的方 法稱之為壓邊。其成形機(jī)理為:在平行于和垂直于中性層方向都將可 能同時(shí)發(fā)生形變。壓邊工藝的特點(diǎn)是：包邊的幾何尺寸易于控制、 精度高；但成形壓力大。

25、 （2）.滾邊：用滾輪將零件的翻邊滾壓向其內(nèi)表面而形成包邊的 方法稱之為滾邊。其成形機(jī)理較為復(fù)雜：除在平行于和垂直于中性 層方向都將會(huì)同時(shí)發(fā)生形變外，還有在連續(xù)的滾壓過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò) 程形變。滾邊工藝的特點(diǎn)是：包邊的幾何尺寸通過(guò)調(diào)整滾輪軸線的 角度和滾輪運(yùn)行的速度及方向來(lái)控制；成形壓力小。 4).沖孔工藝技術(shù)沖孔工藝技術(shù)：主要用于焊接總成上位置及形狀尺寸精度要求高的孔（如發(fā)動(dòng)機(jī)搖籃焊接總成上的定位及安裝孔）的制作。避免了先沖 孔后焊接工藝方法難以解決的雙眼皮問(wèn)題。 （1）.沖裁力的計(jì)算 ： P=Ltk P=1.3Ltk =Ltb P -沖裁力（N）; （考慮到模具的鈍化、間 L -沖制孔周長(zhǎng)（m

26、m）; 隙不均、材料性能的波 t- 材料厚度（mm）; 動(dòng)、材料厚度的偏差等 k -材料剪切強(qiáng)度（MPa）; 因素影響的計(jì)算公式） b-材料抗拉強(qiáng)度（MPa）; （2）.沖孔精度的確定：在合理的沖孔間隙條件下，沖孔精度可 依據(jù)下表來(lái)確定。 5).旋鉚工藝技術(shù)旋鉚工藝技術(shù)：主要用于銷類零件與薄板件間的可靠連接（如 鋼背門平衡器球接銷與固定加強(qiáng)板的連接）。 （1）.鉚接壓力的估算 ： F= r2 b F -鉚接壓力（N）; r -鉚接銷半徑（mm）; b-鉚接銷材料抗壓強(qiáng)度（MPa）; （2）.旋鉚基本原理： 通過(guò)鉚頭軸線與旋轉(zhuǎn)軸線間的夾角（=1- 8 ），使鉚 頭端面與銷鉚接面成相應(yīng)夾角。在旋轉(zhuǎn)

27、速度n和壓力F的作用 下，鉚頭端面以相應(yīng)的角速度連續(xù)作用在銷釘鉚接面上,使其 金屬沿著壓力方向和徑向發(fā)生塑性變形。將被鉚接件牢固地 連在一起。 （3）.旋鉚工藝的主要特點(diǎn)：鉚接過(guò)程無(wú)噪音；適用于實(shí)心、大 規(guī)格銷釘?shù)你T接；鉚接壓力相對(duì)較小。鉚接件結(jié)構(gòu)圖鉚頭結(jié)構(gòu)原理圖制件在鉚座上的定位鉚接示意圖 6).涂膠工藝技術(shù)涂膠工藝技術(shù)：主要用于車身內(nèi)外板間的粘接（減小車身的振動(dòng) 所引起的噪音）與密封（防水）。涂膠方式分為：冷涂膠和熱涂膠（加 熱溫度40 ）。每車用膠量約為0.5Kg左右。 （1）.車身用膠的種類：環(huán)氧樹脂膠、丁基膠（密封膠） 、彈性 結(jié)構(gòu)膠等。 （2）.常用的涂膠方法：機(jī)器人涂膠和手工涂膠

28、。 （3）.影響膠帶軌跡、截面形狀及大小的主要因素： .涂膠方法：是影響膠帶軌跡位置精度及其重復(fù)精度的重 要因素。機(jī)器人涂膠方法，不但能保證其位置精度要求，而且 還能通過(guò)精準(zhǔn)地控制涂膠速度、方向及膠嘴姿態(tài)來(lái)保證膠帶截 面大??； .壓力（0-200Bar）、膠嘴形狀及大小、涂膠速度：是影響 膠帶截面形狀及大小的三大要素。 7).調(diào)整工藝技術(shù)調(diào)整工藝技術(shù)：主要用于保證開啟件及翼子板的裝配要求。間隙 與面差是考量開啟件及翼子板的裝配是否滿足產(chǎn)品要求的兩個(gè)重要指 標(biāo)。車身裝配間隙、面差的合格與否，不但直接影響車身外觀效果，而且還將影響車身的密封性及噪音大小。制定調(diào)整工藝方案時(shí)應(yīng)遵循 如下幾點(diǎn)原則： （

29、1）.制定合理的裝配順序關(guān)系：根據(jù)面差要求特點(diǎn)（后件外表 面低于或等于前件外表面），采用后件優(yōu)先裝配原則。常見(jiàn)的裝配 順序一般為：后門前門翼子板發(fā)動(dòng)機(jī)罩。 （2）.定位基準(zhǔn)的選擇原則：定位基準(zhǔn)盡量與測(cè)量基準(zhǔn)重合；定 位基準(zhǔn)誤差要小、剛性要好；定位基準(zhǔn)誤差對(duì)制件的定位精度影響 要最??；定位基準(zhǔn)要可靠。 （3）.夾緊力方向與大小的確定：夾緊力方向應(yīng)利于制件與定位 面的貼合，最好垂直于定位面。夾緊力大小應(yīng)可調(diào)，其最大值應(yīng)不 至于使制件產(chǎn)生塑性變形。 8).在線檢測(cè)工藝技術(shù)在線檢測(cè)工藝技術(shù)：主要用于車身焊接總成關(guān)鍵幾何尺寸的在線測(cè) 量，以便實(shí)時(shí)監(jiān)控其變化狀態(tài)，確保其制造精度符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。 （1）.

30、測(cè)量點(diǎn)的確定：關(guān)鍵的裝配孔（如車身上門鉸鏈裝配孔、 后風(fēng)擋玻璃裝配用孔等）、間隙面（如門洞間隙面）及關(guān)鍵功能面 等測(cè)量點(diǎn)。 （2）.測(cè)量方法的確定：主要有激光測(cè)量和自動(dòng)牽引測(cè)頭測(cè)量?jī)?種方法。激光測(cè)量屬非接觸測(cè)量，其測(cè)量原理為：固定的激光測(cè)頭 發(fā)射激光束，到達(dá)測(cè)量點(diǎn)后又反射到激光測(cè)頭，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)處 理激光束往返行程距離參數(shù)，并計(jì)算出測(cè)量點(diǎn)的幾何位置尺寸。激 光測(cè)量精度高，測(cè)量誤差小，但設(shè)備價(jià)格昂貴；自動(dòng)牽引測(cè)頭測(cè)量 屬有接觸測(cè)量，其測(cè)量原理與三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量原理相同。其最大 優(yōu)點(diǎn)是柔性化測(cè)量程度高。 （3）.在線測(cè)量方法對(duì)車身傳送設(shè)備的要求：車身在傳送裝備上 的定位精度要高；傳送裝備在測(cè)量

31、工位的定位應(yīng)可靠、精度要高； 傳送裝備精度的一致性要好。2.2.車身焊裝工藝裝備車身焊裝工藝裝備 車身焊裝工藝裝備的種類按其功能及特點(diǎn)劃分主要有：焊鉗、焊裝 夾具、裝配樣架、成形定位機(jī)、固定點(diǎn)(凸)焊機(jī)、懸點(diǎn)焊機(jī)、多點(diǎn)焊 機(jī)、電阻焊機(jī)器人、MAG焊機(jī)、 MIG焊機(jī)、螺柱焊機(jī)、涂膠設(shè)備、沖 孔機(jī)、折邊機(jī)、卷邊機(jī)器人、檢測(cè)裝備、傳送裝備及傳送線等。本章 節(jié)將一一介紹。 1).焊鉗：在電阻焊工具中，焊鉗的最大優(yōu)點(diǎn)是有獨(dú)立的力學(xué)系統(tǒng)， 使得焊接裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，易于實(shí)現(xiàn)車身上不同位置焊點(diǎn)的 焊接。焊鉗在車身焊接中的應(yīng)用極為廣泛，車身上90%以上 的焊點(diǎn)是由焊鉗完成的。因此，選好焊鉗是工藝設(shè)計(jì)重要 內(nèi)容之一

32、。 焊鉗的分類：按功能劃分有手工焊鉗、機(jī)器人焊鉗、多點(diǎn) 焊機(jī)焊鉗；按結(jié)構(gòu)型式劃分有X焊鉗、 C焊鉗；按動(dòng)力特性 劃分有氣動(dòng)焊鉗、液壓焊鉗、電動(dòng)焊鉗(伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng))。 X型液壓焊鉗X型氣動(dòng)焊鉗 選擇焊鉗應(yīng)考慮的主要因素： . 施焊的方便性； . 滿足焊接規(guī)范的要求； . 電極行程的確定（工作行程、輔助行程）； . 焊鉗工作部位的形狀與主要尺寸。 2).焊裝夾具：滿足制件裝配精度和便于制件施焊要求的工藝裝備， 稱之為焊裝夾具。其主要特點(diǎn)是：. 定位形面復(fù)雜。為了保 證其設(shè)計(jì)精度，一般采用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)方法；. 制件定位 采用主定位與輔助定位共同作用，以避免制件剛性不足引起 的定位誤差；. 夾具上設(shè)

33、置有坐標(biāo)系基準(zhǔn)裝置，不但保證了 三維坐標(biāo)系的創(chuàng)建精度，而且還滿足了夾具裝配、調(diào)整與測(cè) 量的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則要求；. 夾具上用于制件定位的幾何形面 通常用三維坐標(biāo)尺寸描述；. 專用性強(qiáng),不同的車型需要不 同的焊裝夾具。. 定位組件要求具有三維可調(diào)性，以便于夾 具定位精度的保證與調(diào)整。 焊裝夾具是車身焊裝工藝中最重要的工裝。每種車型約 350-420350-420個(gè)車身沖壓件，通過(guò)近90-12090-120臺(tái)臺(tái)焊裝夾具的逐級(jí)裝 配與焊接，形成車身各大焊接總成。以作為車身焊裝總成 的裝焊組件。特別強(qiáng)調(diào)的是，焊接合件工藝方案的優(yōu)良程 度將會(huì)直接影響焊裝夾具設(shè)計(jì)方案的合理性。因此，合理 制定焊接合件工藝方案

34、的重要性也就不言而喻。 焊裝夾具的分類：按功能劃分有點(diǎn)焊夾具、 MAG/MIGMAG/MIG焊夾 具和螺柱焊夾具；按動(dòng)力特性與控制方式劃分有手動(dòng)夾具、 氣動(dòng)氣控夾具和氣動(dòng)電控夾具。 焊裝夾具方案設(shè)計(jì)要考慮的主要焊裝工藝要求：. 制件 的幾何尺寸精度的保證； . 焊鉗的通過(guò)性（施焊的方便 性）；. 電極的導(dǎo)向（確定焊點(diǎn)的焊接位置） ；. 焊接程 序的轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換不同的焊接參數(shù)）；. 焊裝夾具三維坐標(biāo) 尺寸的測(cè)量與調(diào)整的方便性；.焊裝夾具工藝能力的符合性 要求；. 焊裝夾具的重復(fù)定位精度與可靠性；. 防止焊接 分流、減少焊接阻抗 。 206前縱梁總成夾具 3).裝配樣架：保證開啟件、翼子板裝配間隙與

35、面差精度要求的工藝 裝備稱之為裝配樣架。與焊裝夾具相比，其主要特點(diǎn)有如 下不同： . 定位系統(tǒng)復(fù)雜。無(wú)論是制件在裝配樣架上的定位，還是裝 配樣架在焊接車身上的定位都很難找到理想的定位方案， 這將給裝配樣架的方案設(shè)計(jì)帶來(lái)一定困難。因此，在產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案會(huì)簽時(shí)，開啟件、翼子板裝配定位基準(zhǔn)的考 慮就顯得尤為重要。 . 與制件外觀表面接觸的定位塊、壓頭通常采用塑料或橡膠 材料，以避免制件外觀表面損傷。 . 重量要輕、剛性要好。裝配樣架往往設(shè)計(jì)成空中平衡吊裝、 手工操作的形式。為了操作方便，裝配樣架在規(guī)定的生產(chǎn)節(jié) 拍內(nèi)的慣性力應(yīng)越小越好，這就要求裝配樣架質(zhì)量要輕。同 時(shí)，為了保證裝配樣架的定位精度，

36、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分 考慮其整體剛性是否滿足定位精度要求。 4).成形定位機(jī)：多用于車身焊接總成線成形定位(如:前倉(cāng)與底板的 成形定位；車身焊裝的成形定位)焊工位。其主要功能是保 證焊接合件及零件在汽車坐標(biāo)系內(nèi)的定位精度要求。通過(guò) 人工點(diǎn)定施焊后，被焊制件的相互幾何位置關(guān)系及幾何位 置尺寸將固定不變，從而達(dá)到定位成形目的。與焊裝夾具 相比，其主要特點(diǎn)有如下不同： . 成形定位機(jī)屬專用設(shè)備，其工作過(guò)程完全自動(dòng)化。 . 結(jié)構(gòu)復(fù)雜：不但要考慮制件的定位與夾緊，而且還要考慮 制件傳送裝備的定位與夾緊；不但要考慮施焊的通過(guò)性及 方便性，還要考慮制件及其傳送裝備的通過(guò)性。因此，成 形定位機(jī)往往由成套設(shè)備供應(yīng)商進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造。 . 結(jié)構(gòu)剛性要好：在定位與夾緊過(guò)程中，其剛性要能足以克 服制件的彈性變形，保證制件與定位面貼合良好。 5).固定點(diǎn)(凸)焊機(jī)：屬于通用電阻焊設(shè)備。主要用于螺栓、螺母、 隔套等制件與板金件間的焊接（凸焊），或板金件與板金 件間的焊接（點(diǎn)焊）。 固定點(diǎn)(凸)焊機(jī)型號(hào)及功能參數(shù): 型號(hào) DTN-200 電源電壓 單相50Hz 38