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1、毕业设计（论文）开题报告课题名称微型车车身前地板总成焊接夹具设计1 课题背景及意义汽车工业装备是最近兴起并迅猛发展的一个新兴行业。其实在这之前它也存在着，但由于汽车制造厂的车型更换没有现在这么的频繁，种类这么的多样化，且车型更换时变化最大的就是车身。这就要求其对应的焊装线能跟上汽车车型和种类的变换。在这种情况下突出了焊装线在汽车生产和制造中的作用，使得人们越来越重视它。在汽车焊接流水线上，真正用于焊接操作的工作量仅占30%40%，而60%70%为工件的辅助和装夹工作。因为工件的装夹是在焊接夹具上完成的，所以夹具在整个焊接流程中起着重要作用。在焊接过程中，合理的夹具结构，有利于合理安排流水线生产
2、，便于平衡工位时间，降低非生产用时节降低生产成本。如能科学地考虑共用或混型夹具，还有利于建造混型流水线，提高生产效率。2 本课题及相关领域的国内外现状及发展2.1焊接夹具国内外现状众所周知，丰田近年来取得的成绩引起了汽车业和其他行业的关注，全世界的制造业都在研究丰田成功背后的秘密。来自韩国贸易协会贸易研究所的一份分析丰田竞争力的研究报告指出，丰田竞争力的秘诀是它的“全球车身生产线系统”，简称GBL(Global Body Line)。该报告认为GBL生产系统可使多种款式的车型在同一生产线上进行组装，从而使其竞争力成倍的提高。它不仅可以及时满足市场的差异化需求，同时还能提高生产效率，保持产品价格
3、的竞争力。至此，一个比柔性生产线（Flexible Body Line,简称FBL）更先进的GBL生产系统，浮现在人们的视野内。在汽车制造企业的流水线上，最核心的生产流水线车身生产流水线，其中关键工段是车身焊接。将各个车身部件焊接在一起，必须有夹具固定部件位置。夹具是非常重要的辅助工具，它的合理性不但影响加工位置的精确性、焊接质量，也影响到工作效率和生产成本。丰田的GBL设计者就从这里进行了革新。以前的FBL要利用三套昂贵且高精密度的夹具（如图中红色），它们从外面固定住加工车身，从车体的左、右和上方等三个位置将车身固定住，然后由机械手臂或者人工对车身进行焊接。这些托架与车身一起移动，直到完工为
4、止。当一辆轿车车体上线时，传送机械从头顶上方的储放区运来三个一组的夹具，将它们运送到车身组装线的位置。如果顺序生产的下一部车是不同的车型，那么该系统将取来另外一组夹具，并将它们运送到组装线上。文章中出现的图应该有图名和图号，且在文章中有相应地说明，下同在设计新系统时，丰田公司的工程师产生了“由内到外”的想法，这种想法就是GBL的核心之处。GBL将三套夹具缩减为一套，它的运行方式就是在车身内部由一个夹具支撑并固定车体，夹具从敞开的顶部伸入，在要焊接的地方固定住车身的侧面。当侧面焊接完毕后，夹具从车体中抽出，车体则随着生产线移动到下一工位，以便进行下一步不需要特殊工具支撑下操作的焊接，并安上车顶盖
5、。这样，制造每一种车型只需要一个夹具装置，不仅简化了操作，而且增强了灵活性-多种车型可以在同一条生产线生产。当然，这需要相当精确的定位尺寸的配合。这条生产线可以重复不断地将一架佳美或其它型号汽车的车身恰到好处地摆在机器人面前，机器人在不同车型上执行数以千计的点焊指令，对它们来说，唯一的改变只是软件。2.2焊接夹具的发展随着汽车制造技术和工艺装备水平的不断提高，车身焊接夹具的形式也经历了几个阶段性的发展。20世纪80年代，使用整体为铸件的“定位块”式夹具，不仅耗能耗材，而且其设计、制造周期和成本都比较高。第二阶段的发展：车身焊接夹具的定位转化为定位板定位，板的厚度在16、19、25几档中选用，整
6、个夹具本体改为焊接合件，在制造、装配上都缩短了周期，相对降低了成本，但此方式要想使车身几何精度在夹具上一次装调成功，对冲压件的精度要求较高，而且定位点的数量也比较多。第三阶段的发展：直角块可调定位方式，定位板、压头用直角块加垫片过渡，优点在于定位板、压头用损后修复、装调比较方便，也比较容易形成标准化设计、制造（除定位块、压头上压块外，其余零件均可制成标准件），此方式在目前夹具设计中应用较普遍。目前，采用三个圆柱销定位各部件的夹具型式也渐渐多起来，该方式使得夹具在生产使用中加工、装配上保证了车身装焊精度，但在设计、装配中，要考虑定位部件的使用状况，否则精度会随磕碰等不良因素走失掉。且发展趋势为：
7、a为提高汽车产量，适应流水线生产，应细化工艺，使用高效率夹具，提高生产效率。b为适应系列车型需要，应发展快速可调的混型夹具。c提高夹具机具一体化程度。d采用新的设计方法，如坐标法、模块化设计法、计算机辅助设计等。e提高夹具通用化、系列化、标准化水平。3 课题主要任务和研究路线3.1课题内容及任务要求要求： 本课题要求学生根据所给零件图，结合所学焊装夹具设计知识，通过分析零件结构、工艺性、焊点分布，以及必要的设计计算，确定焊接夹具方案，并完成相关焊接夹具总装图、零件图和相应地气路图。任务：1 零件的三维造型2 夹具设计方案确定3 夹具的三维设计4 夹具主要零件的工程图绘制5 完成设计说明书 车身
8、前地板3.2夹具的设计方法与步骤汽车车身焊装夹具通常由支架、压板、定位板、限位块、夹紧器等组成（如图1）。1）在设计焊接夹具之前，应首先了解生产纲领、产品结构特征、工艺方法及生产线布置方式，作好充分的准备。参照国内外先进的夹具结构，并结合实际情况确定夹具总体方案。诸如是固定夹具还是随行夹具，机械化、自动化水平是高是低，几种车型主要夹具是否混型共用等。要准备好的工艺文件包括工序卡，技术协议，产品数模，夹具式样书，焊点文件。确定使用那种标准件，那种气动元件以及甲方的特殊要求。2）根据焊件结构特点及所需焊接设备（焊枪或CO2）型号、规格，确定定位及夹紧方式（如果有式样书直接按照式样书上的夹紧定位方式
9、即可）；同时根据冲压件的工艺特点及后续装配工艺的需要选择合适的定位点及关键定位点。大部分厂家已经规定好了零件定位的RPS孔和RPS面，不需要我们在制定定位基准了。但是大家也一定要了解如何确定定位的基准孔和基准面。3）主体机构确定后，便可确定辅助装置。如水、电、气回路，气、液动元件以及覆盖件外部焊点所需保护铜板等。4）按照确定好的定位点开始3D设计。定位块要求在定位面的法向右3mm的调整量。定位销要求在与定位孔中心线垂直的平面上有两个方向的调整量。 5）在进行夹具的具体结构设计时，应尽可能多的采用标准化元件，或提高自身的通用化、系列化程度。3.3夹具的基本要求（1）要保证焊装的车身各部分具有正确
10、的互相位置和几何形状。（2）要满足汽车变型产品结构、生产工艺和生产纲领的要求。（3）保证车身装配工艺的正常进行。（4）结构合理、制造简单、成本低廉、维修方便。4 课题工作计划序号设计（论文）各阶段名称日 期1收集资料，进行开题报告、英文翻译的准备工作10.12.29-2010.1.222完成开题报告、英文翻译，进行毕业设计试验和设计的准备2011.2.21-3.203进行毕业设计或试验研究，写出毕业设计说明书（论文），并完善各种毕业设计资料，审查学生答辩资格。2011.3.21-5.314毕业设计（论文）中期检查。2011.4.11-4.155上交毕业设计资料2011.6.01-6.066毕业
11、设计答辩2011.6.06-6.10参考文献（下面的参考文献应在文章中相应位置标注参考文献，且你的参考文献数量太少，没达到基本要求）1. 李文忠,李津,李鸿海. 汽车装焊夹具方案设计规则初探J. 现代焊接, 2008,(09) .2. Lothar Handge. 夹具系统的发展J. 现代制造, 2006,(15).3. 王少妮,张俊华. 汽车焊接夹具案例库研究J. 机械制造, 2009,(06) .4扬伟. 新型焊接工装夹具J. 现代制造, 2004,(11).5刘尧铭. 汽车车身装焊技术中的工艺设计与工装设计J. 焊接技术, 2006,(04).6杨握铨. 汽车装焊技术及夹具设计，北京理工大学出版社，1996.指导教师评语：签 名：- 2 -
