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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目: 轎車前門內(nèi)板焊裝夾具設(shè)計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-2班
學(xué) 生 姓 名: 姜巖
導(dǎo) 師 姓 名: 石美玉
開 題 時 間: 2011年3月11日
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué)生姓名
姜巖
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程B07-2班
指導(dǎo)教師姓名
石美玉
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是√否
題目名稱
轎車前門內(nèi)板焊裝夾具設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1.課題研究現(xiàn)狀
(1)汽車工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，汽車已一躍成為當(dāng)前極為重要的交通工具。從全世界范圍來看，目前還找不出一個無汽車的現(xiàn)代化社會的先例。改革開放以來，我國的汽車工業(yè)得到較快的發(fā)展，產(chǎn)量，品種，型號日益增多。但由于我國的汽車工業(yè)起步較晚，集團化程度不高，其產(chǎn)量，質(zhì)量與發(fā)達國家相比還存在較大的差距，因此面臨著國際汽車發(fā)展浪潮的機遇和壓力。
汽車生產(chǎn)制造水平對汽車工業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，而汽車產(chǎn)量和質(zhì)量的提高又涉及到眾多的方面，包括原材料，工藝，工裝設(shè)備和管理水平等等。就我國目前汽車生產(chǎn)水平而言，除某些生產(chǎn)廠或合資廠從國外引進一部分先進技術(shù)和工裝設(shè)備外，不少生產(chǎn)廠生產(chǎn)制造水平很低。較為突出的是在汽車大型覆蓋件的沖壓工藝及模具，汽車裝焊設(shè)備及夾具和胎具，汽車涂裝等生產(chǎn)技術(shù)方面還很落后，它直接影響著生產(chǎn)規(guī)模，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。尤其是汽車裝焊工藝方面自動化程度很低，專業(yè)人才緊缺。汽車工業(yè)在帶動其他各行各業(yè)的發(fā)展中，已日益顯示出極為重要支柱產(chǎn)業(yè)的作用。汽車制造水平對汽車工業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，就我國目前的汽車生產(chǎn)水平而言，除了從國外引進的一部分先進技術(shù)和工裝設(shè)備外，整體水平還很低，其中較為突出的是在汽車裝焊工藝方面自動化程度比較低。
（2）汽車焊裝夾具在汽車車身制造中的發(fā)展
汽車車身是汽車的重要組成部分，是整個汽車零部件的載體，它的重量和制造成本占整車的 40％～60％，它通常是由 300～500 多個具有復(fù)雜空間曲面的薄板沖壓。通過裝焊、鉚接和機械聯(lián)接等方法而構(gòu)成一個完整的車體。其中焊接是最主要的聯(lián)接方法，它直接影響著車身質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。在生產(chǎn)線上有 200 個左右的裝配工作站進行大批量、快節(jié)奏的焊裝生產(chǎn)。焊裝夾具(welding fixture) 就是為保證焊件尺寸，提高裝配效率，防止焊接變形所采用的工藝裝備。汽車焊裝結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中裝配和焊接是兩個重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，完成這兩個環(huán)節(jié)的工藝過程離不開裝配夾具和焊裝夾具。焊裝夾具的種類繁多，因而提高裝配精度焊接質(zhì)量是車身制造的核心工作。在裝焊過程中，特別是對于具有基準(zhǔn)孔的部分，應(yīng)使用專用夾具或樣板來確定車身的形狀、尺寸和相互位置，以保證裝配精度。一個完整的轎車裝夾定位點達 1700～2500 個，焊點多達 3000～4000 個。其中夾具的定位部分需用車身產(chǎn)品的 CAD 數(shù)模進行數(shù)控加工，使沖壓件在裝配時很好地與夾具定位面相吻合，以利于焊后的車身符合主模型。因此裝焊的質(zhì)量主要取決于沖壓件的精度、夾具精度以及操作的正確與否。
轎車車身裝配的典型特征之一是柔性薄板沖壓件多工位焊裝。沖壓件偏差和焊裝夾具是影響車身尺寸質(zhì)量的主要因素。在焊裝過程中，由于薄板剛性差、易變形，為了保證零部件之間正確的相對位置和焊接間隙，必須通過焊裝夾具將其固定。為保證白車身裝配尺寸的準(zhǔn)確性，最重要的手段就是正確的工裝定位。汽車焊裝夾具與其他夾具相比，定位單元型面復(fù)雜，精度要求高，設(shè)計制造難度大。另外，由于汽車零件尺寸大，定位單元無法做成整體結(jié)構(gòu)，一般采用獨立的定位板，安裝在整體底板上。在夾具使用過程中，如果發(fā)生偏移，磨損等現(xiàn)象，將導(dǎo)致零部件扭曲變形，出現(xiàn)定位偏差，引起焊接間隙的變動，最終導(dǎo)致裝配尺寸誤差和構(gòu)件受力狀態(tài)的惡化，直接影響到白車身的質(zhì)量。焊裝夾具的功能是為了實現(xiàn)車身零件的正確匹配，工程上通常從裝配精度、縮短制造周期和可調(diào)整性等方面來評價汽車焊裝夾具設(shè)計的好壞。
（3）國內(nèi)外汽車焊裝夾具的發(fā)展現(xiàn)狀
圍繞著提高產(chǎn)品裝配精度這個主題，國內(nèi)外關(guān)于焊裝夾具設(shè)計的研究主要集中在工件定位的問題上，即選擇最優(yōu)定位點數(shù)并確定他們的最佳位置，以實現(xiàn)工件正確的約束定位。另外在此基礎(chǔ)上應(yīng)考慮更多的實際因素，例如焊接偏差、工具磨損等，作為新的約束條件來進行更深一步的研究；焊裝夾具可以按照不同的方式來進行分類，按照設(shè)計內(nèi)容包括硬件和軟件的設(shè)計，其中硬件包括定位件、夾緊機構(gòu)、導(dǎo)向裝置和夾具體。軟件包括安裝調(diào)試手冊、調(diào)整圖等；如果按照設(shè)計流程來分，又可以分為概念設(shè)計階段、結(jié)構(gòu)設(shè)計階段和詳細優(yōu)化設(shè)計階段。在汽車焊接流水線上，真正用于焊接操作的工作量僅占 30%～40%，而 60%～70%的工作是輔助和裝夾。焊裝夾具的技術(shù)水平往往代表著車身制造工藝水平，在現(xiàn)代制造業(yè)中, 夾具已成為保證產(chǎn)品質(zhì)量、實行全面質(zhì)量管理的重要手段, 在新產(chǎn)品的研制過程中, 夾具對縮短研制周期起著重要作用。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化、精密化和柔性化是夾具發(fā)展的主要趨勢, 也是實現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代和老產(chǎn)品改造的需要。
目前，在汽車制造業(yè)中，車身制造質(zhì)量最好的是日本，其次是德國和美國，與他們相比，我國在這方面存在著較大差距，而工裝設(shè)計制造水平不高是其中重要的原因。因此提高工裝設(shè)計與制造水平特別是焊裝夾具設(shè)計與制造水平是急需解決的問題。
2.選題目的和意義
汽車焊裝夾具多用于焊接薄板，對于薄板沖壓件，夾緊力作用點要作用在支承點上，只有對剛性很好的工件才允許作用在幾個支承點所組成的平面內(nèi)，以免夾緊力使工件彎曲或脫離定位基準(zhǔn)。夾緊力主要用于保持工件裝配的相對位置，克服工件的彈性變形，使其與定位支承或?qū)щ婋姌O貼合，對于 1.2mm 厚度以下的鋼板，貼合間隙不大于 0.8mm，每個夾緊點的夾緊力一般在 300-750N 范圍內(nèi)；對于 1.5-2.5mm 之間的沖壓件，貼合間隙不大于 1.5mm,每個夾緊點的夾緊力在500-3000N 范圍內(nèi)。因裝夾是在焊裝夾具上完成的，所以夾具在整個焊接流程中起著重要作用。在焊接過程中，合理的夾具結(jié)構(gòu)，有利于合理安排流水線生產(chǎn)，便于平衡工位時間，降低非生產(chǎn)用時。對具有多種車型的企業(yè)，如能科學(xué)地考慮共用或混合型夾具，還有利于建造混合型流水線，提高生產(chǎn)效率。
汽車焊裝夾具是對車身沖壓零件進行裝配焊接的專用工藝裝置，是汽車制造過程中直接影響產(chǎn)量、質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備。合理的設(shè)計焊裝夾具是保證焊接質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、減輕工人勞動強度、降低車身制造成本的根本途徑。汽車焊裝夾具可以保證和提高汽車產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高裝焊自動化程度。因此汽車焊裝夾具設(shè)計水平的提高成為一個提高汽車制造業(yè)水平的有效途徑，受到國內(nèi)外汽車行業(yè)的的廣泛關(guān)注。保證焊件質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，使用安全可靠，制造成本低等這些要求，在夾具設(shè)計時應(yīng)盡可能的促其實現(xiàn)，實際上這些要求已經(jīng)成為評定夾具設(shè)計優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)?？偠灾囇b焊夾具在汽車制造技術(shù)中處著舉足輕重的地位，因此設(shè)計出合理而先進的焊裝夾具對汽車工業(yè)的發(fā)展有著實際的意義。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1.設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容
(1)選題的背景、目的及意義；(2)焊裝夾具設(shè)計方法步驟研究；(3)轎車前門內(nèi)板焊裝工藝分析；(4)焊裝夾具的夾緊位置及定位方式；(5)焊裝夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計；(6)CAD繪制夾具圖紙。
2.擬解決的主要問題
(1)焊接工藝的分析；
(2)工件定位夾緊方式的確定；
(3)夾具單元的布置方案。
三、技術(shù)路線（研究方法）
分析任務(wù)書和設(shè)計資料
轎車前門內(nèi)板焊裝工藝分析
夾具設(shè)計的技術(shù)條件
車門的材料
裝配焊接夾具的設(shè)計要求
焊點布置原則
結(jié)構(gòu)開敞性
裝配焊接夾具的分類
焊接接頭型式
精度合理性
夾具的設(shè)計基準(zhǔn)
完成設(shè)計說明書
定位元件及夾緊元件
基板
旋轉(zhuǎn)及翻轉(zhuǎn)機構(gòu)
完成裝配圖和零件圖
四、進度安排
（1）知識準(zhǔn)備、調(diào)研、收集資料、完成開題報告 第1～2周（2.28～3.11）
（2）整理資料、提出問題、撰寫設(shè)計說明書草稿、轎車前門焊裝工藝分析 第3～5周（3.14～4.1）
（3）理論聯(lián)系實際、分析問題、解決問題，分析焊裝夾具的夾緊位置及定位方式，焊裝夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，CAD繪制夾具裝配草圖等部分設(shè)計內(nèi)容，中期檢查 第6～8周（4.4～4.22）
（4）改進完成設(shè)計，改進完成設(shè)計說明書，指導(dǎo)教師審核，學(xué)生修改 第9～12周(4.25～5.20)
（5）評閱教師評閱、學(xué)生修改 第13周（5.23～5.27）
（6）畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯 第14周（5.30～6.3）
（7）畢業(yè)設(shè)計修改 第15～16周（6.6～6.17）
（8）畢業(yè)設(shè)計答辯 第17周（6.20～6.24）
五、參考文獻
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六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日