編號：LNJD-PR08-RE08授課方案授課教師張德虎課程名稱汽車制造工藝技術1單元31授課時間年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第節第節第節班班班授課章節任務三汽車焊裝夾具教學目標知識目標：了解焊裝夾具結構；了解焊裝夾具設計過程能力目標：能概述汽車焊裝夾具結構素質目標：培養學生愛動腦、善于查資料的素質重點難點重點：焊裝夾具結構難點：焊裝夾具設計過程教學地點普通教室□一體化教室R多媒體教室R實訓室□實驗室□企業現場□其他教學方法及手段常規教學□啟發式教學√現場教學□案例教學□問題教學√項目教學√多媒體教學□演示教學□其他教學過程設計一、復習二、導入三、講授新課四、提問五、布置作業六、總結教學后記遼寧機電職業技術學院教案用紙No授課內容備注任務三汽車焊裝夾具【復習】1.了解車身焊裝生產線?2.了解汽車典型焊裝生產線？【導入】【講授新課】一、焊裝夾具常識

1.焊裝夾具的用途焊裝夾具（圖2-149）在車身生產中的作用包括：通過夾具上的定位銷（基準銷）、S面型塊（基準面）、夾緊臂等組件的協調作用，將工件（沖壓件或總成件）安裝到工藝設定的位置上并夾緊，不讓工件活動位移，保證車身焊接精度的一致性和穩定性。

2.焊裝夾具基本構造夾具的基本構造如圖2-150所示，主要由臺板、支座、L板、基準銷、基準面、夾緊機構（氣缸、夾緊臂、U形限位塊等）等組成。3.常用焊裝夾具組件（1）臺板臺板用于安裝夾具組件，上表面加工有坐標刻度線，用于夾具基準狀況的檢測，如：三坐標檢測儀檢測用。（2）支座支座用于支撐夾具臺板、夾具高度調節和安放水平調整，使夾具按工藝布置要求定置安放。（3）L板L板用于安裝夾具型塊（S面型塊）、基準銷組件、夾緊機構、導向裝置等夾具組件。（4）基準面（S面型塊，圖2-151）基準面將零件支撐在正確的位置上，并承受夾具夾緊機構的夾緊力。（5）基準銷基準銷將工件安裝到正確的位置上，以保持后續工序定位基準的一致性，保證產品焊接精度的一致性和穩定性。（6）夾緊機構（圖2-152）夾緊機構由U形塊、夾緊臂、氣缸或手動夾等組成，用于矯正變形的工件，縮小工件間的搭接間隙，將工件夾緊固定在正確的位置上（基準面），避免焊接作業時工件錯位或變形，確保工件焊接精度的穩定性。

二、焊接夾具的設計夾具的主要目的是為了將工件快速、準確地定位以及提供適合的支撐、維持，使在同一夾具上生產的所有工件都固定在特定的范圍內，保證產品的精度和互換性。首先，夾具的設計要滿足汽車車身零件的定位要求，所謂定位要求就是設計的夾具能很好地將工件定位，保證良好的焊接質量。要滿足這些定位要求，在設計夾具的時候就要嚴格按照廠家提供的定位夾緊信息去設計夾具。定位夾緊信息在不同項目中有不同的名稱：大眾項目

RPS、AUDI

項目

RPS、寶馬項目

ASP、通用項目

GDΣT（主定位銷）+CD

點（定位面）。1.夾具設計小常識（1）盡量選擇車身定位中靠左、靠下、靠前的部位作為定位定位體系分為主定位、從定位和輔助定位參考3種。主定位：車身底部的3個主定位點由加工工藝和設計工藝、質量容易保證等三個方面一同確定，能夠用來進行三坐標測量，定位部位上不允許有焊接。任何一個主定位要求能夠支撐整車重量的2/3。如果沒有特殊情況，車身主定位需要用車身底部的孔、長圓孔、面來標注。一般而言，孔的直徑需要采用25.4mm和16.3mm。主定位的符號如圖2-153所示。主定位孔在圖樣中的符號如圖2-154所示。主定位面的要求：主定位面要求平面度小于0.2mm，定位面區域小于1100mm2，如圖2-155所示。（2）夾具的設計要滿足焊接要求1）操作高度。操作高度是指地面到焊槍把手之間的高度，當操作者身高為4375px時，焊槍平放時操作高度一般為800～1100mm

，焊槍立放時操作高度一般為1200～1500mm，如圖2-156所示。2）焊槍通過性。焊槍通過性是指焊槍在焊接時是否便于操作，評判焊槍通過性好壞主要從以下幾個方面來進行考慮。①盡可能少地進槍與退槍。要滿足此要求，設計時就應考慮焊槍操作側盡量少布置定位器，盡量將定位器設計在另外一側，在焊槍操作側盡量留出操作空間，如圖2-157所示。②焊接過程中容易焊接且不與夾具干涉。應注意熔核附近的定位塊與壓塊的位置設定，定位塊和壓塊盡可能地避開焊鉗，如圖2-158所示。（3）夾具的設計要滿足汽車生產的規劃要求。夾具的設計要滿足汽車生產的規劃要求，例如生產的節拍、熔核的分布、夾具在廠房的布置、車身零件的焊接順序、使用夾具焊接的過程分拆等，這些都是設計夾具時所要考慮的因素，也是夾具設計所要必須滿足的要求。當夾具設計與這些因素發生矛盾時，要及時地與規劃部門進行溝通和協調，必要時做出適當的更改。更改夾具或者調整相應的規劃內容，如圖2-159所示。

2.夾具設計的定位元件（1）定位銷。定位銷是夾具設計中最基本元件，一般一個車身零件銷孔的定位需要一個圓形定位銷和一個菱形定位銷。定位銷圖樣及一般性說明如圖2-160所示。定位銷按使用形式分為如下幾種類型。1）固定銷。定位銷的使用方式是固定的，夾具的設計中如果有兩個或兩個以上的定位銷時，一般有兩個定位銷是固定的，其余的定位銷則為伸縮的或者是擺動的。固定銷使用舉例如圖2-161所示。圖2-161a固定銷3個方向調整，定位銷起定位和支撐的作用。圖2-161b和圖2-161c所示定位銷兩個方向調整，定位銷只起定位作用。固定銷銷子的種類及與銷座之間的配合要求如圖2-162所示。銷座和定位銷之間的配合為基孔制配合H7/g6。標記1

和3之間是相互配合，其作用是防止定位銷的轉動。標記2和4之間在銷子安裝后留出15mm的距離用于安裝緊固螺母。2）伸縮銷。定位銷的使用方式是伸縮的，伸縮銷在以下情況下使用。當一套夾具在設計時需要有兩個以上定位銷定位時，為了焊接完畢取件方便，一般設計時最多只允許有兩個定位銷是固定的（視項目情況而定，非絕對，有時規定有一個定位銷是固定的，其他的為伸縮銷，有時規定所有的定位銷都是伸縮的），而其他定位銷是伸縮的如圖2-163所示。圖2-163a所示伸縮銷3個方向調整，定位銷起定位和支撐的作用。圖2-163b和圖2-163c所示定位銷兩個方向調整，伸縮銷只起定位作用。固定銷、伸縮銷設計注意事項：①當定位銷起支撐作用時應考慮定位銷支撐面與工件定位面之間的干涉關系（圖2-164），如果標準定位銷的銷臺階面太大而與工件的定位面干涉，就要設計特殊的定位銷以滿足要求。②當定位銷不起支撐作用時，定位銷的銷臺階面應與工件之間的距離保持在5mm左右，這樣的設計不僅結構緊湊，而且當取件和放件時對銷子徑向的扭矩最小，定位銷不易折斷。定位銷取件和放件時的受力示意圖如圖2-165所示。3）擺動銷。定位銷的使用方式是擺動的。一般是工件的定位孔不能直接從下面進行定位，定位時只能從工件的上面或者是側面進行定位，或者為了躲避焊槍而將伸縮銷改為擺動銷，如圖2-166所示。方式一，定位銷直接擺動到位，打開時自動打開，設計時要注意定位銷工作面要與轉動點處于一條直線。方式二，定位銷手動擺動到位定位工件，設計時要注意定位銷工作面要與轉動點處于一條直線。擺動銷設計時注意事項：擺動銷的設計主要存在的問題就是定位銷打開時和工件干涉，這里所提及的干涉主要指定位銷銷面與銷孔和工件厚度之間的干涉。存在干涉的原因之一是轉動點的選擇和定位銷孔所在的平面不在一個平面內，原因之二是轉動點和銷孔的距離太近，距離越近，定位銷從工件所走的圓的軌跡圓心角越大，這樣就容易干涉。通過圖2-167可以看出擺動銷轉動點應與工件厚度中心處于同一平面。（2）定位塊和壓塊。定位塊和壓塊也是夾具設計中的最基本元件，定位塊起到支撐作用，壓塊起到壓緊作用，如圖2-167所示。定位塊和壓塊的設計首先應滿足定位要求，其次要滿足焊接要求，再次應滿足壓緊力要求。所謂定位要求就是能不能很好地起到定位的作用，能不能完全滿足工件的最基本定位夾緊的要求。所謂焊接要求就是定位塊和壓塊的設計能不能避開焊槍，是不能避開，還是剛好避開，還是已最大限度地避開。所謂壓緊力要求就是壓塊的壓緊力能不能達到工件所需的壓緊力要求500～800N，是小于、等于、還是大于定位壓力。好的設計應該是定位點要多于最基本的定位夾緊點，最大限度地避開焊槍，如圖2-168所示。三、車身焊裝計算機控制系統的結構1.工位控制系統一條全部由工業機器人（焊接、裝配、搬運機器人）組成的車身焊裝線，一般是以一個工位為一個控制單位。在工位內，受控對象包括點（電弧）焊機器人、焊接電源、焊裝夾具、搬運與裝配機器人及主傳動鏈。圖2-170所示的車身總成合線的拼裝點焊工位中包括了上述所有受控對象。

現代的商品焊接機器人都是與焊接系統產品供應商協同開發的，將焊接系統控制器統籌規劃于焊接機器人焊裝工位上的硬件控制設備中，這樣，工位控制系統就包括以下4個系統的控制器：焊接機器人控制器、搬運與裝配機器人控制器、焊裝夾具系統控制器和工件傳送鏈系統控制器。在某一具體的焊裝工位上，必須使4個系統之間相互協調配合，才能完成規定的焊裝任務。負責4個系統相互協調配合的是工位指揮控制計算機（圖2-171），它一般由可編程序控