轿车车身尺寸控制与夹具工艺设计分析

论文摘要

汽车制造业已经成为全球性重要支柱产业,汽车车身制造又是汽车制造业中的一项最关键工程,随着国内外市场竞争日趋激烈,消费者对汽车的质量要求也越来越高,轿车白车身的质量直接影响到整车的外观、性能和安全。焊装作为汽车生产过程的四大工艺之一,焊接质量的高低对轿车车身尺寸的影响至关重要,可以说,在车身制造过程中,焊装是关键工序,是整个车身制造的核心,白车身焊接质量的优劣决定了整车的制造质量。焊接夹具是保证车身焊接质量的最重要因素,焊接夹具的主要作用就是保证所有焊接冲压件之间的相对位置以及焊接件的尺寸精度,合理的夹具设计、焊点规划、焊钳选择,可以确保焊接质量,降低生产成本,提高生产效率。本文阐述了轿车车身尺寸偏差产生的原因,特别是制造过程中产生的偏差,介绍了车身质量评价方法及车身尺寸控制方法,车身尺寸控制的主体在于夹具的设计,分析了焊装夹具的结构组成、定位原理,一般设计步骤及定位可靠性设计方法。结合国内某微型轿车,研究了利用夹具设计的有效性来控制车身尺寸,首先进行夹具工艺方案设计,根据生产纲领确定生产节拍,焊点规划,把车身结构划分为七大分总成,然后进行焊接工艺设计,完成了焊接树状图,根据产品工艺分析,结合整个流水线的均衡化设计,同时保证人流物流畅通,规划出焊装线方案,根据机舱分总成的结构特点,分析出定位点及夹紧支撑的数量及位置,确定焊点分布及定位夹紧方式。利用CATIA软件对夹具进行计算机辅助设计,设计出基板、L座、定位销、压紧块等,这样既提高了设计精度,又缩短了研发周期,并在CATIA软件中将机舱分总成数据和夹具装配在一起,模拟其装夹,分析夹具方案的可行性及操作方便性。简单介绍了检具的设计原则,将在改进后的夹具上焊接完成的机舱分总成放在检具上进行检测,并和车身数据进行对比,验证了改进后的夹具对车身尺寸控制的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 轿车车身尺寸偏差原因分析
• 1.2.1 产品设计
• 1.2.2 零部件尺寸
• 1.2.3 焊装夹具质量
• 1.2.4 焊接变形
• 1.2.5 操作影响
• 1.3 焊装夹具研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 轿车车身尺寸检测与控制方法
• 2.1 引言
• 2.2 白车身质量检测与评价
• 2.2.1 车身检测与功能尺寸概念
• 2.2.2 车身尺寸检测点
• 2.2.3 车身质量评价方法
• 2.3 面向制造的车身尺寸控制方法
• 2.3.1 提高设计质量
• 2.3.2 车身基准统一系统
• 2.3.3 夹具精度控制
• 2.3.4 生产过程控制
• 2.4 本章小结
• 第3章 焊装夹具设计原理
• 3.1 焊装夹具基本要求
• 3.2 汽车焊装夹具简单介绍
• 3.2.1 夹具的基本构成
• 3.2.2 夹具的设计步骤
• 3.3 焊装夹具定位可靠性设计方法
• 3.3.1 定位约束的数学模型
• 3.3.2 "N-2-1"定位原理
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于某微型轿车夹具设计实例
• 4.1 夹具方案设计分析
• 4.4.1 纲领分析
• 4.4.2 焊点规划
• 4.4.3 生产线规划
• 4.2 夹具优化设计方法
• 4.2.1 夹具定位点优化设计算法
• 4.2.2 夹具布局和夹紧力的优化方法
• 4.3 机舱夹具设计实例
• 4.3.1 机舱分总成结构特点
• 4.3.2 定位孔的选择
• 4.3.3 支撑夹紧的选择
• 4.4 夹具结构设计
• 4.4.1 基板的选择
• 4.4.2 压紧块的选择
• 4.4.3 L座的选择
• 4.4.4 定位销的选择
• 4.5 夹具评价
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文