文 献 综 述

1.目的及意义

汽车焊接生产线及焊装夹具是汽车车身生产的关键设备，它对汽车生产制造水平起着至关重要的作用。这几年，随着汽车工业的迅猛发展，汽车尾气的排放日益严重，以及人们对健康坏境的认知和需求的加大，新能源汽车的发展已经成为一种趋势。新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车.包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆液化石油气汽车，100多万辆天然气汽车。目前中国市场上在售的新能源汽车多是混合动力汽车和纯电动汽车。

在汽车制造业中，汽车焊接生产线和夹具设计在生产投入中占有相当大的比例，焊装夹具的设计制造直接影响汽车的生产规模、效率和生产质量。车身焊装是车身制造的重要组成部分，它是将已经冲压成形的车身零件在夹具上定位夹紧后，通过点焊、凸焊、CO2保护焊、钎焊及粘结工艺（主要是电阻点焊）装配成为白车身的过程。目前国内的焊接装备生产厂家综合技术实力不足，不具备设计制造高水平的的成套焊装线的能力，面对汽车行业的日益激烈的竞争又不允许国内的汽车生产厂用国内烦人装备进行试验，只好成套引进，使得国内接装设备的生产厂家近年来与国外的差距越来越大。我国汽车产业高速发展，形成了多品种、全系列的各类整车和零部件生产及配套体系。为保持我 国汽车工业的稳步、快速发展，我国于 2009 年提出

论

了”汽车产业振兴规划”。提出加强关键技术研发,加快技术改造，提升企业素质；以新能源汽车为突破口，加强自主创新，培育自主品牌，形成新的竞争优势，促进汽车产业持续、健康、稳定发展的思路。在国务院提出的”装备制造业振兴规划”中，明确提出”提高汽车车身制造的四大工艺：冲压、焊装、涂装和总装工艺装备水平”[1－2]。

部

针对世界汽车工业发展趋势和我国汽车工业的实际情况，汽车工业正在朝着环保低碳、节省能源、安全性、舒适性、多样化方向发展，要求汽车采用新能源、新结构、新材料和新工艺。车身装焊技术水平和质量直接影响车身结构强度、安全性和生产率。由此带来车身装焊生产的新特点，对车身焊装提出了新要求。国内汽车焊接生产水平与国外逐渐接近，而国内焊接装备制造水平与国外差距却逐渐加大，提高我过新能源乘用车的焊装线及焊装夹具自主设计和制造水平迫在眉睫。

2.车身焊接生产线及夹具设计的国内外研究现状

目前国内使用的汽车焊装线主要是由输送部分、工装夹具、焊接设备及其他辅助设备等部分组成，主要结构形式有：步进式焊装输送、夹具移动输送、往复输送（Shuttle Bus）、滑橇输送和自行或手动吊具输送等。在车身焊接上，比亚迪已经使用激光焊接，采用莫托曼焊接机器人，大大提高了生产线的自动化水平，在保证工艺质量同时实现柔性生产；进口ABB包边机器人能够针对不同部位使用不同滚边压合，提升焊接时的细腻程度；而焊接夹具采用的是蓝姆公司全套设备，能够有效提高装配精度和效率，防止焊接变形。多种国际先进工艺的使用保证了整车品质和性能，并增加了车身的流线视觉效果，尽显流畅曲线之美。

为了保证车身焊装的尺寸精度，各大汽车厂纷纷推出了一系列行之有效的控制方法和质量标准， 建立完善新的车身几何尺寸精度控制理念和评估方法，探讨车身尺寸精度标准，研究开发空间尺寸检测方法和手段。如美国汽车联合会大力实施的 ”2MM工程”；日本丰田公司在推行的”全球车身标准GBL”模式；大众推行”车身奥迪特 Audit”；神 龙公司通过控制”几何尺寸质量水平IQG”和”几何尺寸合格率IQV”来控制车身几何尺寸精度。

在西方发达国家，焊接工艺及柔性焊接生产线备受关注，特别是柔性焊装生产线适应不同产量、不同生产率、不同自动化程度、不同工厂环境的特点，柔性生产系统是车身焊装线的主流发展趋势。而且在工业发达国家和汽车大国，焊装的研制开发已经形成一个相对独立的新兴工业部门，焊装的开发与设计已形成了标准化、系列化、通用化，人们能够紧随汽车车身车型跟新换代的步伐及时地为新产品提供相应的焊装生产线，为汽车厂家早上批量占领市场提供了坚实的技术装保证，争得了宝贵的时间。应该看到汽车焊装夹具具是一项利润丰厚的智力型产品，占一个车身车型开发费用的1/6左右。按照目前国际上一个轿车车身正常开发费用5000-8000万美元计算，焊接夹具至少占800万美元以上。它真正的材料费用是很低的，大部分是在设计制作费上。

3.车身焊接生产线及夹具设计概述

车身是由许多部分焊接而成，焊接夹具就是将部分的车身定位夹紧，然后由工人或者自动焊接机器人来焊接而成。主要功能是定位夹紧定位分为销定位和型面定位，夹紧是通过压块和定位块夹紧工件表面来实现的。

夹紧的动力通过汽缸来实现，有时候也需要手动夹钳来实现。

轿车车身的组成：地板线完成发动机室、前地板、后地板的总成焊接工作。

主线完成地板、左右侧围、顶盖及前后围等总成焊接工作，下线后既是白车身，是汽车车身厂最重要的生产线。

侧围线完成车身左、右侧围里板、外板的总成焊接工作。

调整线在白车身上完成前门、后门、翼子板、驾驶室舱盖、行李箱盖等组装、修磨、检测等工作。

门线包括涂胶、包边、焊接、修磨等工作。

驾驶室舱盖

行李箱盖

其它辅助线

包括仪表盘、前地板、后地板等分总成。

自动搬运机构

工位间自动搬运工件的机构（如A.F.M 、E.M.S等）

4.主要设计工作

（1）学习焊接的基础理论和方法，对车身焊接生产线有个系统的认识，对夹具设计有具体的了解;

（2）了解和有针对性地研究汽车制造的方法，特别是关于汽车焊接生产线的现状、原理、结构和现代设计开发状况;

（3）产量和生产线经济性的计算分析；

（4）典型焊接夹具的三维建模。

5.参考文献

[1] 刘昌雄．车身焊装技术的发展趋势[A]，2009

[2] 佚名．汽车焊接技术现状及发展趋势[EB／OL]

[3] 金国栋.汽车概论 ,机械工业出版社，2000

[4] 张晓胜．一汽轿车轻量化技术[A]．2009

[5] 罗 峰，李晓荣．浅析轿车白车身尺寸一致性控制方法[A]．2009

[6] 陈家瑞.汽车构造，机械工业出版社，2000

[7] 姚 远．激光焊接技术在汽车工业中应用现状及发展趋势[EB／OL]．

[8] 黄天泽等.汽车车身结构与设计，机械工业出版社，2000

[9] 余志生.汽车理论，机械工业出版社，2000

[10] 王望予.汽车设计，机械工业出版社，2000

[11] 罗来军，朱平,林忠钦.汽车覆盖件焊装夹具虚拟设计参数库的开发［J］. 机械科学与技术,2002

[12] 韩根云.汽车车身焊接夹具的设计［J ］.新技术新工艺 ,2001

[13] 许红静,王凤岐，郭伟.计算机辅助夹具设计系统的研究与开发［J］.机械设计， 2005

[14] 韩华伟.虚拟环境下车身焊装夹具干涉的研究［J］.机械科 学 与 技 术， 2007

[15] 莫文泽,刘俊华，池源，等.柔性焊装夹具的设计及制造 ［J］.汽车工艺材料， 2009

[16] Gideon Cohen. Intelligentjig system to automate flexible manufac- turing system ［J］. Journal of Intelligent and Robotic Systems， 1999

[17] 陈猛. 快速可重构汽车焊装制造系统及其关键支持技术研究［D］.重庆： 重庆大学,2002.

[18] 王战春.快速可重构夹具设计［D］.辽宁大连 :大连理工大学，2003

[19] 张晓峰. 可重构智能制造系统的基础研究［D］. 南京航空航天大学 ，2001 [20] Jamil Kakish， Pei-Liang Zhang and Ibrahim Zeid. Towards the de- sign and development of a knowledge-based universal modular jigs and fixtures system［J］. Journal of Intelligent Manufacturing， 2000

[21] Hu Cai-qi， Lin Zhong-qin and Lai Xin-min. Concept design of checking fixture for auto-body parts based on neural networks ［J］. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology ， 2006

[22] Yongling Shen ， Bijan Shirinzadeh. Dynamic analysis of recon - figurable fixture construction by a manipulator ［J］. Robotics and Computer Intergraded Manufacturing， 2001

[23] 徐芹亮，张俊华. 基于案例的汽车焊接夹具设计研究 ［J］. 机械设计与制造， 2007（8）

[24] 徐勤花，史文谱，徐芹亮.实现往复直动的一种旋转机构 ［J］. 煤矿机械，2007（2）

[25] 杨旭磊,李新社.微型车车身焊装夹具的调试和验证 ［J］.汽车工艺与材料， 2010（3）

文 献 综 述

1.目的及意义

汽车焊接生产线及焊装夹具是汽车车身生产的关键设备，它对汽车生产制造水平起着至关重要的作用。这几年，随着汽车工业的迅猛发展，汽车尾气的排放日益严重，以及人们对健康坏境的认知和需求的加大，新能源汽车的发展已经成为一种趋势。新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车.包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆液化石油气汽车，100多万辆天然气汽车。目前中国市场上在售的新能源汽车多是混合动力汽车和纯电动汽车。