《汽车制造工艺技术》 教案 模块八 汽车焊装工艺流程及生产线.docx

授课方案授课敦师课程名称汽车制造工艺技术1单元29授课时间年月日年月口年月日第周第周第周星期星期星期第节笫节笫节班班班授课章节任务一底板、便围分总成焊装生产工艺流程教学目标知识目标：了解主线生产工艺流程；了蟀车身焊装工艺布局能力目标：能概述汽车主线生产工艺流程素质目标：培养学生爱动脑、善于查资料的素质重点难点有点：主线生产工艺流程鹿点：底板分总成结构教学地点普通教室口一体化教室回第媒体教室。实训室口实验室口企业现场口其他教学方法及手段常规教学口启发式教学J现场教学口案例教学口问题教学/项目教学J多媒体教学口演示教学口其他教学过程设计一、冗习二、导入三、曾投W四、提何五、布量作业六、总结教学后记授课教案用纸No内容备注任务一底板、侧围分总成焊装生产工艺流程【复习】1 .螺栓联接？2 .柳接？【导入】轿车车身是由数以计薄板冲压成形的板壳构件通过焊接工艺方法组合在一起的形体或杂的高强僮空间板壳结构，其焊装工艺过程十分复杂.为此,S；对车身焊装工艺进行全面、科学、合理的规划.一、主线生产工艺流程汽车焊装主战是把侧困分总成线、皮板分总成战、由小件焊接而成的车体板金合件及顶部，通过传输奘捏、夹具、合奘台等设备定位后，焊接合装：完成白车身组焊的总成税是车身焊装生产线的核心部分（图2"）.一分成前内H4t粒代就30成眩修aaet中WeH)S次Kttf>Ct-vn%*c<一M£MA*«(JMMtt一MIMOM+Q0或前乂口卜上CtSVlllbMM依&收00车身壳体是由游钢板组爆而成的发杂结构件，辆车身由数百个版金冲压件经定位焊、气体保护焊、钎焊及帖接等工艺组装而成C汽车车身饭金件的焊袋是按一定的先后顺序进行的，具有明显的程序性，车身生产工名流程，车身部件由升降传输轻床运酚到工位内部到位之后.由车身停接定位夹具将车身侧E孔顶盖横梁和和车体主结构定位夹案,然后机据人用定位焊枪对车身进行定位焊接，焊接结束之后，夹具打开，车身再由升降辘床运输到下工位，车身工段的焊接多采用白动战，其生产工艺流程单身上段i股包括左右侧围分总成跳、前后围分总成战及主线.侧围内板线生产恻用内板分总成提供给侧围线生产WHM分总成.主线接收来自底板工段的底板分总成，与偏用分总成、解后用分总成、仪表板上部板和后闭合板外板通过机器人进行预装，预装流程如图3-3所示，预装采用搭扣将左右侧困桂我在底板上再通过狠床运送到人工上件工位，进行顶篷横梁的袋田.城后将预装完成的车身IT架运送到主规城关键的一个工位一一车身总拼工位.总拼工位用夹具将各部分总成零件进行精准夹联定位，焊枪机器人通过两次焊接（第一次为定位焊，第二次为补焊）形成一个车身廿架.由于车身工段焊点数较多，无法在一条生产线上完成，所以车身工段被含有多条主线，主战-完成车身什架的焊接，主战二对下夕骨架进行补焊及后闭合板外板和承击梁定位焊和补焊,主战三完成顶箍在车身上的焊接,其中«围与底板搭接的部分区域以及承重梁的焊接的部分区域等因焊枪无法达到，i般采用CO2气体保护焊进行焊接,C02气体保护停是利用焊统与工件之间产生电强的热出.熔化饵丝与工件形成焊较,通过CO2气体作保护，把电觇和培他与空气隔离开来的一种焊接方法，的称CO2焊，C02气体保护焊在汽车车身焊强度商的位置,制造过程中主要运用在两个方面，一是不能进行定位律的位置，：是对焊接强度要求比定位焊覆度高的位置，an二、车身焊接工艺布局轿车车身的所有组成部件都由薄板冲Hi而成.汽车制造业将其统称为冲压件，其中90%以上的冲压件所用的薄板厚度只有0608mm.承力最大的冲压结构件所用钢板的厚度亦小于3mm由于车身冲压件的面原比很大，因此刚度非常小，极易变形，娈世将多片极易变形的冲压件组焊成高精度（形状公差和尺寸公差均小）的车身分总成，在组焊的全过程必须保持每一个冲压件的形状不变,且各冲压件的相对位置精度要求很拓.欲做到这一点,车身饵装车间采用了大量与之相适应的饵装夹具如图23所示。为了提高生产效率，满足生产节拍的要求,汽车车身焊装生产均将满足车身各总成部件及车身合装的焊装夹具按照定的要求构成高效的焊装流水戏，如图25所示.E2-4生身短典史具.(E*n车JMHB的0“夷兵;K2-5三M±*t*轿车车身以Hi要的特点是，除极少数部件(前翼子板、灯板梁)外,90%以上的车身组件都是采用焊接工艺实现车身的组装.因此,车身焊笠工2的内容多而复杂，为了使车身焊装作业能有序高效进行,需合理规划与布局焊装工艺.焊装工艺布局是否合理,有四项重要的评价指标：(I)车身在焊装线上的流动应顺畅，无效输送和辅助生产时间应尽可能短；(2物流配送方使：(3)焊袋线两侧有足蜴的工件摆放空间：(4)便于产能的扩充和信息的导入.图2-6所示是某料车炸装车问的布局图能较好地满足上述四项要求。RSM!tI车男自顾装级三、白车身底板分总成焊装生产工艺流程(一)底板分总成结构底板分、总成一般由前检分总成、后底板分总成、曲围挡板分总成、前底板分总成、中后底板分总成及一些散件拼焊而成，如图2?和图28所示。前联板分总成前内na板总成前轮胎Fi泥板总成前战分总或前困板总成股嫣器系总成-卜乍体总成结构中底板分总成质底板分总成图2-7底板分总成焊装战图2-8底板分总成焊装流程（二）底板分总成焊装工艺整车厂根据时车身强慢、加工精度及外购成本的控制要求决定车身工件的加工深度，为了有效地监控下车体加工精度和强度，广汽菲亚特343车型下车体对7个安全用分总成工件果用内做模式：左右前纵梁、左右后纵梁、前底板、中后底板、前用挡板.这7个分总成工件是由5条手动线加工而成，分别向3条自动线（前舱线、后底板战、底板线）提供工件，并拼焊成下车体总成，1 .前舱战左右前纵梁总成及两个连接横梁通过定位焊和涂胶工艺连接成前舱总成.通过机器人将前舱总成搬运到空滑楹上，带有前舱总成的滑橇经过空中输送线谕送到后底板线线尾.空中输送的模式能有效的利用厂房空间.并满足缓存淑,减少因设符故障对其他线体的影响.2 .后底板找左右后纵四及其他散件通过13台机器人完成定位焊和涂胶工艺，最后由机器人将后底总成搬运到带有前舱总成的消俄上.3 .底板线底板线采用的是固定夹具定位、粮床输送和机渊人搬运涂胶饵接的模式，将各个分总成零件通过机器人撤运到固定夹具上焊接下车体'总成.这种模式具有车型切换时间短、设备控制简单、投资维护成本低等特点.但.其设备运行时间较长，,节拍内的有效焜接时间和时会减少。完成所有焊接后的卜车体,将通过机器人在下车体总成上完成车!螂柱的焊接，蝶柱自动焊工艺能充分保证螭柱的焊接质外和位置精度,并显著降低人力成本和劳动强度,提高焊接效率.在底板税上设置有下车体检查工位，通过人工检查记录，能有效的发现问题.防止不良零件的流出.线尾设置的在线测豉工位.通过机携人激光测头对下车体关键测地特征100%的实时监控和数据采集,有效地控制批量不良零件的产生和流出。四、白车身侧围分总成焊装生产工艺流程（一）侧围的组成例明整体上可按偏图外板分总成和侧恨内板分总成来划分（图2-9）.也可按部件分为A柱、B柱、C柱和门槛等（图2T0）.B2SNH的愎筑：BB2-W倒&的坂皮2从设计角度来讲,侧围内板的覆度远大于仰用外板，在两构件焊接时，由于钱金冲压、焊接等方面的制造偏差，外板就芍可能被内板强制拉伸变形，因此在制定墀装生产工艺时需引起视,（二）侧围的焊装工艺分析焊袋工艺主要包括3个方面：焊接定位、焊接翻边和焊接顺序.侧围部件焊接时通常以孔为定位基准.定位孔通常要求平行于坐标平面,有期边要求时,焊点距离焊件的边沿通常不小于1211m,最好1511m以上，便于翻边。焊接顺序根据设计工艺而定，不同的厂家梢有不同.1.焊接结构分析在板佥件焊装工艺制定时，多使用两层板定位墀，减少3层板焊接，杜绝3层以上板件搭接定位煌.此外在同道工序,健终使用同一型号焊的焊接的焊点,焊接料厚尽可旎接近,以便干参数的统一，定位煌搭接科厚放时操作高度一般为12001500trm,如图2-156所示。2）焊枪通过性。烯枪通过性是指焊抢在焊接时是否便于操作，讨利焊枪通过性好坏主要从以下几个方面来进行考虑。尽可能少地进枪与退枪，要满足此要求，设计时就应考虑惮枪操作侧尽量少布汽定位器，尽最将定位器设计在另外,侧，在焊枪操作到层依留出操作空间，如图2-157所示。焊接过程中容易焊接且不与夹具干涉。应注意馅核附近的定位块与压块的位置设定，定位块和压块尽可能地避开焊饵,加图2T58所示.图2-157在焊枪撮作案尽量留出播作空（回（3）夹具的设计要满足汽车生产的规划要求.夹具的设计要满足汽车生产的规划要求，例如生产的节拍、结核的分布、夹具在厂房的缶置、下身零件的煽按顺序、使用夹具焊接的过程分拆等，这线都是设计夹具时所要考虑的因素，也是夹具设计所要必须满足的要求。当夹具设计与这些因素发生矛盾时，要及时地与规划部门进行沟通和物调，必要时做出适当的更改,更改夹具或者调整相应的规划内容，如图2-159所示。S）2-i6100定博使用*例固定销销f的种类及与销座之间的配合要求如图2162所示.销座和定位销之间的配合为基孔制闽台H7g6.标记1和3之间是相互配合.其作用是防止定位销的转动.标记2和4之间在销f安装后留出1511三的距离用于安装紧固螂f九*萨1«2国*嬉6和It及HmNSI的配餐京2）伸缩销.定位销的使用方式是伸缩的，伸缩箱在以下情况下使用.当一套夹具在设计时需要有两个以上定（箱定位时，为了焊接完毕取件方便,一般设计时最多只允许有两个定位怕是固定的（视项目情况而定.非绝对,有时规定有一个定位销是固定的,其他的为伸缩tfi行时规定所有的定位料都是伸缩的）,而其他定位的是伸缩的如图2163所示.图2-163a所示伸缩铺3个方向调整，定位销起定位和支撑的作用.图2-163b和图2-163c所示定位樗两个方向调整，伸缩销只起定位作用。至2-163定位塔的作用固定销、伸缗销设计注懑小项：当定位销起支撑作用时应考虑定位错支撩面与工件定位面之间的干涉关系（图2T6D,如果标准定位箱的销台阶面太大而与工件的定位面干涉，就要设计相殊的定位销以满足要求.三2-'MSt2三ISlSS>tWMT*S*当定位料不起支捽作用时，定位管的销台阶面应与工件之间的环海保持在5m11左右，这样的设计不仅结构紧凑,而且当取件和放件时对箱子径向的扭矩最小,定位的不易折断.定位的收件和放件时的受力示意图如图2-165所示.B2-定使第里*«生?1的费力示窜的3）接动箱.定位铺的使用方式是接动的.一般是工件的定位孔不能直.接从卜面进行定位，定位时只能从工件的上面或者是侧面进行定位，城者为了躲避煤枪而将伸缩销改为摆动的，如图2T66所示.方式一，定位箱由接盘动到位，打开时自动打开,设计时要注意定位销工作面要与转动点处于一条直城。方式：，定位销手动把动到位定位工件，设计时要注意定位销工作面要与转动点处F-条口线，理动销设计时注意事项：摆动箱的设计主要存在的问题就是定位销打开时和工件干涉,这里所提及的干涉主要指定位理稻面与梢孔和工件厚度之间的干涉.存在干涉的原因之一是转动点的选择和定位销孔所在的平面不在一个平面内，原因之二是转动点和销孔的距离太近，距离越近，定位销从工件所走的圆的轨迹IflI心角越大，这样就容易干涉.通过图2-167可以看出找动销转动点应与工件厚度中心处用可平面.三2-16Stttt（2）定位块和压块。定位块和压块也是夹具设计中的奴葩本元件，定位块起到支板作用，压块起到压紧作用，如图2-167所示。定位块和压块的设计首先应满足定位要求，其次要湎足焊接要求，再次应满足压紧力要求.所谓定位要求就是能不能很好地起到定位的作用，能不能完全满足工件的最基本定位夹紧的要求.所谓焊接要求就是定位块和压块的设计能不能避开焊枪,是不能避开还是刚好避开,还是已最大限度地避开.所谓压膝力要求就是压块的压紧力能不能达到工件所焉的压紧力要求500800N.是小干、等干、还是大于定位压力.好的设计应该是定位点要多于最基本的定位夹紧点，Ai大限度地避开焊枪，如图2T68所示.三、车身焊装计算机控制系统的结构1 .工位控制系统一条全部出工业机器人（焊接、装配、械运机器人）如成的下号焊装线,一般是以一个工位为一个控制单位。在工位内,受控对象包括点（电弧焊机器人、焊接电源、焊装夹具、兼运与装配机器人及主传动链。图2-170所示的车身总成合般的拼装点理工位中包括了上述所行受控时图2770王身管成合谀的拼装幻爆工位现代的商品焊接机渊人都是与焊接系统产品供应商协同开发的.将煌接系统控制器统号规划于墀接机器人焊装工位上的硬件控制设符中，这样，工位控制系统就包括以下4个系统的控制器：焊接机涔人控制器、振运与装配机器人控制器,焊装夹具系统控制器和工件传送链系统控制器。在某一具体的焊装工位上，必须使4个系统之间相互协调配合，才能完成规定的焊装仟务，负责4个系统相”.仍调配合的是工位指挥控制计算机（图2-171）,它一般由可津程序控制器（P1.C）Ia住。图2771工位指挥校制计算机2 .车身车间管理级计噂机系统车身车间管理级计算机系统是由管理计算机（般多采用冗余设计,即由两台以上的计算机并行运行方式图2-172）和系统管埋软件底构成.管埋计算机与车身车间的所有生产线工位控制P1.C系统（图2T73）、轴助设备、升降机构、焊装夹具、物料传送线等.通过管理工业总线连成工业以太网.ItiMla，具.KBBrQMAnManwn.rumuh832772计X机并行交行方式三2-11生产城工位惶，曾X东坟【提问】1 .了解焊装夹具结构？2 .了斛焊装夹具设计过程？【布置作业】Tfi?车身婢装计算机控制系统的结构？【总结】