摘 要

由于当今汽车产业快速发展，车型更新换频率很快，所以对于稳定产品质量、提高生产效率、降低生产成本这些要求越来越高。工业机器人在此方面起着不可替代的作用。而且弧焊机器人是否能够高效率、应用合理的主要问题就是契合汽车产品特点、质量高、柔性好的夹具设计。目前的汽车制造行业中，汽车焊接夹具在汽车焊接生产线中占据相当大的比例，焊接夹具的设计制造可以直接影响汽车的生产量、效率和生产质量。用焊接夹具来定位夹紧已经冲压成形的排气系统零件，然后再由气体保护焊或者其它焊接方式装配成为一体的过程就是汽车排气系统的焊接。在汽车排气系统焊接的流水线上，仅30%左右的工作量在焊接操作上，大概70%的工作是辅助和装夹。而装夹这一工作是在焊接夹具上完成的，所以在整个焊接流程中占据着很大的作用。要设计有效的夹具的结构，这样不仅有利于有效的安排流水线生产，而且方便于平衡各个工位的时间，来减少非生产所需时间。本文设计了焊装夹具部件, 实现了夹具设计模块化，夹具与横梁采用快速换装机构，便于实现柔性化生产需求。

关键词：汽车；排气系统；焊接夹具

ABSTRACT

Because of the rapid development of modern society automobile industry, the replacement of the vehicle is very soon, the requirements for product quality and increase production efficiency, reduce production costs increasing. Industrial robots play an irreplaceable role in this regard. And in line with the characteristics of car products, high-quality, highly flexible fixture design has become robotic arc welding equipment can determine efficient and rational use of the core issues. In the automotive industry, automobile welding jig occupies a large proportion of the investment in the automobile welding line, welding fixture design and manufacture a direct impact on production scale, efficiency and quality of the car. After welding automotive exhaust system components is already stamping on locating and clamping fixtures, by gas welding or other welding assembly process of becoming one. In the automotive exhaust systems welding line, real workload welding operation for only 30% to 40%, while 60% to 70% for the secondary and clamping work. Since clamping is done in the welding fixture, so the entire weld fixture design process plays a very important role. Reasonable clamp structure, conducive to rationalize production lines, and easy to balance the station time, reducing non-productive time. This article is designed welding fixture components, to achieve a modular fixture design, fixture and beams using the quick facelift mechanism, easy to implement flexible production needs.

Key words：Automobile; exhaust system; welding fixture

目录

1 绪论 - 1 -

1.1课题的来源及意义 - 1 -

1.2汽车排气系统焊接夹具发展过程 - 2 -

1.3汽车排气系统焊接夹具的国内外研究概况 - 2 -

1.4汽车排气系统焊接夹具发展趋势 - 3 -

1.5本文主要工作 - 4 -

2 汽车排气系统焊接夹具的影响因素 - 5 -

2.1汽车排气系统焊接夹具的基本概念 - 5 -

2.2汽车排气系统焊接夹具的基本作用与要求 - 5 -

2.2.1汽车排气系统焊接夹具的基本作用 - 5 -

2.2.2对汽车排气系统焊接夹具的基本工艺要求 - 5 -

2.3生产纲领对焊装夹具设计的影响 - 6 -

2.4投资额度对排气系统焊接夹具设计的影响 - 7 -

2.5焊接工艺对焊接夹具设计的影响 - 7 -

3 汽车排气系统零部件分析及对夹具的要求 - 8 -

3.1汽车排气系统零部件的特点 - 8 -

3.2热端部件的分析 - 9 -

3.2.1部件的组成结构 - 9 -

3.2.2各部件的工艺分析 - 9 -

3.2.3排气系统夹具的设计精度取决于产品分总成的装焊精度 - 10 -

3.3排气系统定位销、定位块可调原则 - 10 -

3.4汽车排气系统焊接夹具设计的基本理论及方法 - 11 -

4 排气系统夹具设计的总体方案 - 13 -

4.1排气系统焊接夹具设计流程 - 13 -

4.2排气系统焊接夹具包含的内容 - 14 -

4.2.1夹具零件的类别 - 14 -

4.2.2夹具中零件举例 - 15 -

4.3夹具设计中所使用的标准零件 - 16 -

4.3.1夹具安装横梁 - 16 -

4.3.2 L板 - 16 -

4.3.3安装板工艺要求 - 17 -

4.3.4调整块及压头标准 - 17 -

4.3.5压臂 - 18 -

4.3.6垫片 - 19 -

4.3.7定位销 - 20 -

4.3.8螺钉 - 20 -

5 夹具中的结构设计 - 21 -

5.1零件定位压紧机构 - 21 -

5.1.1法兰 - 21 -

5.1.2圆柱形零件的定位与压紧机构 - 23 -

5.2夹具中的基座伸缩机构 - 25 -

5.3夹紧力的估算 - 25 -

5.4夹具的总成图及工作过程 - 26 -

5.4.1分总成夹具总成图 - 26 -

5.4.2本设计焊接夹具的工作过程 - 28 -

结 论 - 30 -

致谢 - 31 -

参考文献 - 32 -

1 绪论

随着我国汽车制造业的高速发展，对生产要求也越来越高。而汽车排气系统的制造是汽车制造业中的一项非常重要的工程，是经过冲压、定位、装夹、焊接、总装这五个主要工艺过程生产出来的，而焊接时所需要的夹具制造占了很大的比重，所以对其质量上的要求也非常之高。焊接作为汽车生产的四大工艺之一，它的技术、生产布局、自动化水平、柔性化水平等在整个汽车生产上都有着很大的作用。本论文基于solidworks软件，结合某自动化有限公司“CD391热端排气系统”项目中焊接夹具的设计，根据虚拟设计的思想，并且结合标准化设计和优化设计的理论，针对汽车排气系统机器人焊接夹具设计的关键技术和难点进行研讨。

1.1课题的来源及意义