買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 目 錄 摘要 第 1章 緒論 1 題的背景及研究意義 1 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 擬制造技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展 1 性技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 2 題研究的主要內(nèi)容 3 第 2 章 車門焊接夾具及焊接技術(shù)的研究 4 焊接夾具的概述 4 接夾具的特點(diǎn) 5 接夾具要求 5 接夾具設(shè)計(jì)方案的確定 6 11 第 3章 汽車車門的三維夾具設(shè)計(jì) 12 12 分 12 分 12 接夾具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 16 第 4章 工作站的生產(chǎn)能力分析 17 車門三維夾緊設(shè)計(jì)的重要零部件進(jìn)行分析和強(qiáng)度校核 18 23 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 總結(jié) 考文獻(xiàn) 25 致謝 28 附錄 29 第一章 緒 論 題的背景及研究意義 汽車是數(shù)量最多、最普及、活動(dòng)范圍最廣泛、運(yùn)輸量最大的現(xiàn)代化工具。沒有哪種機(jī)械產(chǎn)品像汽車那樣對社會(huì)產(chǎn)生如此廣泛而深遠(yuǎn)的影響。中國汽車工程學(xué)會(huì)理事長張小虞對中國入世五年帶給中國汽車的影響時(shí)表示 ，國內(nèi)汽車的產(chǎn)量在入世的 5 年內(nèi)增長了 3 倍，中國在全世界汽車產(chǎn)業(yè)的排序從過去的第 8 位上升到前 3 位。中國已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)大國。要想邁入汽車產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國行列，我國汽車工業(yè)必須努力打造自主品牌、加速技術(shù)創(chuàng)新、提高自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的比重、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、促進(jìn)產(chǎn)品創(chuàng)新和管理機(jī)制創(chuàng)新，從總體上提高我國汽車行業(yè)的制造水平和能力，增強(qiáng)汽車行業(yè)的國際競買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 爭力，加速我國汽車行業(yè)的國際化進(jìn)程。 （ 1） 良好的車身結(jié)構(gòu)給駕駛員和乘客提供了安全的架乘空間。在發(fā)生事故時(shí)，車身相關(guān)部分能充分吸收撞擊的能量，降低人員所受的沖擊。因此， 車身焊接技術(shù)十分重要，它是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 車身裝焊夾具也正是保證其焊接高質(zhì)量的關(guān)鍵焊接夾具屬于焊接工藝過程的輔助裝置，在汽車車身大批量生產(chǎn)過程中，該裝置是必不可少的。它不僅可以提高焊接生產(chǎn)率，而且也是保證焊接產(chǎn)品的尺寸精度及外觀要求的重要裝置。焊接夾具沒有統(tǒng)一規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)化，屬于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和制造的工藝裝備，要根據(jù)具體車型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)條件和實(shí)際需求來自行設(shè)計(jì)與制造。因此在汽車制造過程中汽車焊裝工藝和焊接夾具的設(shè)計(jì)變得尤為重要。本設(shè)計(jì)為了縮短夾具設(shè)計(jì)的周期，提高設(shè)計(jì)精度和設(shè)計(jì) 效率將直接利用 件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。 件可以構(gòu)建整套夾具的全數(shù)字化模型，可對整個(gè)產(chǎn)品、指定的子系統(tǒng)或零件進(jìn)行可視化裝配分析、檢測 從而促進(jìn)產(chǎn)品的性能優(yōu)化。與傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)相比，利用 軟件所提供的虛擬裝配功能，能實(shí)現(xiàn)不通過實(shí)際生產(chǎn)調(diào)試就可在設(shè)計(jì)過程中檢測出零件存在的問題大大降低的成產(chǎn)成本（ 2）。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 擬制造技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展 從 20 世紀(jì) 60 年代起至今，制造企業(yè)的戰(zhàn)略由資源經(jīng)濟(jì)向知識(shí)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變。 20 世紀(jì) 60 年代制造企業(yè)追求的是擴(kuò)大生產(chǎn) 規(guī)模， 70 年代是降低生產(chǎn)成本， 80 年代是提高產(chǎn)品質(zhì)量， 90 年代則是進(jìn)一步加快市場響應(yīng)速度， 21 世紀(jì)隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的到來，買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 技術(shù)創(chuàng)新成為企業(yè)發(fā)展的靈魂，企業(yè)必須同時(shí)具備時(shí)間競爭能力、質(zhì)量競爭能力、價(jià)格競爭能力和創(chuàng)新競爭能力才能贏得市場。虛擬制造（ 發(fā)展適應(yīng)了時(shí)代的要求。虛擬制造又稱擬實(shí)制造，它是實(shí)際制造過程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)實(shí)現(xiàn)，即利用計(jì)算機(jī)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上模擬出產(chǎn)品的整個(gè)制造過程，從而對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工制造、性能分析、生產(chǎn)管理和調(diào)度、銷售及售后服務(wù)做出 綜合評(píng)價(jià)，以增強(qiáng)制造過程各個(gè)層次的決策與控制能力。可以看出，虛擬制造并不是真實(shí)的制造過程。它不產(chǎn)生真實(shí)產(chǎn)品，不消耗材料和能量，而是利用制造對象、制造資源和制造過程的模型實(shí)現(xiàn)制造的本質(zhì)過程。 從虛擬制造概念的提出到迄今為止，它已成為世界各國科技界、企業(yè)界研究的熱點(diǎn)。世界上許多國家都將虛擬制造看作是 21 世紀(jì)制造業(yè)變革的核心技術(shù)之一，紛紛從不同方向開展研究。美國拖拉機(jī)公司用虛擬設(shè)計(jì)方法代替常規(guī)設(shè)計(jì)方法，把原來從設(shè)計(jì)到定型所需的 6月時(shí)間縮短到不足 1 個(gè)月時(shí)間，而且允許用戶在虛擬環(huán)境下觀察試驗(yàn)（ 并在 1993 年獲得虛擬環(huán)境應(yīng)用獎(jiǎng)。 近幾年來， 虛擬制造技術(shù)也引起我國科技工作者的關(guān)注，已開展了很多研究工作， 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國已有幾十家科研 機(jī)構(gòu) 、高等院校和企業(yè)正在開展虛擬制造技術(shù)方面的研究。國家 863/題也將 “ 制造系統(tǒng)的可視化、虛擬建模與仿真 ” 確定為研究重點(diǎn)。如今，隨著先進(jìn)的計(jì)算機(jī)理論和技術(shù)的不斷應(yīng)用，虛擬制造技術(shù)取得了的顯著發(fā)展，虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用成為汽車制造業(yè)提高競爭力的重要技術(shù)手段 （ 3）。 性技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 在 20 世紀(jì) 30 年代 到 20 世紀(jì) 50 年代，一般采用自動(dòng)流水線制造設(shè)備，這可稱為剛性自動(dòng)化（ 式。自動(dòng)流水線設(shè)備的價(jià)格通常相當(dāng)昂貴，如果要改變產(chǎn)品的品種，自動(dòng)流水線需要作較大的改動(dòng)，在投資和時(shí)間方面的耗費(fèi)很大，柔性制造系統(tǒng)的出現(xiàn)改變了這一狀況。由于柔性技術(shù)具有較高的生產(chǎn)率和對產(chǎn)品及市場的應(yīng)變能力，使其在制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在英國、美國、日本、德國等工業(yè)化國家，柔性焊裝夾具在國外已成為車身生產(chǎn)線的主要方式，結(jié)構(gòu)上多采用貫通式焊裝生產(chǎn)。貫通式焊裝生產(chǎn)是指工件的定位夾具系統(tǒng)與工位間輸送 系統(tǒng)呈分離狀態(tài)， 其功能是將工件移送至下一工位。 目前對柔性夾具的設(shè)計(jì)主要是對于傳統(tǒng)夾具的創(chuàng)新研究，這類夾具有兩種： 統(tǒng)的槽系組合夾具的突出特點(diǎn)是組裝靈活多變，使用可靠，盡管它有好的柔性， 但是配套元件多而且元件加工精度極高， 尤其是夾具裝配和調(diào)整時(shí)間長，初置費(fèi)用高，生產(chǎn)廠家很少采用，逐漸被冷落。 是最新發(fā)展的柔性夾具，它與傳統(tǒng)的槽系組合夾具原買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 理相同只是元件結(jié)構(gòu)和組裝方式不同。該系列元件因其結(jié)構(gòu)簡單，以孔定位，螺栓連接，定位精度高，剛性好，是現(xiàn)代柔性夾具的主流。使用 孔系組合夾具可以大幅節(jié)省夾具的設(shè)計(jì)制造工時(shí)，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)約鋼材，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。裝焊夾具的柔性設(shè)計(jì)是夾具設(shè)計(jì)方面需要解決的關(guān)鍵問題，對于現(xiàn)有焊接夾具創(chuàng)新研究的同時(shí)，也要在夾具原理和結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行創(chuàng)新研究，尋求原理、結(jié)構(gòu)方面的突破。為此本設(shè)計(jì)將采用孔系組合夾具來提高焊裝夾具的柔性化 （ 4）。 題研究的主要內(nèi)容 1. 基于產(chǎn)品數(shù)模設(shè)計(jì)焊接組件的加工方案，并對其工裝的設(shè)計(jì)過程，方法及工作遠(yuǎn)離進(jìn)行分析，確定定位加緊裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最終設(shè)計(jì)方案 2. 通過分析擬定必要的保證要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)三個(gè)工位 的焊接夾具，各工位的焊接夾具工作既可以相互獨(dú)立，也可以有序預(yù)約，使操作者操作便捷，維護(hù)方便 3. 通過分析設(shè)計(jì)符合實(shí)際的焊接夾具 4. 通過分析，對定位加緊裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5. 完成二維和三維裝配圖 6. 要有對相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算 7. 圖紙和說明書要符合規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)化，清晰 第二章 車門焊接夾具及焊接技術(shù)的研究 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 一個(gè)車門的制造過程為：沖壓，凸焊，點(diǎn)焊，弧焊，包邊等，而點(diǎn)焊又是其 中的重中之重。為了達(dá)到以上強(qiáng)度，剛度及精度方面的要求，在點(diǎn)焊過程中使用 一副 可靠的焊接夾具是極其重要的。 在焊接生產(chǎn)過程中， 焊接所需要的工時(shí)較少， 而約占全部加工工時(shí) 2/3 以上的時(shí)間都是用于備料、 裝配及其他輔助工作。 因此， 必須大力推廣使用機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高的裝配焊接工藝裝備。 焊接工裝夾具的主要作用如下： （ 1）準(zhǔn)確、可靠的定位和夾緊，減小制品的尺寸偏差，提高零件精度和可 換性。 （ 2）有效地防止焊接變形。 （ 3）使工件出于最佳施焊部位，焊縫的成型性良好，工藝缺陷明顯降低， 焊接速度得以提高。 （ 4）擴(kuò)大先進(jìn)的工藝方法的使用范圍，促進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)機(jī)械化和自 動(dòng) 化的綜合發(fā)展。 如下圖 : 。 車門焊接工作臺(tái) 圖 2接夾具的概述 裝焊夾具概述 把沖壓件在一定工藝裝配中定形、定位并夾緊，組合成前圍組件、合件、分總成及總成，同時(shí)利用焊接的方法使其形成整體的過程稱為裝焊過程。裝焊夾具沒有統(tǒng)一規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)化，均屬于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和制造的工藝設(shè)備，是根據(jù)具體各車型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)條件和實(shí)際需要來 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 焊接夾具 圖 2 焊接夾具的特點(diǎn) 配焊接夾具的定位方式、定位元件形狀復(fù)雜。 車門 裝配焊接夾具由于 車門零件大多 是三維空間曲面的沖壓件，他們不僅形狀復(fù)雜，而且剛性差，易變形。在夾具中定位時(shí)往往要合理的取前圍某特定的曲面、孔作定位面、定位孔，定位孔的首選應(yīng)是產(chǎn)品圖的基準(zhǔn)孔， 門 外形復(fù)雜，大多是三維空間曲面尺寸較大裝焊夾具的定位往往采用過定位的設(shè)計(jì)以保證在裝焊部件時(shí)的正確性，盡量減少車身焊接時(shí)產(chǎn)生的焊接變形； 車車身裝配焊接夾具中的夾緊裝置通常采用手動(dòng)與氣動(dòng)裝置，大部分采用氣動(dòng)夾緊裝置。夾緊裝置的位置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需合理、精確、牢靠；動(dòng)作的程序設(shè)計(jì)需準(zhǔn)確、簡捷。 門 裝配焊接夾具設(shè)計(jì) 時(shí)要充分分析車身零部件，考慮定位、定位裝置、夾緊裝置、輸送裝置及焊槍、焊鉗之間的干擾問題。設(shè)計(jì)人員必須充分考慮沖壓件裝配焊接前后取出等一系列的干涉問題，如定位裝置、夾緊裝置之間的干涉；焊槍、焊鉗與定位裝置、夾緊裝置之間的干涉 5。 接夾具要求 在汽車車身焊接過程中定位夾緊 保證車身零件之間正確的裝配關(guān)系 同時(shí)保證車身焊接質(zhì)量及焊接過程順利 車門焊接夾具的優(yōu)劣在決定著車門質(zhì)量。為此，此次裝焊夾具的設(shè)計(jì)必須達(dá) 到以下要求： （ 1）保證焊件焊后幾何形狀和尺寸精度符合圖紙和技術(shù)要求； （ 2）使用時(shí)安全可靠，凡是受力的各種器件，都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度； （ 3）便于施工和操作，定位、夾緊和松開應(yīng)省力而迅速，夾具應(yīng)使裝配和 焊接過買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 程簡化，操作順序合理； （ 4）容易制造和便于維修；零部件應(yīng)盡量標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，易于加工制作； 易磨損件要便于更換； （ 5）降低夾具制造成本，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件。 此次所焊接的車門為 哈飛 左前門部件， 設(shè)計(jì)了其中點(diǎn)焊的第一道工 序的夾具，選用的焊接設(shè)備為懸掛式電焊機(jī)，選用的焊鉗為 X 型焊鉗。 本次設(shè)計(jì)所全程使用 術(shù)， 3D 圖利用 件繪 制，2D 圖利用 件繪制。設(shè)計(jì)的過程中參考了一些點(diǎn)焊工藝方面的書籍，也參考了 諸多焊接工裝方面的書籍，采用了一些知名企業(yè)的焊接工裝標(biāo)準(zhǔn)，借鑒了現(xiàn)有的 車門裝焊夾具。以上種種都讓我收益頗多 6 接夾具設(shè)計(jì)方案的確定 1. 夾具高度。 考慮到本地人的平均身高，將夾具的夾緊時(shí)的高度定為 1000方 便取件并考慮到夾緊機(jī)構(gòu)力臂受力足夠，夾具打開的最高的高度為 1 2. 擺放方案。 車的前后方向?yàn)?x 方向，車的寬度方向?yàn)?y 方向，垂直于地面的方向?yàn)?z 方向。垂直零線在前壁板前方距離車體 2000的平面上，水平零線位于輪 胎下方距離車架頂部 500，車體中心線為 y=0 的平面，左邊為負(fù)，右邊為 正。 考慮到車門整體呈扁平狀，并且為方便焊接操作，將零件的擺放方式定 為車門按車身坐標(biāo)來擺放， 向與地面平行， 向?yàn)?的法線方向。 即 y 3. 案 夾具的基本件，它要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)裝置連接成一個(gè) 工件外形 整體。 夾具 形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、 輪廓尺寸及加工條件等 。設(shè)計(jì)夾具 應(yīng)滿足以下要求： （ 1） 足夠的強(qiáng)度和剛度； （ 2） 結(jié)構(gòu)簡單、輕便。在保證強(qiáng)度和剛度的前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊 湊。 （ 3） 安裝穩(wěn)定可靠。 （ 4） 結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)。 （ 5） 尺寸穩(wěn)定且具備一定精度。 （ 6） 清理方便。 由于夾具底板要承受相當(dāng)重的重量，綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng) 濟(jì)性，標(biāo)準(zhǔn)化等，為保證夾具的剛度和強(qiáng)度，夾具的 采用厚度為 20 材或者 材，板材下面用槽鋼支撐，槽鋼選用熱軋普通槽 鋼， 代號(hào)買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 為 707 14b。槽鋼在兩個(gè)垂直方向呈網(wǎng)狀搭接，槽鋼與 通過焊 接連接，焊后經(jīng)過退火處理以消除焊接應(yīng)力。 的平面度 槽鋼靠 近地面的底部焊接 5 個(gè)支腳底座。 撐采用支腳支撐，支腳通過螺栓與 上的支腳底座進(jìn) 行連接。 形需將板件包含在內(nèi)， 外形與車門整體外形相一致。 （孔，面定位） 4. 定位方案 定位的作用是要使工件在家具中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置，在保證 加工要求的情況下，限制足夠的自由度。 (1) 工件的定位原理 自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有 6 個(gè)自由度，即沿 個(gè) 軸向的平動(dòng)自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。 要使工件在夾具中有確定不變的位 置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六個(gè)自由度均被限制的定位叫完全定位；工 件被限制的自由度少于六個(gè)，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊 接生產(chǎn)中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形，有些自由度是不必 要限制的，故可以采用不完全定位的方法。在焊接夾具設(shè)計(jì)中，按加工要求應(yīng)限 制的自由度而沒有限制的欠定位是不允許的； 而選 用兩個(gè)或更多的支撐點(diǎn)限制一 個(gè)自由度的方法稱為過定位，過定位容易位置變動(dòng)，夾緊時(shí)造成工件或定位元件 的變形，影響工件的定位精度。但是在大的鈑金件中，為了保證焊接不變形和保 護(hù)工件不受外力壓垮，常常需要多設(shè)置若干定位加緊。 以下說明鈑金件的典型定位方式。 一個(gè)鈑金件由一個(gè)主定位孔和一個(gè)副定位孔及三個(gè)定位面進(jìn)行定位。定位 原理如下圖所示。 H 為主定位孔，呈圓形（ 為副定位孔，為了 ； h 防止與主定位孔配合時(shí)出現(xiàn)過定位，其形狀呈腰形（ 為定位面。 ， S H 中 插入主定位銷（ 限制 x， y 向平動(dòng)自由度，在 h 中插入銷 配合 H 中的銷可以限制繞 z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度， 3 個(gè) S 面相當(dāng)于三個(gè)點(diǎn)，限制板件 Z 向的移動(dòng)及繞 x 軸和 y 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以綜上 S 面限制板件三個(gè)自由度， H 限制 板件兩個(gè)自由度， h 限制一個(gè)自由度。由此，板件得以完好定位。 如圖 文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 車門數(shù)模 圖 夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力的方向、夾緊力作用點(diǎn)、夾緊力大小。對夾緊 機(jī)構(gòu)的基本要求如下： （ 1）夾緊作用準(zhǔn)確， 出于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全 可靠。 （ 2）夾緊動(dòng)作迅速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件的表面質(zhì)量。 （ 3）夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，僅僅作用力是可調(diào)節(jié)的。 （ 4）結(jié)構(gòu)力求簡單便于制造和維修。 一般的，夾緊與支撐成對存在，即假如一個(gè)零件的一邊為支撐面，該零件 的另一面有一個(gè)配對的夾持面。本夾具采用的夾緊方式出于夾緊狀態(tài)時(shí)， 1 的下表面通過螺栓緊固在連接板上，上表面作為 S 面的支撐面， 2 用螺栓緊固在壓爪上，下表面作為 S 面的夾緊面。壓爪通過鉸鏈 1 與氣 缸的耳環(huán)相連，通過鉸鏈 2 與連接板相連。氣缸通過鉸鏈 3 與連接板相連。 如圖 :文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 焊接夾具 圖 夾緊松開時(shí)，壓爪及 2 通過氣缸的力作用，繞著鉸鏈 2 的中心沿 著弧線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)夾緊時(shí)，壓爪及 2 通過氣缸的力作用，繞著鉸鏈 2 的中心 沿著圖示弧線向下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)氣缸出力過大使 2 行程過大而壓壞工件時(shí)，限 位塊起著限位作用。 此處的氣缸選用 司的 列耳環(huán)式氣缸。 對于鈑金件，要使焊接時(shí)能夠可靠壓緊，對于厚度 鋼板，壓緊 力 F50于厚度 30據(jù)杠桿原理計(jì)算可得 出壓爪不一超過 這種夾緊方式能夠滿足以上四種基本要求。 （典型的夾緊機(jī)構(gòu) 氣缸選用 品 環(huán)式氣缸 7。 6 量及位置確定 連接板用螺栓固定在 L 支座上， L 支座用螺栓固定在 上。一個(gè) L 支座就叫做一個(gè) 數(shù)量及位置取決于定位銷位置數(shù)量及 S 面的 以保證工件平衡穩(wěn)定， 所以 置數(shù)量。 一般的每隔 400設(shè)置一個(gè) S 面， 的數(shù)量也大致為每 400是 布置不能影響焊前放件，焊接操作和 焊后取件。 以下為本夾具的 案。根據(jù)以上各零件的定位信息，確定了 數(shù)量及位置。 固定兩個(gè)定位銷， 均固定一對支撐夾緊。 固定兩對支撐夾緊塊和兩個(gè)定位銷。 的 為異形 。 固定兩對支撐夾緊塊。 文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 均帶有一個(gè) 的標(biāo)準(zhǔn)夾緊氣缸。 附有一個(gè) x 方向活動(dòng)定位銷， 此 有一個(gè) 列的薄型氣缸和一個(gè) 列的帶導(dǎo)桿薄型氣缸。 為方便氣路分別控制不同的動(dòng)作，將 2、 3、 4、 5、 6、 9、 10 中的 的 導(dǎo)桿氣缸為組 B 組， 緊氣缸確定為 A 組。 系列的薄型氣缸為 C 組。 的夾 緊氣缸為 D 組。 如圖圖 門 設(shè)計(jì)是汽車前門左邊框焊接總成的自動(dòng)焊接裝置設(shè)計(jì) 所以只需要 . 緊固方案 本夾具典型的緊固方案如下圖所示。所有的緊固方式必須采用兩個(gè)銷釘和 若干螺栓緊固的方式。有兩個(gè)銷釘孔，兩個(gè)零件的銷釘孔中插入銷釘實(shí)現(xiàn)定位， 定位后再用螺栓緊固。在兩個(gè)被緊固的零件之間必須加一墊片，以保證后期的可 調(diào)節(jié)能力，墊片的厚度為 5固件要求為高強(qiáng)度 內(nèi)六角螺絲，性能等級(jí)為 。 L 支座的與 之間的緊固采用 內(nèi)六角螺絲；連接板與 L 支座之間的緊固采用 內(nèi)六角螺栓（ ； 與壓爪和連接板 之間的緊固采用 內(nèi)六角螺絲。銷釘必須是是新的帶有螺紋的孔，以便 在需要時(shí)取出。 如圖 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 定位銷 圖 章小結(jié) 通過對車門焊接夾具的了解 ,掌握夾具的作用 ,掌握焊接夾具的特點(diǎn)和要求 ,確定基本定位方案 . 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 第三章 汽車車門的三維夾具設(shè)計(jì) 本文將闡述 利用 維軟件進(jìn)行裝焊夾具的設(shè)計(jì) 要結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)說明 1 分 1） 的形狀大致與車門形狀相似， 的大小要超過零件大小， 這樣在工作的時(shí)候可以防止車門零件被磕碰。 采用材質(zhì)為 上鉆有三個(gè)基準(zhǔn)孔。在制造時(shí)選用如圖示的右下角的基準(zhǔn)孔為基準(zhǔn)。用 于安裝 L 制作的銷孔與基準(zhǔn)孔的公差為 同個(gè) L 座下的銷孔公差為 兩個(gè)表面的粗糙度為 朝上的方向的平面度為 與槽鋼支架焊接成型。 如 圖 :）槽鋼支架 槽鋼選用熱軋普通槽鋼，代號(hào)為 707 14b。槽鋼在兩個(gè)垂直方向呈網(wǎng)狀 搭接，槽鋼與 通過焊接連接，焊后經(jīng)過退火處理以消除焊接應(yīng)力。 3）支撐 支撐底座焊接在槽鋼支架上。下方的支撐有不同直徑的圓鋼和螺母焊接而 成。 圖 分 只設(shè)有兩個(gè)定位銷，定位銷固定在銷座上，固定方式為擋銷限 位。銷座通過螺栓和墊片與適配塊連接 。適配塊通過螺栓和墊片與連接板連接。 由于連個(gè)墊買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 片垂直，所以定位銷具有雙向調(diào)節(jié)的能力。 （ 1） 定位銷 A 一般的，定位銷定位處的直徑 D=孔的最大實(shí)體尺寸 位銷的公 差為 0/ 定位銷采用的材料為 20 要求滲碳處理， 滲碳深度為 淬火處理至 2，銷子的銳邊需倒鈍，定位銷做表面氧化處理。 定位銷 A 作為皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件的主定位銷和窗框加強(qiáng)件的副定位銷。由于 窗框加強(qiáng)件副定位孔的直徑為 帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件主定位孔的半徑為 底層的車門內(nèi)板上的孔為一過孔直徑為 12個(gè)孔的中心在同 一直線上，該直線與 y 軸平行。由下至上，三層板的厚度分別為 1該處窗框加強(qiáng)件與皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)版之間的距離為 定位銷 A 可設(shè)計(jì)為臺(tái)階銷，臺(tái)階的下級(jí)作為皮帶內(nèi)側(cè)加強(qiáng)件的主定位銷，臺(tái)階的上級(jí)作為 窗框加強(qiáng)件的副定位銷。其定位方式如圖 示。 （ 2）定位銷 B，定位銷 B 作為作為車門內(nèi)板的主定位銷。其直徑為孔直徑最 大實(shí)體尺寸 差為 0/ （ 3）銷座 銷座用于固定定位銷，由于定位銷下部有一錐度，當(dāng)一個(gè)銷釘卡住定位銷 的錐面時(shí)，將定位銷限位。銷座上有銷釘孔和螺紋孔，可以固定在適配塊上。 （ 4）墊片 墊片為本夾具的通用規(guī)格。墊片起調(diào)節(jié)作用，其基本形式為 3 個(gè)相同大小 的孔，孔的直徑為 螺紋孔和銷釘孔直徑大。墊片厚度為 5片 材料為 面磨光氧化處理。 （ 5）適配塊 適配塊用于固定銷座。并且在兩個(gè)方向上設(shè)有銷釘孔和螺紋孔，這樣可以在 兩個(gè)方向燒傷安裝墊片，以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的雙向調(diào)節(jié)能力。適配塊的材料為 （ 6）連接板 連接板用于固定適配塊。連接板固定在 L 支座上。連接板上設(shè)有一組用于與 L 支座裝配的螺紋孔與銷釘孔，其基本形式為兩個(gè)銷釘孔用于定位，四個(gè)螺紋孔 用于緊固。兩個(gè)銷釘孔之間的公差為 連接板采用的材料為 面磨光氧化處理。 （ 7） L 支座 L 支座鑄造而成，其材料為 造制作要承受較大的力，所以采用加 強(qiáng)肋的形式。鑄造后需機(jī)加，用于連接的表面粗糙度為 對表面的垂直度 要求為 總高度有 425、 405330、 300250205種規(guī)格， 不同規(guī)格的 L 支座僅有數(shù)值方向上的高度尺寸及加強(qiáng)筋的高度尺寸不同， 其余均 為相同尺寸。高度為 330 L 支座的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖 有一對支撐壓緊。 墊片采用同 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。 L 支座基 本形式與 的 L 支座一樣，其總體高度為 250 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 1。 基本形狀為 L 型， 應(yīng)盡量避免異形。 的材料為 1 的作用是夾緊片件，故 要求夾緊面的形狀精度較高，夾緊面與 的主體面 存在一定角度。具體的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖 2 2 作為起支撐作用，故其支撐面的形狀精度也較高，支撐面與 的 主體面存在一定角度。具體的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖 限位塊公，限位塊母 限位塊起限位作用，限位塊公用螺栓緊固在壓爪上，限位塊母用螺栓緊固在 連接板上。當(dāng)壓爪向下壓時(shí)，限位塊公作用在限位塊母上，從而防止氣缸行程過 大而壓壞零件。限位塊的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖 壓爪臂。 壓爪臂由一個(gè)臂塊和 側(cè)邊兩個(gè)小件組成。 臂塊末端用于連接氣缸末端的耳環(huán)， 組成鉸鏈。側(cè)邊兩小件與連接塊連接組成另外一個(gè)鉸鏈。側(cè)邊見與臂塊采用焊接 的方式連接在一起。焊縫高度為 5，焊后應(yīng)打磨使焊縫光滑，焊后需失效消除應(yīng) 力。連接板的外形尺寸及技術(shù)要求。 連接板 連接板的外形尺寸及技術(shù)要求見附圖 有一對支撐壓緊機(jī)構(gòu)。其 L 支座選用 205規(guī)格。連接板的外形 尺寸及技術(shù)要求見附圖 慮到兩個(gè) S 面較近，在 布置兩對支撐壓緊， 為異形，壓爪臂 為異形。 有兩個(gè)定位銷，連接板為異形。墊片、適配塊與之前所用的型 號(hào)一致。 定位銷 定位銷 C 同定位銷 A 一樣，由于該銷所處的環(huán)境與定位銷 A 完全一樣的，設(shè) 計(jì)為臺(tái)階銷形式， 其零件圖見定位銷 A 的零件圖。 定位銷 D 作為內(nèi)板的副定位銷， 由于腰形孔的直徑為 20其形狀與定位銷 B 一樣，其零件圖件定位銷 B 的 零件圖。 L 塊。 L 塊用于固定 ，這樣使 具有了 Z 軸方向的調(diào)節(jié)能力。 L 塊緊固在連 接板上，其緊固原理仍為兩個(gè)定位銷定位和一顆螺母緊固。 共有 4 個(gè) 。 1,3 用于支撐， 2,4 用于夾緊。其中 3 為異形 。四個(gè) 的外形尺寸及技術(shù)要求。 連接板 連接板為異形連接板。由兩片型板焊接之后進(jìn)行機(jī)加。其外形尺寸及技術(shù)要 求。 壓爪臂 壓爪臂為異形。由兩片型板焊接之后進(jìn)行機(jī)加。其外形尺寸及技術(shù)要求見。 設(shè)有一對支撐夾緊。 限位塊、 墊片為通用規(guī)格。 支座高度為 425 L 連接板規(guī)格與 致。 、壓爪臂的外形尺寸及技 術(shù)要求見。 有兩對支撐壓緊。由于此處有兩對支撐夾緊，且空間位置相對狹 窄，所買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 以可以將支撐塊可以設(shè)計(jì)為兩個(gè)支撐面的形式。這種異形的支撐塊為平板 線切割到所需形狀后焊接而成。夾緊塊也有一個(gè)為異形。在上臂設(shè)有兩個(gè)壓緊 。連接板與 致。 L 支座高度為 405片、限位塊為通用規(guī) 格。 及壓爪臂的形狀尺寸及技術(shù)要求見。 有兩對支撐夾緊。 L 支座的高度為 330于此處壓爪臂叫長， 因此制造時(shí)需保證零件的額強(qiáng)度、剛度。淬火處理之 、壓爪臂及 連接板的外形尺寸及技術(shù)要求 接夾具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 焊裝夾具常見的結(jié)構(gòu)包括定位元件和夾緊元件 型面定位兩種 ,夾緊機(jī)構(gòu)有手動(dòng) ,氣動(dòng)兩種夾緊方式 ,氣動(dòng)夾緊具有手動(dòng)所沒有的許多優(yōu)點(diǎn)所以在這里我們將采用氣動(dòng)夾緊方式 . 圖 3示的焊接夾具的典型結(jié)構(gòu)由如下幾部分組成 :支承座是整個(gè)夾具的基礎(chǔ) ,起支撐 ,定位作用 ,上下限位塊限位作用 , 防止 夾具在夾緊時(shí)由于操作失誤將工件打壞 ,壓緊塊和支撐塊同時(shí)使用 ,起型面定位作用 ,定位銷主要用來進(jìn)行孔定位 ,過渡板是支承座和其他部分的 過渡 ,一般所有的定位元件和夾緊元件都安裝在過渡板上 ,調(diào)整墊一般厚度在 3間 ,用來精密調(diào)整在該方向上的距離 ,過渡快在這里用來連接定位銷 ,加上調(diào)整墊的作用 ,保證定位銷至少在 2 個(gè)定位方向上可以精密調(diào)整距離 在汽缸的帶動(dòng)下 ,往復(fù)運(yùn)動(dòng) 但直觀的展現(xiàn)了夾具各組成元件的結(jié)構(gòu) ,而且清晰的表明了各元件之間的連接方式和相對位置 因此這里的典型結(jié)構(gòu)不是實(shí)際設(shè)計(jì)的夾具 ,而是對夾具各組成元件的結(jié)構(gòu)和連接方式的說明 元件的結(jié)構(gòu) 和連接方式的設(shè)計(jì)應(yīng)該以圖 3買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 夾緊裝置 1 圖 :緊裝置 2 圖 :利用 對主要夾具各零件的作用詳細(xì)闡述。對典型夾具設(shè)進(jìn)行計(jì) 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 第四章 工作站的生產(chǎn)能力分析 根據(jù)以上工藝分析及工藝流程安排，機(jī)器人 接工作站采用 1個(gè)工位，完成 3個(gè)工序焊接。 產(chǎn)節(jié)拍： 計(jì)算依據(jù)如下 : 焊縫總長以資料求得。 機(jī)器人焊接時(shí)焊接速度 300mm/器人起 轉(zhuǎn)時(shí)間 為2秒。 設(shè)備 運(yùn)轉(zhuǎn)率 85%。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率考慮了系統(tǒng)維護(hù)、維修、更換氣體、焊絲、更換鎢極等因素。 每年工作 251天 ,設(shè)備利用率按 85計(jì)算。 人工裝卸件時(shí)間 37s/件。氣缸翻轉(zhuǎn)時(shí)間 5S,工位的位置變換時(shí)間 15s/次（含機(jī)器人空跑換位）。變位時(shí)間： 60/3秒。 生產(chǎn)能力計(jì)算如下： #夾具 工序 序 序 焊縫總長 60 縫段數(shù) 4 總焊接時(shí)間 12s 總跳轉(zhuǎn)時(shí)間（含起 20s 變位時(shí)間 5s 工位變換時(shí)間 10s 裝卸 件時(shí)間： 35s 生產(chǎn)節(jié)拍 2#夾具 工序 序 序 焊縫總長 75 縫段數(shù) 6 總焊接時(shí)間 15s 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 總跳轉(zhuǎn)時(shí)間（含起 30s 變位時(shí)間 10s 工位換位時(shí)間 10s 裝卸件時(shí)間： 40s 生產(chǎn)節(jié)拍 3#夾具： 工序 序 序 縫總長 132 縫段數(shù) 8 總焊接時(shí)間 跳轉(zhuǎn)時(shí)間（含起 40s 變位時(shí)間 15s 工位換位時(shí)間 10s 裝卸件時(shí)間： 40s 生產(chǎn)節(jié)拍 車門三維夾緊設(shè)計(jì)的重要零部件進(jìn)行分析和強(qiáng)度校核 首先我們根據(jù)前面的材料的強(qiáng)度極限來確定內(nèi)板所能承受的最大載荷 ,已知材料為 089公式 4 A （ 4 在這里我們選用 通過 08因?yàn)榱慵膴A緊力的目的是為了保證工件定位精度 ,所以在保證工件夾緊的狀態(tài)下就可以進(jìn)行焊接 ,通過向?qū)熀凸こ處煹牧私庠撌芰Σ捎?200所以下面根據(jù)夾緊機(jī)構(gòu)的原動(dòng)力計(jì)算公式求得夾緊機(jī)構(gòu)的原動(dòng)力 : 02111 0 7 12 0 0 5 0 3 5 1 . 3 25 0 0 . 8 5 k g 式中 : 05 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 N) M) M) 圖 們根據(jù)所求的夾緊機(jī)構(gòu)原動(dòng)力來確定汽缸的缸徑 6414 5 0 3 0 . 0 3 9 9 4 03 . 1 4 0 . 5 1 0m m m 汽缸拉力 2 2 242 0 . 0 3 9 2 0 . 0 2 0 2 0 . 5 1 0 6 4 1 74F D d 式中 : 可以忽略不計(jì) a 一般工廠供壓為 5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 =M) M) 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 圖 中 點(diǎn)的位置 ,是壓緊臂的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn) ,是汽缸運(yùn)動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn) 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng) ,同時(shí)汽缸繞 因此該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖為 其中 為一固定值 , 222 9 7 3 5 1 0 3 . 1 2 由于壓緊臂繞 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 轉(zhuǎn)動(dòng) ,因此 實(shí)際大小由壓緊臂的設(shè)計(jì)尺寸決定 ,假設(shè)汽缸伸出行程 為 60,則 221 ( 9 7 6 0 ) 3 5 1 6 0 . 8B C m m ,此時(shí) 12C 的值越大 . 考慮到由于還要克服一定的機(jī)械摩擦阻力 ,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查的該汽缸尺寸為50 80面我們對該夾緊裝置的壓緊臂進(jìn)行強(qiáng)度的校核 : 該結(jié)構(gòu)鋼為 料 : 夾緊裝置的壓緊臂 圖 圖可以簡化為外伸梁 ,它的彎曲強(qiáng)度條件是梁內(nèi)截面上最大彎曲應(yīng)力是否超過材料的許用應(yīng)力 m a x 式中 2332 362 2 0 0 1 0 7 1 0 3 2 1 . 41 6 1 0 3 0 1 02 . 4 1 0 6662 1 . 48 . 9 2 1 0 62 . 4 1 0M b p L N z p 與 所以滿足其強(qiáng)度條件 我們對驅(qū)動(dòng) 四個(gè)夾緊臂的汽缸進(jìn)行選擇 ,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知道每個(gè)夾緊點(diǎn) 200紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 滿足工件的定位夾緊 ,那么通過夾緊臂輸出力就應(yīng)該為 800N,那么根據(jù)力夾緊機(jī)構(gòu)的原動(dòng)力計(jì)算公式求得夾緊機(jī)構(gòu)的原動(dòng)力 : 0211j l 2 1 5 18 0 0 2 8 9 0 2 9 47 0 0 . 8 5F N k g 式中 : 0 N) M) M) 我們根據(jù)所求的夾緊機(jī)構(gòu)原動(dòng)力來確定汽缸的缸徑 D: 1644 2 8 9 0 0 . 0 9 5 8 9 63 . 1 4 0 . 5 1 0m m m 通過機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查的汽缸的內(nèi)徑趨于 100以確定汽缸尺寸為 100缸拉力 2 2 242 0 . 1 2 0 . 0 2 5 2 0 . 5 1 0 6 3 6 8 04F D d 式中 : 可以忽略不計(jì) 一般工廠供壓為 5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 M) M) 由三維模型的建立和仿真測量求得該汽缸的伸出行程為 70那么由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊我們查的汽缸 100*100余零部件經(jīng)過與前一夾緊機(jī)構(gòu)同樣的校核證明 ,強(qiáng)度都滿足設(shè)計(jì)的要求 我們通過 結(jié)果顯示各零件的體積和表面面積主慣性力矩等方面參數(shù) ,能力制造和制定工藝買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 制定做出很好的參照參數(shù) . 結(jié)論 ;通過對這部分進(jìn)行計(jì)算機(jī)三維的運(yùn)動(dòng)仿真對這部分夾緊機(jī)構(gòu)全局干涉檢查 ,結(jié)果表明與傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)相比 ,利用 軟件所提供的虛擬裝配功能 ,不通過實(shí)際生產(chǎn)調(diào)試就可在設(shè)計(jì)過程中檢測出零 件存在的問題 當(dāng)連接板和支座的兩對銷控間存在很小偏差時(shí) ,用 裝配會(huì)自動(dòng)提示約束錯(cuò)誤信息 可通過改變汽缸的裝配約束狀態(tài)模擬旋轉(zhuǎn)臂的打開過程 ,從而快捷的檢測出是否存在干涉 ,上下料是否順暢等問題 ,克服了傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)產(chǎn)品報(bào)廢率高 ,生產(chǎn)周期較長等缺點(diǎn) . 機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是為了能夠更快更好的制造出機(jī)械產(chǎn)品，工藝要求就是機(jī)械制造的中非常重 要的組成部分。本節(jié)將在上節(jié)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的分析本研究中的工藝要求。 材料方面：支撐座的材料一