回首每一天的周而复始，你是否在工作的过程中，获得了宝贵的成长经验？工作作为我们的立身之本，工作是见证我们成长的标志，为自己写一份独有的工作报告吧。让我们在回首自己忙碌岁月的同时，发现自己工作的不足之处，寻找出更好的工作方式，成为更好的自己。今天小编给大家找来了《汽车工艺年度工作总结》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
第一篇：汽车工艺年度工作总结
汽车生产四大工艺冲压工艺讲稿
一、 冲压加工工艺的特点
冲压是一种先进的金属加工方法。它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件。
冲压生产依靠模具和冲压设备完成加工过程，因此它具有生产效率高、操作简便、便于实现机械化和自动化的特点。采用精密复杂的模具，能加工出用其她方法难于生产的形状复杂的零件，且尺寸精度稳定，材料利用率高，零件重量轻。在大批量生产中，是一种先进的优质、高产、低消耗和低成本的加工方法。
二、 冲压工序分类
冲压工序可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序是在冲压过程中使冲压零件与板料沿一定的轮廓线相互分离，同时冲压零件的分离断面要满足一定的质量要求。成形工序是板料在不破裂的条件下产生塑性变形，获得所要求形状的零件，同时也满足尺寸的要求。
三、 模具调整
模具调整,就是在试冲过程中,解决模具本身各相对运动部分之间、冲压件结构与冲模结构、冲模结构与压床工艺参数、冲模结构的工艺参数与现实生产条件之间、压床与生产条件之间、人与冲模或压床等等之间的矛盾。只有解决了这些矛盾，才能保证冲压件的质量和一定的生产效率。 根据冲模调整的内容和性质，调整工作一般可分为四类：新制模具的调整;磨损后或修复后的调整;生产调整(即日常调整);使用代用材料或更换压床后的调整。
新制模具的调整(试模),就是在模具制造完成后,在相应的压床上进行试冲,制出合格的零件。
冲模在经过一段时间使用后，其工作部分的精度和结构的工艺参数会有变化，因此，必须进行修复。修复后的冲模，在结构上不可能与新制造后的冲模完全一样，必须再次调整，又称之为大调或修后调整。
在冲压件生产过程中，每次都需经过装模后生产前的模具调整，(通常此项工作由机长来完成)由机长按照《工艺规程》和《作业标准》中的要求，将模具调整压制出合格零件。
使用代用材料之后，必须正确地解决冲模结构的工艺参数与毛坯的机械性能直间的矛盾。也就是要根据代用材料的特性(机械性能、厚度及精度等级)来修整冲模结构的有关工艺参数部分。
更换压床生产时，也必须进行适当的调整工作，以解决冲模结构与压床结构之间、制件特征与压床性能之间的矛盾。一般只是相应地改变冲模的气垫顶杆的长度和位置，改变冲模的安装孔或安装槽等。 在整个调整过程中，必须严格地遵守调整工安全操作规程及作业标准。试冲前必须先以寸动规范逐渐下调压床滑块，检查以下内容：
(1) 冲模安装是否正确;
(2) 压床的装模高度是否略大于冲模的实际闭合高度; (3) 冲模各相对滑动部件间的相对关系是否准确; (4) 冲模内和压床上有无杂物;
(5) 压床的技术状态(尤其是压床的制动情况)是否良好。
四、 汽车覆盖件生产的特殊要求 (一)覆盖件的定义
汽车覆盖件是指覆盖发动机、底盘、构成驾驶室和车身的薄钢板异形体的表面零件和内部零件而言。载重汽车的驾驶室、厢式货车的车身、轿车的车前板和车身等都是由覆盖件和一般冲压件组成。 (二)覆盖件和一般冲压件的比较
覆盖件与一般冲压件相比较，具有材料薄、形状复杂、多为空间曲面、结构尺寸大和表面质量高等特点。 (三)对覆盖件的要求 1.表面质量
覆盖件表面质量分为A级和B级除被覆盖的表面为B级外，暴露在外面的表面均为A级。 (1)A级
覆盖件表面不允许有裂纹、波纹、凹痕、边缘拉痕、擦伤以及其他破坏表面完美的缺陷。覆盖件上的装饰棱线、装饰筋条要求清晰、平滑、左右对称及过渡均匀。覆盖件之间的装饰棱线衔接处应吻合,不允许参差不齐。表面上一些微小缺陷都会在涂漆后引起光的漫反射而损坏外观。 (2)B级
覆盖件表面不允许有裂纹、暗伤,但允许有轻微的拉痕、波纹，筋条棱线要求清晰、平滑、过渡均匀。
(四)生产过程中的特殊要求
由于外覆盖件的表面质量要求较高，在生产过程中对材料的表面洁净度、模具型腔的洁净度以及输送带的表面洁净度要求就高，否则会造成覆盖件表面凸包等质量缺陷。由于我公司的生产条件有限，没有板料清洗机，全靠人工操作，因此要求操作工在作业和装箱过程中必须严格按照作业标准中的要求操作，保持材料、模具型腔、输送带的表面洁净，对零件轻拿轻放，避免不必要的磕碰划伤、凸包等现象。同时要求操作人员和质量检查人员必须对零件进行全数检查，发现问题立即处理。
内、外覆盖件在成行过程中的拉延、翻边、整形是否到位，它会直接影响外覆盖件的美观(主要影响棱线及筋条的清晰度)，影响内覆盖件焊接搭接部位的形状吻合，零件本身的回弹也会加大，从而最终影响白车身焊接的尺寸精度。因此判断冲压件在成形过程中是否到位也是十分重要的。
第二篇：汽车涂装工艺
王超
西安航空技术专科学校生物医电学院
摘要：汽车在涂装之前，为了提高涂装的质量，要制定一系列工艺参数，施工顺序。技术要求等涂装工艺文件，这是汽车涂装质量管理的主要技术文件，作为施工现场的操作者和指挥者，除按工艺要求选择涂料，稀释剂外还必须按照工艺顺序和各道工序要求认真细致地施工，不可片面地追求工期而任意改变或削减工艺程序，或长期沿用陈旧的。落后的生产条件及旧的操作为方法不改。
关键词：
高速发展的汽车工业已成为我国国民经济的支柱产业，汽车涂装枝术在汽车生产及使用过程中发挥着越来越重要的作用，汽车涂装不但使汽车的车身颜色变得美观大方、美化环境，而且还可以有效地防止金属及非金属的腐蚀，恢复被磕碰、被刮伤及老化等漆膜的性能。
汽车涂装工工艺的内容包括：工艺的适用范围，选择的涂料及辅料。涂装方法及工具设备，涂装前的技术处理，操作过程及方法，工序间的质量，涂层层质量的检查方法及标准等。涂装工艺的制定遵循的编制原则：合理选用涂装设备。根据车身的损伤程度制定涂装工艺，涂装质量要求，涂装前的表面状况，涂料与辅料的选择原则，涂装方法的选用原则，操
作规程的制定原，涂膜的干燥原则，每道工序的质量检查及标准，安全及注意事项。
汽车修补涂装一般要经过涂装前的准备工作，表面预处理，涂底漆，涂中间涂层，涂面漆及最后的修正等工序，并视表面的损份程度和现场的具体条件确定执行那些工序。
涂装工艺的主要工序系指工艺必不可少的工序，包括涂装前处理，涂料的涂布、烘干等工序。
涂装前的预处理：涂装前的预处理系指在涂备道漆之前将被涂面，进行处理，使元清洁干净，为各涂层质量创造好基底的工序，可细分为涂底漆前的底材外理工序(如脱脂处理，除旧漆、磷化、钝化等工序等)和涂中间涂层面漆的表面准备工序(如清理除尘，表面修平，打磨等工序)。
洗车：全车清洗，虽然涂装操作可能是车身的某一块板件或板件的某一部分。但仍需要彻底清洗整车上的泥土，污垢和其他异物，尤其注意门边柜，行李厢、发动机罩缝隙和罩处的污垢，如果不清除干净，新油漆的漆膜上就可能会沾上很多污点、一般使用纯净水冲、再用中性肥皂水或车辆清洗。然后用水彻底冲净，车身待涂表面的清洗主要采用有机溶剂清洗。它的作用是溶解和去除油脂、润滑油、污垢、石蜡、硅酮抛光剂及手印等。注意：绝不允许采用清洗剂擦洗塑料密封胶的表面，在对热塑性丙烯酸面漆表面进行清洗时，所用的溶剂说明书上一定要有“本清洗溶剂可以安全地在热塑
性丙烯酸面漆上使用”的标志。
涂料的鉴别与评估埚坏程度。
鉴别涂料;鉴别车身钣金件上的涂料类别，在重涂工艺中是非常重要的。如果涂膜没有正确鉴别，在施涂漆时会出现严重的的问题。旭果一辆车、汽车从未经过重新喷涂，则根据车型手册可以确定涂层的类型，但对重新喷涂过的汽车车身，在修理时则必须确定车身涂层的类型。(1)判断汽车是否经过重新喷涂的方法：①打磨法：打磨需要修补部位的某一边缘，直到露出金属，通过涂层的结权可以盾出这辆汽车是否经过重新喷涂，面漆单一均衡，为未曾喷涂过，面漆明显分屋，或因曾喷涂过与原车不一样，油漆呈现不同颜色的两层面漆层，由此可以判断为过去曾重新喷涂过。②测量涂层厚度法：将旧涂层剥开，直到露出底材，测量涂层断面的厚度。如果涂层厚度大于新车涂层的标准厚度，说明这辆汽车曾经进行过重新喷涂。(2)车身原有涂层类型的确定方法：①视觉检查方法：用粗蜡打磨漆面，若布上沾有漆迹，则说明漆面是单层式面漆：若没有沾上漆色，则说明漆面是双层式面漆。②涂抹溶剂法：一般说来，用棉纱浸入硝基稀释剂。 在涂装表面上摩擦，擦不掉的涂料便是烘烤型或聚氨酯型，而可擦到布上的涂料则是自然干燥型。
评估损坏程度，正确的评估损坏程度，是确定维修成本、保证涂装质量的关键因素之一。对于损坏进行了正确的评估
后，才能确定修补范围，从而确定各道处理工序的范围，确定过渡区域，需遮盖保护的部位，需拆卸的零件等，为后续工序的正确实施及保证满意的修补质量奠定基础。评估损坏的程度的方法有目测，触摸和用直尺评估。
涂料的涂布
采用各种涂布方法将各种类型涂料(如传统的有机溶剂型涂料水性涂料、电泳涂料和粉末涂料，双组分涂料等)均匀地涂布到被涂物表面上的工序称之为涂布工序。
涂底漆：直接在被涂装物底材表面上涂的等一道涂料的工序称为涂底漆，所形成的底漆涂层是整个涂层的基础，与底材的结合力和涂层
第三篇：汽车车身焊装工艺
汽车车身装配主要采用焊接方式，在汽车车身结构设计时就必须考虑零部件的装配工艺性。焊装工艺设计与车身产品设计及冲压工艺设计是互相联系、互相制约的，必须进行综合考虑，它是影响车身制造质量的重要因素。
第一节
焊装工艺分析
工艺性好坏的客观评价标准就是在一定的生产条件和规模下，能否保证以最少的原材料和加工劳动量，最经济地获得高质量的产品。影响车身焊装工艺性的主要因素有生产批量、车身产品分块、焊接结构、焊点布置等。 一.生产批量
车身的焊装工艺主要由生产批量的大小确定的。一般来说，批量越小，夹具的数量越少，自动化程度越低，每台夹具上所焊的车身产品件数量越多;反之，批量越大，焊装工位越多，夹具数量越多，自动化程度越高，每台夹具上所焊的车身产品件数量越少。 1.
生产节拍的计算
生产节拍是指设备正常运行过程中，单位产品生产所需要的时间。 假设某车年生产纲领是30000辆份 / 年
工作制：双班，250个工作日，每个工作日时间为8小时
设备开工率：85% 则生产节拍的计算为：
2.时序图设计
时序图(TIME CHART)是指一个工位从零部件上料到焊好后合件取料的整个过程中所有动作顺序、时间分配以及相互间互锁关系，这些动作包括上下料(手动或自动)，夹具夹紧松开，自动焊枪到位、焊接、退回以及传送装置的运动等。生产线上每个工位的时序图设计总时间以满足生产节拍为依据，同时时序图也是焊装线电气控制设计的技术文件和依据，是机电的交互接口。 如图4-1所示为一张时序图，它的内容包括：
(1)设备名称，它是以完成动作的单元来划分。例如移动装置，夹具单元1，焊接，车身零部件名称等。其中车身零件名称表示上料动作，组件名称表示取料动作。
2)相应设备的动作名称，它是以动力源的动作来划分的。例如移动装置是由气缸驱动上下运动和电机驱动工位间前后运动组成，它的动作名称分别为上升，下降，前进，后退;再例如夹具是由夹紧气缸驱动夹紧，它的动作名称分为夹紧，打开等。 (3)各动作顺序及时间分配，动作时间表分配是以坐标网格的形式标记，每格单位为5秒，一个循环总时间为生产节拍，各动作之间的前后顺序关系图用箭头线标识。一般气缸夹紧动作时间为2～3秒;焊接时间与焊点的数量有关，常以一个焊点3秒的时间估算。合理分配调整各个动作的时间，满足生产节拍要求是车身焊装工艺设计的关键。
(4)行程开关(L/S)和电磁控制阀(V/V)编号，它标明了各个动作之间的顺序及互锁关系，其编号与相应气路控制图上的编号应该一致。
时序图的设计在工艺方案总设计完成后就可以进行，通过计算各动作的顺序时间，可以得出本工位的时间节奏，比较能否满足生产节拍和生产纲领要求，并作相应调整，甚至改变工艺设计。由于每个车身装焊的零部件数量一定，焊点数量一定，焊接时间一定，要达到一定生产节拍内完成所有焊接，就必须将工序分开，分工位上料、焊接。 二.车身产品分块
分块是将车身外壳体分成若干块便于冲压和焊装的零部件、组合件、分总成和总成。合理的分块不仅有利于形成良好的装配质量，并可有效地简化和优化制造工艺。
汽车白车身是一个尺寸很大的复杂的焊接结构件，设计制造时常常是将车身总成合理地划分为若干个部件和组合件，分别进行装配焊接成分总成件，然后再装配焊接成总成结构，这样化复杂为简单，化大为小，可以大大提高劳动生产率，改善结构的焊接工艺性。 1.
结构分离面
将白车身总成分解为若干个分总成，相邻两个分总成的结合面称为分离面。分离面可以分为两类： (1)设计分离面
根据使用上和构造上的特点，将汽车车身分成为可以单独进行装配的分总成，如发动机罩、行李厢盖、车门、车身本体等，这些分总成之间的结合面，称为设计分离面。
设计分离面一般采用可拆卸的连接，如铰链连接，以便在使用和维修过程中迅速拆卸和重新安装，而不损坏整体结构。 (2)工艺分离面
在生产制造过程中，为了适应制造装配的工艺要求，需要进一步将上级分总成分解为下一级分总成，甚至小组件，进行单独装配焊接，这些下一级分总成或组件之间的结合面，称为工艺分离面。例如车身本体总成分解为前围、后围、地板、左/右侧围、顶盖六大分总成，这六大分总成分别平行进行单独装焊，而后总装在一起进行焊接，这些分总成之间的结合面就是工艺分离面。
工艺分离面一般采用不可拆卸的连接方法，如焊接、铆接等。它们最终构成一个统一的刚性整体。 2.
装配焊接方法 根据工艺分离面的划分情况，将汽车车身装配焊接方法分为两类： (1)集中装配焊接法
将车身产品的装配焊接工作集中在较少的工位上，使用较少的工装夹具来完成装焊工作，称为集中装配焊接法
2)分散装配焊接法
将车身产品的装配焊接工作，分散在较多的工位和工装夹具上来完成，称为分散装配焊接法。它分散的依据是工艺分离面的确定。
如表4-1为某一轿车车身侧围总成分散焊装流程图。 3.
分散装配焊接法的优越性
在车身制造中，要根据生产纲领、工厂的设备情况和技术水平，合理地划分组合件，分总成进行装配焊接，这种方法有很多优点：
(1)可以提高焊装质量，改善工人的劳动条件
把整体车身结构划分成若干组合件、分总成后，它们就变得重量较轻、尺寸较小、形状结构简单，容易保证焊装精度。因为有很多尺寸、形状和技术要求等在部件上保证比在整车上保证要容易的多。例如侧围窗框尺寸及外轮廓曲线的形状等都是在侧围总成的焊装线上得到保证。
从焊接角度来讲，分散装配焊接可以把一些需要全位置操作的工序改变为在正常位置的操作，使焊点尽量处于有利于焊接的位置,可尽量避免立焊、仰焊、横焊，这样有利于提高装配焊接质量，改善劳动条件，也提高了劳动生产率。例如车身的顶盖、侧围及前、后围在整车总成焊装中分别为仰焊和立焊，而在分总成焊装中可变成俯焊。
随着零件分散程度提高，操作工人分工更加细化和专一，更容易掌握操作技术和提高技术的熟练程度，从而迅速提高劳动生产率和焊装质量 (2)缩短产品的制造周期
组合件、分总成的焊装生产可以并行进行，扩大了工作面，增加了同时工作的人数，避免各工序之间的相互影响和等待。有的组合件或分总成具有相同或相似的形状和尺寸，可以组织连续性流水作业以缩短制造时间。例如车身左右侧围焊装线的布置。
(3)容易控制和减少焊接应力和焊接变形
焊接应力和焊接变形与焊缝在结构中所处的位置及数量有着密切的关系。在划分组合件时，要充分地考虑到将组合件的焊接应力与焊接变形控制到最小，使总成装配时的焊接量减少到最小，以减少可能引起的焊接变形。而且，在组合件焊装时，结构刚性降低，可以比较容易地采用夹具或其他措施来防止变形。即使已经产生了较大的变形，也比较容易修整和矫正。 (4)可以降低焊装夹具的成本
分组件装配焊接法以后可以大大简化焊装夹具的复杂程度，有利于夹具的设计和制造，从而使焊装夹具的成本降低。
(5)可以提高生产面积的利用率
分组件装配焊接可以减少和简化总装时的工位数，增加平行进行作业的地点，大大扩大了装配焊接的工作面，提高了生产面积的利用率。
4.
工艺分离面确定原则
工艺分离面的合理确定是发挥上述优越性的关键。划分组件进行装配焊接时应从以下几个方面来综合考虑：
(1)尽可能使各组件本身的结构形式是一个完整的构件
要考虑到结构特点，便于组件、分总成的最后总装和结构尺寸精度的保证。工艺分离面要避开结构上应力最大的地方，保证不因划分工艺组件而损害结构的强度。 (2)保证组件的强度和刚度
所划分的组件、分总成结构要有一定的刚度和强度，即在白车身重量的作用下，不能产生永久性变形，同时也要考虑吊装方便。 (3)工艺上的合理性
工艺上主要考虑划分组件后焊点数量和位置的合理布置，要有利于采用自动化和机械化设备，也有利于减小焊接变形，可以提高产品质量和劳动生产率。 (4)现场生产能力和条件的限制
分组件装配焊接中，由于采用较多的专用夹具，生产准备周期较长，各工序之间的协调关系复杂，给生产管理带来困难。同时随着焊装工位数量的增加，要求有较大的生产面积和较多的技术工人。 (5)生产节拍的要求
在大批量的生产中，采用分组件装配焊接法进行生产，能显著地提高劳动生产率和产品质量，缩短生产周期，降低产品成本。虽然此时由于分组件装配焊接增加了工序及专用夹具的数量，使其费用增多，但产量大而分摊到每个产品上的费用不会增加，仍然可以得到显著的经济效果。
当单件生产、试制和少量生产时，为了缩短生产准备周期，减少专用夹具费用，减少工件在夹具上的装卸次数，减少辅助工时，宜采用集中装配焊接的方法。 三.
焊接结构
由于汽车车身除某些加强构件外，主要都是由低碳钢薄板冲压零件焊接而成，其厚度在0.6mm～1.5mm范围之内。采用最多的焊接方法是电阻点焊，它将工件(PANEL)以200～300kgf程度加压至焊枪的铜电极，并瞬间(0.16～0.2秒)通过大约1万安培的高电流，以电极接触点发生的电阻热熔融结合的焊接方法。在一辆小车的车体中大约有3000个焊点，其大部分为两层焊，根据结构也有3～4层焊。
当生产批量不大和具有密封要求的连接处，以及开敞性差的焊缝，一般采用二氧化碳气体保护焊。 1.焊接接头型式
焊接连接处称为焊接接头。因电阻点焊的要求，车身结构的基本焊接接头型式主要是搭接接头和弯边接头，如图4-2所示。其中4-2(a)(b)为搭接接头，4-2(c)(d)(e)为弯边角接，4-2(f)为弯边对接。 弯边接头的焊点操作性优于搭接接头，因为弯边
接头焊点直接暴露在操作台面一侧，选用小型“X”
(a)
(d) 型焊钳就能很方便地进行焊接。
考虑焊接强度，弯边接头起到相当于加强梁的作 用，可增大结构强度，但翻边因受冲压工艺的限制，
导致贴合不理想，易产生焊接缺陷，而且弯边接头的
(b)
(e) 焊点抗正应力能力比抗剪切能力差，总的对焊接强度 增大不大。
考虑焊接精度，搭接接头焊点质量主要决定于工
(c)
(f) 装的精度。而弯边接头焊接质量除了与工装精度有关
图4-2 焊接接头型式
外，还与零件翻边精度有关，而受冲压工艺和储运方式的影响，翻边是零件质量最不稳定的地方，它容易导致两零件因贴合不好产生焊接变形，而且弯边接头的零件不利于利用工艺孔对零件作精确定位。 2.接头开敞性
封闭接头是不可能用作点焊的，半封闭接头如车身底部和内部接头也会给制造带来一定麻烦。如图4-2(b)所示为封闭断面结构，不易直接采用点焊。因为下电极无法设置，需要采取间接导电型式或改用其它焊接方法来解决。
由于车身各连接部位不同，组成零件的形状不一样，虽然都采用搭接或弯边接头，但其结构的断面形状有很大差别。如图4-3为车身侧围典型断面示意图。其中(a)与(e)中焊点A的开敞性差，结构设计不合理，如果将(a)断面形状改为图(b)的型式，就大大提高了焊点的可达性;同样(e)结构也是如此。若在结构设计上不能避免封闭式断面，则可以通过结构分解来实现 焊点的焊接，如将(a)中结构分解 为件1和件2的组合件，先焊完点 A后，再装焊件3，这样不仅达到了 结构设计要求，而且改善了结构的 开敞性。同样(e)中也可以先将件2 和件3在A点焊好后再装焊件1。
冲压件结构型式要考虑点焊工
艺性。由于电阻点焊方法本身可达性
差，在车身结构设计时，应尽量避免采用狭窄而深的或上、下电极难以接近的焊接结构和焊接接头。如图4-4所示,(a)中由于上电极伸入深窄的焊件中，增加了点焊机的二次回路的感抗，使焊接电流不稳定而降低焊点强
度和质量;图4-4(b)结构中必须采用特殊弯电极， 这种电极的冷却条件不好，降低了焊接表面质量和
电极的使用寿命。
(a)
(b) 3.接头的强度
图4-4 不合理的点焊结构
点焊焊缝适宜在剪切力下工作，而不适宜在拉伸力下工作。设计汽车车身点焊焊接结构时，应尽量使焊缝在剪切力而不是在拉力下工作。如图4-5所示，(a)为焊点受拉伸力状态，(b)为焊点受剪切力状态。 点焊焊缝的强度与母材的种类及焊接工艺有关。 例如，低碳钢的剪切容许应力可取为母材的65%，
而拉伸容许应力可取为母材的40%，焊点布置方案
(a)
(b) 不同，焊点中所受应力的种类也不相同。另外，要
图4-5 焊点受力状态
尽量避免焊点密集布置或交汇在一起，否则金属易由于过热而产生严重应力集中及变形，影响焊接质量。 车身外板的焊接，由于焊接热应力会 使表面局部变形而影响外观质量，这时可 通过改变车身零件形状来消除或减轻这类 缺陷。如图4-6(a)是轻型汽车门板的点焊 接头，在门外板表面1区会出现凹凸不平， 若将门外板此处设计成带斜凸梗的棱线
(如图4-6b)，就可以起筋条的作用而减
图4-6 车身外板形状 小变形。假如外部造型不允许这样，也可将门外板制成曲面形状(如图4-6c)。 4.焊接厚度
点焊通常用于两层薄板之间的连接，有时也用于连接叠在一起的三层薄板。为了保证焊点的焊透率，两层焊件厚度宜相等或相近，厚度相差应不大于3倍。连接三层板时，如板厚有差别，厚板应置于中间，有利于熔核在三层板上形成。 四.
焊点布置
车身焊接中焊点的数量以及焊点间距的确定是焊装工艺性的一项重要内容。焊点间距越小，焊点数越多，焊接强度也就越高，但分流越大，它会给产品的强度带来不利影响。焊接质量也会因分流的影响而不易保证。
根据车身焊接接头的特点以及车身结构设计时接头的搭边宽度和焊点布置等，焊点布置应着重考虑以下几个问题：
1.
在满足接头强度和技术要求条件下，尽量减小搭边宽度，以减轻结构重量。为保证焊点质量，对焊点中心离板边的最小尺寸要求，可参考表4-2。 表4-2 焊点中心到板边的最小距离
焊件厚度(mm)
6 焊点中心到板边最小距离(mm)
25
30 2.在实际车身制造中，由于设置焊装夹具的需要，对弯边接头的宽度(如图4-7)应保证a至少为20～25mm，其根部尺寸一般等于板厚。
3.焊点的距离应选择适当，在保证接头强度和技术要求的前提下， 焊点距离应尽可能大些。因为在焊缝长度一定的范围内，焊点 布置越多，点距越小，分流越大，焊点熔核尺寸减小，反而降 低了焊缝强度。车身焊装的合理点距如表4-3所示。焊接大零
件或组合件时，点距可以适当加大，一般不小于35～40mm，在
图4-7 弯边宽度 有些非受力的部位，则焊点的距离还可以加大到70～80mm。在 多点焊机上焊接，焊点之间的距离要求不小于50mm。 表4-3
车身焊装合理点距
一个焊件厚度(mm)
6 二层板焊接的最小点距(mm)
25
30
40
60 三层板焊接的最小点距(mm)
30
40
50
80 4.三层板焊接时，其点距比二层板焊接时要适当大些，如表4-3所示。考虑焊点强度的稳定性，尽可能少采用三层板的焊接结构。
焊点的合理布置并不能完全弥补由于产品结构本身设计不合理所造成的强度不足的缺陷。因此，为了提高产品的使用寿命，必须在设计合理的产品结构基础上，来考虑焊点的合理布置。
五.
焊装工艺规程的编制
汽车车身焊装工艺过程是指各种零部件装配成组合件和分总成，然后在进一步焊装成总成件的过程。指导这一过程的工艺性文件就称为焊装工艺规程。它是车身生产中重要的指导性文件，其内容包括要焊接的零部件名称，装配焊接顺序，装配焊接方法，质量要求，检验方法，焊点数量、布置等，有利于生产组织和管理工作。
1.
装配工艺方案
装配工艺方案是对车身产品焊装过程中的主要问题，作出原则性的规定。一般在立项时开始编制。其编制内容包括： (1)产品对象
总成件及零部件、组合件的数量、名称和结构。 (2)设备描述
确定产品分散装配焊接方法，所需工位总数，各工位焊接方法，上料方式，工装设备，工位间距，工位间的传输方式等。 (3)设计依据
产品生产纲领，工装设备定位精度，工作区大小，设备开工率，水、电、气参数，设计数据和图纸等。 (4)工艺方案
各工位上料顺序，焊点数量，工装夹具方式，焊接方法，作业方式，作业时间等。 (5)技术质量要求
工装设备技术制造、操作要求，焊接质量要求，产品尺寸要求，焊接设备要求等。
焊装工艺方案不仅在工艺原则上规定了工艺过程本身，同时也决定了生产组织和计划工作、厂房和车间的布置、各种设备和装备的配备，它直接影响到生产的周期、劳动生产率和生产成本，它是各种设备和装备选购的技术依据。 2.工作工艺规程
工作工艺规程是装配工艺方案中每一个工序内容的详细具体说明，它是根据装配工艺方案进行编制的，也称工序卡。它规定了本工序各装配零件在夹具中的安装顺序、定位和焊接方法、焊接规范、时间定额、所用工具设备以及耗材等等。 如表4-4为一张典型的工序卡片。
第二节
焊装夹具的工艺方案设计
轿车车身是由上千个冲压件、近5000个焊点焊装成一个整体，每个零件之间的连接必须在三维空间中依靠焊装夹具定位，零件与零件连接形成一个整体车身。每一个零件的连接精度，都是由焊装夹具来保证，它直接影响到功能部件，如发动机、转向器、变速器等的安装精度和性能。重要的外形部件，如保险杠、车门、发动机盖、后箱盖、前后灯等的安装平顺性，都与车身焊装形位精度有直接的关系。
在进行焊装夹具设计之前，首先需要根据车身零件的形状、焊装工艺、焊点位置及数量来设计夹具的工艺方案，即设定焊装过程中夹具的定位基准及定位基准的形态。 一.
定位基准的基本概念
基准是指某些特定(参考)点、线、面的组合，借以确定零部件中相关点、线、面的位置。按其用途不同，可分为设计基准和工艺基准。设计基准是指在产品图样上，设计者所选定的参考点、线、面的组合，用以确定零件轮廓、尺寸及形位公差等。工艺基准是指在加工过程中，直接用于测量、定位、安装零部件时的实际点、线、面的组合，它分为定位基准、装配基准和测量基准。
夹具的定位基准是为了使焊好的车身组件、分总成件、总成件的位置与车身产品设计图纸、冲压成形零件的形状尺寸、车身测量数据在X、Y、Z方向上一致，所设定的焊装夹具的位置。合理选择夹具的定位基准，可以简化焊接工艺和夹具结构，并且容易保证车身零件的装配焊接精度和质量。选择夹具定位基准时，应尽量使其与车身零件设计基准相统一，减少因基准不重合带来的误差。 1.定位基准的种类和功能 (1)定位基准面
定位基准面有主基准和副基准两种。主基准面是为了保证被焊零件的准确定位。主基准面应该尽量设定在保证零件形状精度和刚性的位置上，而且数量尽可能少，一般主基准面为不可调整的形式。副基准面是为了校正零件、辅助焊接过程或辅助焊接设备而设定的，它能约束零件的扭曲和回弹、使零件保持形状不变、校正和约束焊接变形，是焊接工装结构上必要的基准，它设计成可调整的形式。 (2)
定位基准孔
定位基准孔也有主基准和副基准两种。主基准孔的作用是固定被焊零件，它用圆柱销约束零件的两个方向，在保证可靠定位的前提下主基准孔的数量应尽可能少。副基准孔的作用是防止被焊零件的回转，它可以用圆柱销或菱形销定位，一般选择零件上的长孔作为副基准孔，用菱形销约束零件的一个方向。 (3)定位基准端
定位基准端也有主基准和副基准两种。主基准端使被焊零件准确定位，它确定一个方向的位置，不可调整。副基准端是为了辅助焊接过程或焊接设备而设定的，它是约束焊接变形和焊接时两个零件错位的基准，设计成可调整的形式。
2.定位基准选择的优先顺序
(1)考虑车身零件的制造工艺，定位基准确定的先后顺序为总成分总成组件零件。因为如果装配件的定位基准不确定，则不可能对零部件的精度确定及正确评价，也无法决定零部件的准确修正方向。同时为了使车身零件在制造过程中的变化要素最小，需要把含有更多变化要素的装配件上的定位基准首先确定。
(2)为了确定车身零部件的位置，需要基准孔、基准面和基准端的组合，但是在同一方向上约束时，采用基准面、孔、端的顺序不同。考虑车身零件的形状，定位基准选择的先后顺序为基准面基准孔基准端。这与冲压零件的成形顺序一致，即先拉延后冲孔。优先选用基准面可以使相邻零件的贴合面累积误差最小，也容易补偿刚性不足的零件形状，而且如果基准孔的位置和孔间距不准确会造成被焊零件的位置不稳定。
3.定位基准位置的选定方法
夹具定位基准的选定必须以冲压件零件图、装配焊接后的组件图、车身焊装工艺流程和工艺方案、车身装配公差要求以及基本车型的相关资料为依据。其选用方法为：
(1)夹具定位基准面的厚度一般为16mm，只有地板框架处夹具定位基准面的厚度选为19mm。为了便于夹具设计与检测，定位基准面尽量选在与车线平行的位置，且与车线之间的距离为整数;若定位基准的位置与车线倾斜，则从车线处标注尺寸和角度。如图4-8所示。
(2)定位基准面要尽可能选在断面形状一致的位置，尽量避免断面发生变化的位置，如图4-9所示。因为断面发生变化的位置容易造成零件变形，很难精确定位。
(3)定位基准孔要尽可能与定位基准面不重合。这是因为基准孔与基准面的定位方向不同，当零件定位基准面发生变化时，定位基准孔的位置也发生变化。如图4-10所示。
(4)分析整条生产线上各工位零件的构成以及各构成零件的位置，使定位基准的位置尽量选在能贯穿整条生产线的位置上，即生产线上各工位的定位基准尽量保持一致，以减小工位间的定位偏差。 例如：前立柱组件 侧围总成 车 身总成前后相互关联的工位尽量选择相同的定位基准。 (5)定位基准尽量选在被焊零件有贴合要求或功能要求的位置，如有装配关系要求的面或孔，有位置尺寸要求的端部或孔等。
(6)定位基准尽量选在容易上件取料的位置，容易实现焊装自动化的位置，以及使装配累积误差最小化的位置上。
(7)对于相同零件的定位，其定位基准位置尽量要统一。
(8)定位基准要选在可以减小焊接变形的位置上。当焊接面的长度足够时，可以将定位基准面直接选在焊接面上。
(9)各被焊零件要尽可能单独定位，不能只依靠相邻零件型面的贴合来定位。
第三节
车身焊装生产线
焊装生产线(production line of welding)，是指必须经过焊接工艺才能完成完整产品的综合生产线，它包括专用焊接设备、辅助工艺设备以及各种传输设备等。
一. 车身焊装生产线的发展过程
汽车车身焊装生产线的发展过程大体可分为三个阶段： 1.
固定式单工位焊装台的小型焊接方式
这种在发达国家50年代以前全靠手工操作组焊车身的方式，在国内的小汽车厂家中应用较多。它是各工位独立操作，被焊接车身零件主要依靠人工搬运，它的生产能力只能依靠工人操作的熟练程度，对设备自动化程度的要求几乎没有。由于单靠工人的熟练程度而提高生产能力是有限制的，所以以提高生产能力为目标进行了传送装置及专用焊接设备的开发研究工作。这样很快满足了提高生产能力的要求。但这种设备无法满足混流车型的生产。 2.
刚性焊接生产阶段
1965年左右开发出利用机械控制系统来满足2-3种车型的生产。刚性焊接生产线属于传统制造系统，它具有以下特点：
(1)
通常把作业划分为较多个简单工序; (2)
按分批投入的方式，顺序完成各简单工序; (3)
完成工序时间很短; (4)
单个工序自动化。 目前这种刚性焊装生产线仍然有一定的应用，但随着先进制造技术的蓬勃发展，这类生产线正在面临着技术改造的艰巨任务，处于淘汰之中，在轿车生产中所占份额正急剧减少。处于这个阶段的我国汽车焊装线以一汽大众汽车有限公司捷达轿车车身焊装设备与上海大众汽车公司车身焊装线为代表，前者总成工位及车身主焊线采用焊装自动线，广泛采用各种类型的多点焊机和焊接机器人，工艺先进，自动化程度高;后者由于采用国外先进技术，工艺先进，但自动化程度较前者低，采用悬挂式点焊机等设备，手工焊接仍占较大比例。
3.
柔性焊装生产阶段
世界汽车发展的趋势是由大批量生产向多品种、小批量生产转化，为了满足汽车消费者广泛而多样化的需求，适应汽车市场的激烈竞争，必须不断缩短车型变换周期、加快车型的更新，柔性焊装生产线就是适应这一发展趋势而设计制造的。由于计算机的飞速发展以及控制领域的技术提高、机器人的发展、工具的柔性化，1975年正式开始了汽车焊装生产线的自动化研究，且研究出为满足消费者多样化需求的柔性生产系统。柔性焊装生产线的特征是大量使用工业机器人、数控焊钳、可快速更换的工装设备和非同步输送带、可编程控制的自导车，它能方便地适应几个基本车型及若干变型车的同时生产并易于适应以后的改型。 柔性焊装生产线属于柔性制造系统(FMS)，FMS的柔性是指对产品的柔性，即系统为不同的产品和产品变化而进行设置，以达到高的设备利用率，减少制造过程中零件的中间存储，对于顾客需求具有快速响应的能力。
与刚性焊装生产线相比，柔性焊装生产线主要特点为： (1)
把作业仅分为几个工序;
(2)
不同批次的不同工序可以重叠投入; (3)
完成工序加工时间快和不变; (4)
全部加工工序自动化;
(5)
产品的焊接主要由焊接柔性制造系统完成。
在德国的大众、宝玛格、日本的本田、瑞典的沃尔沃、美国的卡特比勒等公司均大量使用车身柔性焊装生产线。德国Benz的Sindelfingen工厂布置有三条车身焊接总装线，三条地板总成线及相应的中地板、前后地板线等，共有焊接机器人1000余台，自动化率为95%，生产约10个车型，二班制时日产1600～1700辆。
在车身制造中，选择哪种型式的车身焊装生产线和需要多少焊装设备，取决于生产批量的大小，车身质量的要求以及工厂的场地和投资情况。在我国，经过近15年的大力发展，汽车制造业取得了很大进步，从国外引进了轻型车、面包车、轿车等各种类型的汽车，各主要汽车厂家形成了一定的生产规模，基本上具备了一整套较为完善的生产、管理及技术保证体系。但车身焊装生产线还是主要依赖从国外全套引进，缺乏自主独立开发能力。引进的焊装生产线大都是国外80年代的产品，属于刚性焊装生产线，自动化水平不高。
二.
车身焊装生产线的组成
车身焊装生产线是轿车、微型客车等车型生产过程中的几个主要生产线之一，其空间作业内容复杂且自动化程度较高。车身焊装生产线是汽车白车身(BODY IN WHITE)全部成型工位的总称，它由车身总成线和许多分总成线组成，每一条总成线或分总成线又由许多工位组成。线间、工位间通过搬送机、机器人等搬送设备实现上下料和零部件的传送，以保证生产线内各工位工作的连贯性。分总成线又包括许多独立的组件焊装工位，每个工位由许多定位夹紧夹具、自动焊接装置及检测装置等设备以及供电供气供水装置组成。 1.
车身完成线(SLAT LINE)
车身完成线是一条车身装配生产线，它通过铰链连接方式分别将焊装好的前后车门，翼子板，发动机罩，行李厢盖或背门与车身本体连接装配，形成白车身(Body In White)，同时对车身焊接质量进行检测和修磨。如图4-所示为一条车身完成线的组成。 图4-
车身完成线示意图
车身完成线的特点是整条生产线不需要焊接，是机械铰链连接，属于可拆卸连接，无任何焊接设备;基本上是手工作业;是整个车身焊装生产线的最后一道工序，完成后的产品即为白车身，将输送到涂装车间进行表面处理。
2.
主焊线(MAIN LINE)
主焊线是车身焊装车间最重要的一条焊装生产线，它完成车身六大分总成(地板，左右侧围，顶盖，通风罩及仪表板，后行李台)的焊接，有时也叫车身总成生产线。
车身总成工位是主焊线上的一个核心工位，在这个工位上，实现六大总成的装配。其中地板总成的上料是通过地板传送机构(UNDER SHUTTLE)直接传送到总成工位;侧围总成的自动上料方式有移动式、旋转式、移动翻转式和2-4位翻转基座式;顶盖、通风罩、后行李台是利用自动输送机械(AUTO FEEDING MACHINE)上料。
在主焊线上一般还设置有若干个补焊工位，完成车身本体的补焊(RESPOT WELDING)。从主焊线上生产出来的产品通过升降机设备传送到车身完成线上。 如图4-为一条典型主焊线的组成示意图。
图4-
车身主焊线示意图
3.
地板总成线(UNDER BODY LINE) 地板总成线完成发动机室、前地板和后地板的装配焊接。地板是车身结构中强度相对较大的部分，常常需要布置有二氧化碳焊机进行补焊。
根据自动化程度不同，地板总成线上设置有工位间传送机构，焊装夹具，机器人点焊系统，涂胶设备，升降机等等。
4.
侧围总成线(SIDE FRAME LINE)
侧围总成线完成侧围内外板的结合，一般它有左右对称布置的两条生产线。在侧围总成线上布置有工位间传送机构，焊装夹具，机器人点焊系统，涂胶设备，自动输送机械等等。 如图为典型侧围总成线布置示意图。 图
侧围总成线示意图
5.
移动线(MOVING LINE)
移动线主要是指车门焊装线，发动机罩&行李厢盖焊装线，翼子板焊装线。
车门、发动机罩、行李厢盖焊装线都是经过涂胶、折边、焊接、完成等工序实现内外板的结合。它的主要设备有内外板焊装夹具，折边机，转换压模，输入输出设备，涂胶设备，铰链装配夹具，二氧化碳焊机等等。
如图为一条车门总成线布置示意图。
6.
子线(SUB LINE)
子线主要是指车身中的一些组合件、分总成件的简单小型焊装线，如顶盖焊装线，通风罩焊装线，后行李台焊装线，发动机室焊装线，前地板焊装线，后地板焊装线，前立柱焊装线，中立柱焊装线等等。 根据自动化程度不同，子线可以设计成单工位独立操作形式，也可以设计成几个工位流水线操作方式;被焊零件在各工位之间可以应用手工或者自动传送。
三.
柔性焊装线上的组成单元
柔性焊装生产线是为了适应用户不同产量、不同生产率、不同自动化程度、不同工厂环境的要求而设计的。柔性生产系统是车身焊装线的全球发展趋势。
柔性组成单元主要包括：柔性焊装夹具，自动焊接装置，点焊设备，车身总成工位，自动输送机械，传送机构，升降机，折边机，机器人系统，电控系统，其它机构等等。 1.
柔性焊装夹具
(JIG)
为了适应不同车型，柔性夹具一般采用两种结构型式：一是固定式，它设置在各种车型断面相同或相似的位置;二是切换式，在不同车型断面相差很大的情况下，利用切换式夹具分别适应不同车型的定位夹紧，有旋转和移动两种方式。如图所示。
a.上下移动切换夹具
b.旋转切换夹具 图4- 柔性焊装夹具
2.
自动焊接装置(AUTO GUN)
由于手工焊接劳动强度大，生产率低，且焊接质量难以保证。随着焊装生产线自动化程度的提高，它逐渐被自动焊接装置所代替。自动焊接装置是由自动焊钳及其附属设备组成，相比焊接机器人而言，它的投资少且焊接接近性好，是我国汽车车身焊接的发展方向。
根据冲压件上要求焊接的焊点数目和位置不同，其自动焊钳的布置方式也不相同。当只需要焊接一个点且焊钳与焊件之间不会发生干涉时，可将焊钳简单布置成固定形式，但在大多数场合下为了避免焊钳与焊件的运动发生干涉，需将它设计成转动式或平移式，而且平移式的自动焊接装置还适用于焊接一条直线上的多个焊点。如图
所示。
a. 固定式
b. 旋转式
c. 平移式
图4- 自动焊接装置
3.点焊设备(SPOT WELDER)
为了满足不同用户的要求，根据成本以及焊接自动化程度的不同，可以选择不同的焊接方式，主要有手工点焊PSW(Portable Spot Welding)，自动点焊ASW(Auto Spot Welding)，机器人点焊RSW(Robot Spot Welding)。如图4-
所示. 4.车身总成工位(MAIN BUCK)
车身总成工位是主焊线上的核心工位，它是将地板总成、左右侧围总成、顶盖总成、通风罩及仪表板和后行李台总装焊接，形成车身焊接本体。其侧围上料方式主要有移动式，旋转式，移动翻转式，2-4位翻转基座式。
a. 手工点焊
b.机器人点焊 图4-
点 焊 设 备
如图 所示。它的特点是利用伺服电机和齿轮马达驱动实现翻转，而移动和旋转一般依靠气缸或液压缸提供动力。 a.移动式
b. 旋转式 c. 移动翻转式 d.
4位翻转基座式 图4- 车身总成工位
5.自动输送机械(AUTO FEEDING MACHINE)
自动输送机械主要用于被焊零件在线与线或工位与工位之间的移动。它主要有两种结构型式：连杆型和气缸型。
连杆型结构是以电葫芦作为驱动力，伸缩连杆用铰支销连接，它可用于比较大的行程要求，而且安装时高度空间占用少。如图-a所示。气缸型结构是以气缸作为驱动力，它能够高速准确定位，并且简单、可靠，但在安装时要求有足够的高度空间。如图-b
a.连杆型结构
b.气缸型结构 图4- 自动输送机械 6.传送机构(SHUTTLE)
传送机构可以设置在主焊线、移动线、地板线和侧围线中，用于将零件快速准确地移送到要求的位置。根据传送机构相对于被焊零件的空间位置可以分为底置传送机构(UNDER BODY SHUTTLE)，顶置传送机构(OVER HEAD SHUTTLE)和侧置传送机构(SIDE SHUTTLE)。 传送机构的工作原理如图4- 所示，一个循环包括上升前进 下降后退四个动作环节，每往复 运行一次，工件随之向前传送一 个工位。因而它主要由升降机构 和送进机构组成。
升降机构有自顶升方式和同步 顶升方式两种。自顶升方式是导柱
导套导向，气缸直接顶升，它结构
图4- 传送结构工作原理
简单，成本低，适用于中小件的分总成焊装线。同步顶升方式主要有四连杆机构和齿轮齿条结构，其工作原理分别如图4-a，b所示，气缸为动力源。 送进机构大多由电机驱动，其安装方式有两种，一种是将电机安装在被举升的托架平台上，电机通过减速机与齿轮齿条机构连接，直接控制托架的平移运动;另一种则是将电机安装在固定的平台上，通过万向连接扭杆连接齿轮齿条机构，它可以减轻举升重量，但万向杆要传送扭矩，同时又要上下摆动，有较大的功率损耗。如图4-所示.
a.电机安装在升降平台上
b.电机固定安装 图4- 送 进 机 构
7.升降机(DROP LIFTER)
升降机用于上下方向将零件、小车或零件物架装载(或卸载)到传送机构中。它主要有两种型式：一种是将台车或物架装载(或卸载)到焊装线的
(a)
.台车装卸升降机
(b).零件装卸升降机 图4- 升
降
机
起始或终止工位;另一种是用于上料或卸料，它适用于任何传送系统中。如图
所示。 8.折边机(HEMMING PRESS)
折边机是一种液压控制的压力设备，它的压力大于100吨，用于车门、发动机罩、行李厢盖焊装线上内外板的包边。根据不同的车型，可通过更换模具进行生产。 9.机器人系统
在白车身焊装生产线中利用多轴机器人进行二氧化碳焊接、点焊、涂胶和上下料，大大提高了焊装生产线的自动化程度和生产效率。 10.电控系统
随着焊装生产的机械化和自动化水平的不断提高，要求在高效生产的同时能保持稳定的焊点质量，并能通过报警及时发现焊装线在生产中出现的故障，立即予以排除。为此，需要建立一套控制系统，能够及时了解整条焊装线上各工位的工作情况，并能对点焊过程出现的一些外界影响因素自动补偿。
在汽车焊装线的控制中广泛应用可编程控制器PLC(Programmable Logic Controller)，它具有响应时间快、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺而改变、易与计算机接口、维修方便等优点，而且体积小、寿命长，抗干扰能力强。
四.
车身焊装线的型式 根据焊装夹具的工位布置以及与传送机构是否分离，可将焊装生产线分为以下几种型式： 1.
独立工位
各工位独立操作，相互无关联，零部件采用人工搬运、储存。它一般用于批量不大且装配件数量少的组合件焊接中，如顶盖工位的焊接。 2.
流水线方式
将各工位有序地排列起来，工位间的工件采用电动或手动搬运工具搬运，基本上无中间储存环节。它一般用于批量不大，但装配件数量多，需要采用分散装配焊接方法进行操作的分总成焊接中。如哈飞HFJ6330A的侧围焊装生产线，北汽福田BJ6480地板焊装线都是采用这种方式。 3.
贯通式焊装线
将各工位等距离排列，工位间的工件采用自动传送机构进行传输，焊装夹具与工件传送机构呈分离状态，焊装夹具处于静态，工件在静态下装夹和施焊，容易保证定位精度。
这种焊装线在国内外汽车车身制造中使用普遍，适合于专用焊机的配置和悬挂点焊机的手工操作等工艺方法。
长春一汽原CA-10B驾驶室总成装配线是一条比较典型的贯通式焊装线，是由固定焊装台、悬挂式点焊机及间隙式双轮链式传动机构组成。如图所示。 图4- CA-10B驾驶室总成装配线
全线共有六个工位，其中有四个焊装台，一个电弧焊转台及一个翻转电弧焊台。线上配有16台悬挂式点焊机和两台直流弧焊机。生产节奏为4min/辆，全线共18～20人。工序内容如下。
(1)
第一工位：将地板总成、前围骨架总成(前围内盖板及发动机挡板总成)及后围骨架总成装配在一起，以地板及门洞夹具定位，点焊10处。点完后再装配四个门铰链。
(2)
第二工位：是电弧焊工位，设有顶起及回转夹具。主要是焊接驾驶室骨架总成的加强处。 (3)
第三工位：是焊接工位，焊接地板和发动机挡板连接处。
(4)
第四工位：是覆盖件装配焊接工位，将前围(上盖板及左右盖板总成)、顶盖总成、下后围及风窗支柱等装配到驾驶室骨架总成上，并焊接门洞及前风窗口的焊点。
(5)
第五工位：装配焊接左、右门槛总成，并焊接后风窗口，前围盖板和发动机挡板连接处，下后围和地板连接处。
(6)
第六工位：将驾驶室翻转90，焊接门槛和前、后围连接处，并以电弧焊加固地板连接板、发动机挡板和地板处。
随着产量的增加，还可适当增加工位，将装配和焊接工作量进行调整。
图4-所示为东风汽车公司EQ1141驾驶室焊装线。该线采用抬起步伐式往复输送方式，这种焊装线输送平稳，定位精度高，占地面积小，分总成上线方便，可适用于悬点、多点、 机器人以及气体保护焊的焊接， 是国内外汽车厂家普遍采用的新 型焊装线。该线传送装置的升降 采用凸轮铰链式，用双向气缸推 动升降臂，可将传送装置抬起
810mm，前后输送采用往复式输
图4-EQ1141驾驶室焊装线
送方式，用变频电机作为动力带动齿轮，使与其啮合的齿条前后运动，来完成驾驶室的输送工作。电控系统采用了可编程序控制器，可控制装配线的同步抬起和落下、输送装置的往复运动、车型的识别、驾驶室固定位置的检测以及故障诊断等。
该焊装线有11个工位，工位间距5m，传送速度20m/min，重复传送精度为0.5mm，传送时可低速起动，高速输送，低速接近终点。可生产各种系列的驾驶室。
图4-所示是济南重汽斯太尔驾驶室地板带骨架总成焊装生产线，由烟台宇信科技公司设计制造。年生产能力为12500辆份，生产节拍为8.16分/辆份。左右地板总成线各一条，这两条线的布置和结构完全一样，焊装线全长14米，三个工位，工位间距为3米。
图4-
济南重汽斯太尔驾驶室地板焊装线
一工位左右地板共用一台机器人焊接，并设计有自动旋转工作台，将一工位焊接好的零件旋转180后传送到二工位进行上料焊接;二工位左右地板也共用一台机器人焊接，一二工位采用人工辅助上料;三工位为人工补焊及下料工位，一二工位未焊的熔焊缝在三工位用二氧化碳焊接，三工位设置顶升装置，以方便操作工人将焊完的地板总成悬挂于人工输送链上。
两台点焊机器人是ABB公司的IRB6400R/150/M2000垂直多关节6轴机器人，由交流伺服电机驱动，重复定位精度为0.1mm，各轴的自由度分别为：180，-70～+85，+110～-28，360，120，300。为了防止机器人误伤操作者，一二工位设置有光栅传感安全装置。
三个工位之间工件传输采用升降往复杆机构自动传送，其动作顺序为上升前进下降后退。上升下降采用气缸直接驱动方式，前进后退采用马达齿轮齿条机构驱动，并采用变频器调整速度，且设有前后进锁定机构、限位机构、缓冲机构和检测机构。往复杆机构的功能为在三个工位之间自动传输已焊接好的工件，其重复定位精度为1 mm。
焊装流程是：工位1——装入轮罩总成、地板总成、纵梁总成、轮罩支撑梁、踏板支架，机器人焊接150个焊点;工位2——装入门槛下挡板总成、前内横梁总成，机器人焊接146个焊点;工位3——人工二氧化碳补焊8处，半自动下料。
这条焊装线通过各工位的柔性夹具可实现三种车型的驾驶室地板生产。
图4-所示是法国雷诺汽车公司R16轿车侧围焊装线，由法国西雅基电焊机厂设计制造。
图4- 雷诺R16轿车右侧围焊装线
左右侧围总成各一条，这两条线的布置及结构完全一样，焊装线全长20m，5个工位，操作工人7人，生产节奏1min。全线布置有四立柱式多点焊机1台，悬挂式点焊机9台，焊点250点。工件用往复杆传送。焊装时，侧围外表面朝下。
第一工位——将整体的侧围外板装入，同时装上后柱下段和中柱的厚加强板，3人用悬挂焊钳点定后，焊装台下降，把工件留在往复杆上，传送至第二工位。
第二工位——焊装台托起工件，并回转到接近垂直位置，由1人用2台悬挂焊钳将内部焊点全部补齐，焊后台面回至水平位置并下降，以便工件传送。
第三工位——将后内挡泥板及其加强板合件装入(此合件是在附近的三台转台式焊装台上用焊钳预先焊装好，并在后内挡泥板搭边处涂上密封胶)，再将上框内板装入，然后用两把焊钳自动点焊，另有两人用焊钳手工点焊。
第四工位——多点焊。分四次点焊140点。
第五工位——由1人用两台悬挂点焊机进行补焊，焊好的侧围总成下线。
图所示为日本日产轿车车身焊装线。全线有7个工位，7个操作工人，生产节奏为1.2min，月生产能力为16000台。每台焊点280点。
图4-日本日产轿车车身焊装线
该车身总成由底板带前端总成、左右侧围总成、顶盖及一些上下窗框、外板等组成，如图
所示。 焊装流程是：工位1——装入底板。工位2——空位。工位3——预装。将左右侧围总成，前风窗上、下框，后围上、下外板装入并点定。工位4——多点焊，焊点166点。工位5——补点焊。工位6——装顶盖及补点焊。共补焊114点。工位7——下线。
图4- 日本日产轿车车身焊装流程
这条贯通式焊装线的特点是将构成车身壳体所需的底板——前端总成、左右侧围总成、前后风窗的上下框等所有零部件，在一个工位上一次预装定位，然后进行多点焊及补点焊。这样可节省人力。 4.
台车式焊装生产线
台车式焊装生产线中焊装夹具处于动态，它设置在台车上随其一起运动。根据台车上夹具的布置不同适合于生产不同的车型，是典型柔性车身焊装线的型式。
如图为台车结构，它是由台车座、焊装夹具、供电供气装置、运动滚轮和定位制动装置组成。根据台车驱动方式不同可以分为牵引式台车和自驱动台车，牵引式台车是通过移动装置来实现台车的横向和纵向移送;自驱动台车则是通过台车上的电拾取装置与自驱动系统来完成台车的环线移送。
图4-
台 车 结 构
台车式焊装线是由主焊线和储存线连成的闭环线，其储存线连接主焊线的首尾，完成空台车循环输送和备用台车的存放，多个车型的台车可以并行存放。 台车式焊装线的布局型式主要有以下几种： (1)
椭圆形地面环形线
如图所示，台车行走的导轨首尾相连，台车可连续循环使用，传送位置最简单，但是设备占地面积较大。 (2)
矩形地面环形线
如图所示，台车可通过两端的横向移动装置前进或返回到原始位置，设备占地面积较小，但移动装置复杂。
图4-
椭圆形地面环形线
图4-
矩形地面环形线
(3)
上下环形线
如图所示，有高架式和地坑式两种。高架式台车线是通过两端的升降装置从空中台车储存线回到地面进入主焊线;地坑式台车线将台车储存线放入地坑中，由提升装置将台车提到地面进入主焊线。这种台车线占地面积小，但传动装置比较复杂。
图4-高架式上下环形线
图4-
地坑式上下环形线
(4)
门框式焊装线
门框式焊装线实际上是一条闭式循环的悬链，悬链下悬吊着一个个“门框”，一个“门框”就是一台悬吊式的焊装夹具。在英国利兰汽车公司的莫里斯-玛丽娜牌轿车车身焊装线上应用了这种焊装线，设计产量是每周5000辆，左右侧围总成各有一条焊装线，每条装有44台“门框”，如图4-所示。以右侧围为例，AB段共有20个工位，将右侧围零件依次装入“门框”
图 4-
“门框”式焊装线
内，定位夹紧后用悬挂式点焊钳进行点焊。AB段安排在正对车身环形焊装线EF的直线段的阁楼上。焊好的右侧围总成随同“门框”从阁楼沿悬链的BC段下降到C处，开始靠近车身环形焊装线的台车，这时“门框”上线。在CD段“门框”的移动与车身环形焊装线台车同步，把“门框”夹紧于车身台车上，并将侧围总成焊于地板上，再经一系列的车身焊装工作后，空的“门框”在D处与车身线脱离，并沿悬链的DA段上升，返回到原来A处继续进行右侧围的焊装。左侧围的焊装线和右侧围焊装线一致。
五. 车身焊装生产线中的先进技术
随着汽车工业的发展，汽车生产的效率越来越高，汽车的改型、变型也越来越快，因而无论是对车身设计还是焊装生产线都提出了更多更高的要求。为了适应世界汽车由大批量生产向多品种、小批量生产转化的发展趋势，在车身焊装生产线上运用了许多先进技术。 1.柔性制造系统FMS(Flexible Manufacture System)
小批量多品种的生产方式对于满足需求的多样化和减少库存量有益，但不利于降低成本和缩短交货期。为了解决这个矛盾，要求在同一条焊装生产线上装配焊接不同型号的车身产品，即进行柔性设计和制造。尽管它一次性投入的资金比较大，但它具有换型生产简单快捷、开发时间短、二次投入费用少和生产效率高等优点，从长远来看能缩短设备制造周期，能更加适应市场对各种汽车的需求，更能体现经济效益。 2.并行工程CE(Concurrent Engineering)
传统的串行开发模式是市场设计生产，各阶段工作按顺序进行，一个阶段工作完成后，下一阶段的工作才开始，尤其是设计工作独立于生产过程，设计错误往往要在设计后期，甚至在制造阶段才被发现，这就形成了设计制造修改设计重新制造的大循环，导致产品制造周期较长，成本过高，质量无法保证。 并行工程则是设计、制造、装配重叠并行进行，这种工作模式使产品在开发的全过程中，各部门相互协调，紧密联系，使开发者一开始就考虑到产品全生命周期的所有因素，包括质量、成本、进度与用户要求。 汽车焊装线是由许多焊装工位及焊接设备、工装、传输设备组成，根据设备制造、购买周期不同，以及装配顺序不同进行项目设计制造管理，使设计、制造、装配过程重叠进行，缩短整个产品制造周期。 3.
虚拟设计VD(Virtual Design)
在电子计算机技术和虚拟现实技术的推动下，虚拟设计迅速地发展起来，它不仅能提高设计效率，而且有助于开拓新的设计思路，对于产品创新设计和常规设计都具有非常重要的意义。虚拟设计系统不再使用传统的二维交互手段进行建模，而是直接进行三维设计。
传统的二维焊装夹具设计是将三维车身数据的二维断面作出，再在二维CAD中设计，最后组装在一起进行装配干涉
第四篇：汽车制造工艺小结（1）
第一章
汽车制造过程概论
1 汽车生产过程
1 ) 狭义的汽车生产过程是指 把原材料转变为汽车产品的全过程。它包括：原材料的运输、保管，毛坯制造、机械加工及热处理，部件装配和汽车总装配，产品的品质检验、调试、涂装及包装、储存等。
2)广义的汽车生产过程是从产品设计开始到成品出厂的全过程。包括以下内容：
(1)生产与技术的准备过程;(2)基本生产过程;(3)辅助生产过程;(4)生产服务过程 2 汽车制造所需详细工艺
主要包括铸造、锻造、冲压、焊接、金属切削加工、检验、热处理、装配、汽车试验等。 3 工艺过程
工艺过程，就是改变原材料 (或毛坯) 的形状、尺寸、相对位置和材料性能，使其成为成品或半成品的方法和具体过程，它包括铸造、锻造、热处理、机械加工和装配等工艺过程。 铸造和锻造工艺过程统称为毛坯制造工艺过程。 4 机械加工工艺过程
机械加工工艺过程是由若干个顺序排列的工序组成的。机械加工工艺过程主要分为工序、安装、工位、工步、走刀等工作内容。
1)工序是工艺过程的基本组成单元，它是指一个(或一组)工人在一台设备上对一个或同时对几个零件所连续完成的那一部分加工过程。
2)同一道工序中，零件在加工位置上装夹一次所完成的那一部分工序， 称为安装。一道工序中可以有一次或多次安装。
3) 零件在每个位置上完成的那一部分加工过程，称为一个工位。
4) 零件在一次安装中，在加工表面、加工刀具、切削用量 (转速及进给量)不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容称为工步。 5 生产纲领和生产类型
1) 生产纲领
一个汽车制造厂，根据市场需求、销售和本企业的生产能力制订的年产量和进度计划，就是该汽车制造厂的生产纲领。
2) 生产类型
汽车产品的销售与工厂的生产能力，决定了工厂的生产纲领，生产纲领的制定，决定了产品的生产类型，即生产规模。一般分为大量生产、成批生产、单件生产三种生产类型。 6 组织汽车产品的生产方式
汽车制造的生产方式，主要有以下三种：
1) 生产全部零部件，并且组装整车。
如传统上的一些大型、超大型汽车制造企业，这些企业拥有汽车所有零部件设计、加工制造能力，
1 在一个局部地区形成大而全、小而全的托拉斯汽车制造企业。这种生产方式，对市场的适应性极差，难以做到生产设备负荷的平衡，固定资产利用率低，工人工作极不均衡，是一种呆板、落后的生产方式。
2) 只负责汽车的设计和销售，不生产任何零部件。
固定资产投人少，充分适应市场变化快的特点，转产容易，使汽车生产彻底社会化、专业化，如国外敏捷制造中的动态联盟。其实质就是在互联网信息技术支持下，在全球范围内实现这一生产方式。这种生产方式突出了知识在现代制造中的作用和地位，是一种将传统的汽车制造由资金密集型向知识密集型过渡的先进生产方式。
3) 生产一部分关键的零部件(如发动机等)，其余的向其他专业生产厂(公司)成套采购。
克服了第一种方式所具有的投资大，对市场适应性差的缺点，也克服了第二种方式不能控制掌握汽车制造中的核心技术和工艺的不足，成为当今汽车制造最普遍的生产方式之一。
7 加工经济精度
某种加工方法的经济加工精度，是指在正常的生产条件下(机床设备、工艺装备、切削用量、工人等级，工时定额)所能达到的公差等级。
加工精度等级的高低是根据使用要求决定的，零件的成本是与加工精度密切相关的。追求经济精度就是要在满足使用要求的条件下以最低的精度、最低的成本，达到追求利益最大化的目的。设计安排工艺过程时要重点考虑经济精度。加工经济精度是指一个精度范围而不是一个值。 8 机械加工质量
机械加工质量包括加工精度和表面质量两个方面。
1) 加工精度
零件经过机械加工后，各表面的实际尺寸、实际形状和实际相互位置与其理想值的接近程度称为加工精度。
零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度三个方面。通常以公差值的大小或公差等级表示零件的机械加工精度要求。
(1) 尺寸精度是指加工后零件表面本身或表面之间的实际尺寸与理想尺寸之间的符合程度，如长度、宽度、高度、直径等。
(2) 几何形状精度是指加工后零件各表面本身的实际形状与理想零件表面形状之间的符合程度，如平面度、直线度、圆度、圆柱度、锥度等。
(3) 位置精度是指加工后零件各表面间的实际相互位置与理想零件各表面之间位置的符合程度，如平行度、垂直度、同轴度等。
2 2) 机械加工表面质量
零件的表面质量包括表面粗糙度和表面层的物理力学性能。其具体内容是：
(1) 表面几何学特征是指零件最外层表面的微观几何形状，通常用表面粗糙度、波度表示; (2) 表面层材质的变化是指在一定深度的零件表面层出现与基体材料组织不同的变质，主要指表面层因塑性变形引起的冷作硬化、表面层因切削热引起的金组织变化、表面层产生的残余应力。 9 工艺规程
比较合理的工艺过程确定下来后，按一定的格式(通常是表格或图表)和要求写成文件形式，要求企业有关人员严格执行的指令性文件，称为工艺规程。
机械加工工艺规程是规定零件制造、装配工艺过程和操作方法有关内容的工艺文件，是总结生产实践和科学经验，结合先进制造生产工艺技术和具体生产条件，在合理的工艺理论和必要的生产工艺试验的基础上，制定并指导生产组织、生产管理、工艺管理和生产操作等的技术文件。
1)机械加工工艺规程包括的内容：
(1) 拟定机加工工艺路线(零件的生产过程中依次通过的全部加工内容称为工艺路线)，即确定机械加工各道工序的加工方法和顺序;
(2) 确定各道工序的具体内容，即规定各道工序具体的操作内容和完成方法。
2)机械加工工艺规程文件形式
汽车生产中，由于生产类型不同，工艺文件的形式灵活多样，工艺规程的内容也不尽相同，总结起来，主要有以下几种工艺文件：工艺过程卡、工序卡、调整卡、检验工序卡等。
第二章
汽车制造中的机械加工工艺
1 工件的定位和夹紧
1)工件的定位
工件在加工进行之前，必须使工件在机床上或夹具中占有正确位置。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为工件的定位。
2)夹紧
工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹。
3)夹具
在成批大量生产中，工件装夹是通过机床夹具来实现的。夹具就是能迅速把工件定位并固定在准确位置或同时确定操作工具位置的一种辅助装置。而在金属切削机床上采用的夹具称为机床夹具。 2 基准
一个零件是由若干要素(点、线、面)组成的，各要素之间都有一定的尺寸和位置公差要求。用来确定工件(零件)上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面就被称作基准。基准按其作用的不同，可分为两大类，即
3
1)设计基准是设计图样上所采用的基准。
2)工艺基准是在工艺过程中采用的基准。它可分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准、对刀基准等。
(1)在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置和形状的基准，称为工序基准。 (2)工件在机床上或夹具中装夹时，使工件占有正确位置所采用的基准，称为定位基准。 (3)测量时所采用的基准，即用来确定被测量尺寸、形状和位置的基准，称为测量基准。 (4)装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准，称为装配基准 。 (5)在加工过程中调整刀具与机床夹具相对位置所采用的基准就叫对刀基准。 3 工件的安装与安装方式 1)工件的安装
工件通过一次装夹后所完成的那一部分工序，就是安装。一道工序中可有一次或多次安装。要完成一次正确的安装，就必须完成下述两个方面的工作：
(1)工件必须正确定位
(2)工件必须合理夹紧
2)工件的安装方式
工件安装的中心任务是装夹。实现工件正确装夹的方法主要有：找正装夹法和机床专用夹具装夹法。 (1)找正装夹法
它可分为直接找正装夹和划线找正装夹。
(2)机床专用夹具装夹法
是指为某零件的某道工序而专门设计制造的夹具。 4 机床夹具
1)机床夹具的组成
机床专用夹具是为某零件的某道工序而专门设计制造的，机床夹具应由以下几个部分组成：
(1)定位元件 ;(2)夹紧装置; (3) 对刀、导向元件;(4)夹具连接元件;(5)夹具体;
(6)其他装置或元件
2)机床夹具的分类(p74) 5工件的定位原理(p77) 1)工件定位的六自由度规则 2) 工件正确定位应限制的自由度
6 常用定位元件(p81-106)
常用的定位基准(或基面)主要有平面、内圆面、内锥面、外锥面及 成形面(如渐开线表面)等。
4 常用的定位元件主要有：支承钉、支承板、定位销(心轴)、定位套、V形块等。
7 夹紧装置 1) 夹紧装置组成
一般夹紧装置由动力装置、中间传力机构和夹紧元件组成。
(1) 动力装置
它是产生夹紧力的动力源，所产生的力为原始动力。若夹紧装置的夹紧力来自人力的，称为手动夹紧;而夹紧力来自气动、液压和电力等动力源的，则称为机动夹紧。
(2) 中间传力机构
变原始动力为夹紧力的中间传力环节称为中间传力机构。如铰链杠杆、斜楔等。它们的作用主要有三个：①改变夹紧力的大小;②改变夹紧力的方向;③实现自锁。
(3) 夹紧元件
夹紧元件是执行夹紧的最终元件，如各种螺钉、压板等，它们是直接与工件接触的。
2) 夹紧力的确定原则
(1) 夹紧力的作用点;(2)夹紧力的方向; (3)夹紧力的大小
3)几种常用典型夹紧机构(p109) 8 定位基准的选择
工件首次加工所使用的定位基准(面)都是未经加工过的表面，这样的定位基准被称为粗基准;当采用已加工过的表面作为定位基准(面)的，称为精基准;纯粹为机械加工工艺的需要而专门在工件上设计制造出来的定位基准称为辅助基准(如轴类零件端面上的中心孔等)。
1)粗基准的选择原则 2)精基准的选择原则 9 工序集中与分散
1) 工序集中就是将工件加工内容集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。
(1) 减少工件安装次数，在一次安装中完成零件多个表面的工，保证产品的相互位置精度;
(2) 减少工序数目，缩短工艺路线，简化生产计划工作;
(3) 机床数量少，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作;
(4) 操作工人较少，工人操作技术要求较高;
(5) 专用机床和工艺设备成本高，调整维修费大，生产准备工作量大;
(6) 适用于单件生产。
2)工序分散 就是将工件加工内容分散在较多的工序中进行，每道工序的加工内容较少，最少时每道工序只包含一个简单工步。
(1) 每台机床只完成一个工步，易于组织流水生产;
(2) 机床设备及工艺装备简单，生产准备工作量少，便于平衡工序时间;
(3) 设备数量多，占用场地大，生产计划和生产组织工作较复杂;
(4) 操作工人较多，工人操作技术要求较低;
(5) 采用结构简单的高效机床和工装，易于调整;
(6) 适用于批量生产，尤其是汽车零件的流水线批量生产。 10 加工余量
1)加工余量和工序余量
5 加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。零件某一表面相邻两道工序尺寸之差称为工序余量，而该表面所有工序余量之和等于加工总余量。 2)基本余量Zi 、最大余量 Zimax;最小余量Z imin
当工序尺寸用基本尺寸计算时，所得到的加工余量称为基本余量或公称余量( Zi)。最小余量Zmin是保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的金属层最小厚度。最大余量Zmax是该工序余量的最大值。
无论是外表面还是内表面，本工序余量公差总是等于本工序尺寸 公差与上工序尺寸公差之和。
3)确定加工余量的方法
1)分析计算法; 2)经验估算法; 3)查表修正法。 11 工序尺寸及其公差的确定
工序尺寸是指某一工序加工应达到的尺寸，其公差即为工序尺寸公差。运用尺寸链的知识对其进行分析，是合理确定工序尺寸及其公差的基础。 1)尺寸链
在机器设计、装配及零件加工过程中，一组互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。(1)装配尺寸链;(2)工艺尺寸链;(3)设计尺寸链。 2)尺寸链的组成
组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环，环又分为组成环与封闭环。 (1)封闭环
尺寸链中封闭环是由组成环尺寸所决定的，因此，它的存在依赖于组成环而间接形成，在零件加工或机械产品装配过程中，最后自然形成(间接获得)这一尺寸。一个尺寸链中只有一个封闭环。
(2)组成环
尺寸链中，除封闭环以外的其他环都称为组成环，它是在加工或装配中直接获得的尺寸。根据组成环对封闭环影响的不同，又把组成环分为增环与减环。
(a)增环
尺寸链中，某组成环的变动将引起封闭环的同向变动，则称该环为增环。所谓同向变动，是指组成环增大，封闭环也增大，组成环减小，封闭环也减小。
(b) 减环
尺寸链中，某一组成环的变动将引起封闭环的反向变动，这一组成环称为减环。反向变动是指组成环增大，将引起封闭环减小。 3)尺寸链的计算 (1)计算类型
(a) 正计算法(公差校核计算)：已知组成环，求封闭环。根据各组成环基本尺寸及公差(或偏差)，来计算封闭环的基本尺寸及公差(或偏差)。这类计算主要用来验算设计的正确性，故叫校核计算。
(b) 反计算法(公差设计计算)：已知封闭环，求组成环。根据设计要求的封闭环基本尺寸及公差(偏差)，反过来计算各组成环基本尺寸及公差(偏差)。这类计算主要用在产品设计或工艺设计上，即根据机器的使用要求来分配各零件的公差。
(c) 中间计算法：已知封闭环及部分组成环，求其余组成环。根据封闭环和其他组成环的基本尺寸及
6 公差(偏差)来计算尺寸链中某一组成环的基本尺寸及公差(偏差)。 (2)尺寸链的计算步骤
(a) 确定尺寸链计算的类型(设计计算、校核计算)。
(b) 画尺寸链图：从某加工或装配的基准开始画，所有尺寸都画上，包括基本尺寸为零 的尺寸，尺寸不能重叠，最后尺寸要形成封闭图形。
(c) 确定封闭环：封闭环是装配或加工后自然形成的，所以要知道装配过程和零件加工工艺过程。
(d) 确定组成环的增环、减环。 (e) 选择公式进行计算。
(f) 校核。 12 工艺尺寸链、装配尺寸链的应用
工艺尺寸链的分析计算，首先确定封闭环;其次建立工艺尺寸链;最后利用尺寸链计算公式解算工艺尺寸链。
(1) 工序基准、测量基准与设计基准重合时工序尺寸的确定
(2)工序基准、测量基准与设计基准不重合时工序尺寸的确定 (3)装配尺寸链的建立及其计算 13 设备、工艺装备的选择确定
1)机床设备的选择
2)工艺装备的选择
工艺装备，即是指零件加工时所用的刀具、夹具、量检具、模具等各种工具的总称。 14 切削用量的确定
切削用量是制定工艺规程的基本参数，它包括三个方面： 1)吃刀量 即切削深度;
2)进给量 即加工设备每旋转一周加工刀具切削的距离; 3)切削速度Vc即刀具每分钟切削的距离。
14 时间定额的确定
每一个生产企业根据自身的生产条件，对每一种零件生产的每一道工序都规定了所需耗费的时间，称为时间定额。完成一个零件加工的某道工序所耗用的时间，称为单件时间定额Tt ，由以下各部分组成：
(1) 基本时间Tb ;(2) 辅助时间 Ta;(3)布置工作地时间
Ts; (4) 休息与生理需要时间 Tr
(5) 准备与终结时间
第三章
典型汽车零件的机械加工工艺
1 齿轮机械加工的定位基准
1) 带孔的齿轮，加工齿面时，用光孔(或花键孔)及端面作为定位基准(基面)，且符合基准重合原则。
(1)当齿轮孔的长径比L/D>1时，应以孔作为主要的定位基面;
(2)当齿轮孔的长径比L/D<1时，如图a所示，应以端面作为主要的定位基准;
2)对于轴齿轮，当加工轴的外圆表面、外螺纹、圆柱齿轮面和花键时，常选择轴两端的中心孔作为定位基面，把工件安装在机床的前后(或上、下)顶尖之间进行加工。 2 齿坯加工方案
齿坯加工的主要内容包括：齿坯的孔加工、端面和中心孔的加工(对于轴类齿轮)以及齿圈外圆和端面的加工;对于轴类齿轮和套筒类齿轮的齿坯，其加工过程和一般轴、套类基本相同。
7 3齿形加工
齿形加工方案的选择，主要取决于齿轮的精度等级、结构形状、生产类型和齿轮的热处理方法及生产工厂的现有条件。常用的齿形加工方案如下：
(1)
8级精度以下的齿轮
调质齿轮用滚齿或插齿就能满足要求。对于淬硬齿轮，可采用滚(插)齿→剃齿或冷挤→齿端加工→淬火→校正孔的加工方案。
(2) 6～7级精度齿轮
对于淬硬齿面的齿轮可采用滚(插)齿→齿端加工→表面淬火→校正基准→磨齿(蜗杆砂轮磨齿)，该方案加工精度稳定;也可采用滚(插)、剃齿或冷挤→表面淬火→校正基准→内啮合珩齿的加工方案，这种方案加工精度稳定，生产率高。
(3) 5级以上精度的齿轮
采用粗滚齿→精滚齿→表面淬火→校正基准→粗磨齿→精磨齿的加工方案。大 批大量生产时也可采用粗磨齿→精磨齿→表面淬火→校正基准→磨削外珩的加工方案。这种加工方案加工的齿轮精度可稳定在5级以上，且齿面加工质量好，噪声极低，是品质极高的齿轮。 4 齿端倒角加工
(1) 去掉直齿轮或斜齿轮齿端的锐角 (2) 加工变速器滑动变速齿轮齿端倒圆角 5 曲轴加工的先进技术
1) 质量中心孔技术加工 ; 2) 车拉技术; 3) 圆角深滚压技术
第四章
汽车先进制造技术
1 汽车制造技术的发展过程和发展趋势
1)汽车制造技术的发展过程
(1)刚性制造自动化 ;(2)柔性制造自动化;(3)集成制造自动化;(4)智能制造自动化 2)汽车制造技术的发展趋势
主要是敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化和制造绿色化。
2 计算机辅助工艺过程设计(CAPP)
1) CAPP系统功能
①
检索标准工艺文件;②
选择加工方法;
③
工序安排;④
选择机床、刀具、量具、夹具、辅具等;
⑤
选择装夹方式、装夹表面和定位基准;⑥优化选择切削用量;
⑦
计算加工时间和加工费用;⑧确定工序尺寸和公差;
⑨
选择毛坯;⑩绘制工序图及编写工序卡。
2)CAPP系统的分类
(1) 派生法;
(2) 创成法;
(3) 半创成法 3 数控加工和加工中心
8 1)数控加工
数控机床加工是指在数字程序控制机床(简称数控机床)上，按照事先编好的零件加工程序对工件进行的自动化加工。图为数控加工过程的框图。
从图中可以看出，拥有数控机床和编制零件的数控加工程序是实现数控加工的最基本条件。
2) 数控机床的组成
(1) 主机
数控机床的主体，包括床身、立柱、主轴、进给机构等机械部分。
(2) 计算机数控(CNC)装置
它是数控机床的控制核心，主要由计算机系统、位置控制器、PLC接口板、通信接口板、纸带阅读机、扩展功能模块以及响应的控制软件等模块组成。
(3) 伺服单元和驱动装置
包括主轴伺服驱动装置和主轴电动机以及进给伺服驱动装置和进给电动机。
(4) 数控机床的辅助装置
数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的正常运 行。它包括液压和气动装置、排屑装置、冷却装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置。
(5) 编程机及其他一些附属设备 3) 数控机床的工作过程
数控加工的工作： 首先将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化，即将刀具与工件的相对运动轨迹、加工过程中主轴速度和进给速度的变换、切削液的开关、工件和刀具的交换等控制和操作，都按规定的代码和格式编成加工程序，然后将该程序送入数控系统。数控系统则按照程序的要求，进行相应的运算、处理，发出控制命令，使各坐标轴、主轴以及辅助动作相互协调，实现刀具与工件的相对运动，自动完成零件的加工。
4)加工中心
加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种多功能数控机床。加工中心具有工序集中，可以减少调整机床、搬运工件和装夹工件的时间，加工质量高，生产效率及自动化程度高等特点。加工中心常用于零件结构比较复杂，加工工序多，批量加工的零件生产场合。
4 柔性制造系统(FMS)(Flexible Manufacturing System-FMS)
FMS是由若干台数控设备、物料运储装置以及计算机控制系统组成的，并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。它包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)，由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。FMS的控制、管理功能比FMC强，对数据管理与通信网络的要求高。
9
柔性制造系统(FMS)通常包括以下三部分：
1) 数控机床或加工中心。 2) 运送零件和刀具的传送系统。
3) 计算机控制系统。
5 计算机集成制造系统(CIMS)
CIMS由四个应用分系统及两个支撑分系统组成：
(1)管理信息分系统(MIS) ;(2) 技术信息分系统(TIS) ;(3) 制造自动化分系统(MAS) ;(4) 质量信息分系统(QIS);(5) 计算机网络分系统(NES) ;(6) 数据库分系统(DBS) 6 智能制造系统(IMS) 1) 智能制造系统组成
智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它将人工智能技术融合进制造系统中的各个环节，通过模拟人类专家的智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等，从而取代或延伸制造环境中应由人类专家来完成的那部分活动，同时，收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的智能，使系统具有智能特征。智能制造系统是由制造技术、人的智能活动和智能机器等3部分组成。
2) 智能制造的特征
1) 自组织能力。 2) 自律能力。 3) 灵境(Virtual Reality)技术。
4) 自学习和自维护能力。 5) 整个制造环境的智能集成。
3)
智能制造的研究热点
1) 无污染工业制造技术。2) 全球制造业的并行工程。
3) 21世纪全球集成制造技术。4) 自律性制造系统。
5) 快速产品开发支持系统。6) 知识系统。 7 先进制造技术、工艺和方法 1)先进制造技术
在现代制造战略的指导下，传统制造技术不断吸取计算机、信息、自动化、新材料和现代系统管理技术，并将其综合应用于产品的研究与开发、设计、生产、管理和市场开发、售后服务，并取得社会经济效益的综合技术，统称为先进制造技术。
2)成组技术
充分利用事物之间的相似性，将许多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法来解决这一组研究对象的生产技术问题，这样就可以发挥规模生产的优势，达到提高生产效率、降低生产成本的目的，这种技术统称为成组技术。
尹安东
13856915036;魏道高
13955117493 第五章
汽车车身覆盖件冲压工艺
(地板、顶盖、前围板、后围板、侧围板、仪表板) 第六章
车轮及某些厚板零件的冲压工艺(车架纵梁与横梁、车轮的冲压工艺) 第七章
汽车典型零件的模锻成型工艺(连杆、齿轮、曲轴的模锻成型工艺) 第八章
汽车制造中的轻量化与塑料化(塑料制品及其成型工艺、粘接工艺)
10
第五篇：【汽车工艺】背门内板冲压数值模拟及工艺改进
在数值模拟分析的基础上，制定出合理的冲压工序排布方案，对于实际生产有着重要的指导意义。本文对背门内板的成形工艺进行了分析，利用AutoForm软件分析其成形性并对成形工艺进行了改进，工艺改进后的方案能够有效解决开裂和起皱的问题。
汽车覆盖件一般由冷轧薄钢板冲压而成，具有结构尺寸大、形状复杂、板料薄和表面质量要求高等特点。薄板的冲压成形过程是一个复杂的力学过程，它是一个集几何非线性、材料非线性和接触非线性于一体的三重非线性耦合的连续介质力学问题，是一个大位移、大转动和大变形的过程。以往车身覆盖件的模具制造需要反复试模和修模，生产周期长，生产成本很高，产品质量不易控制。随着计算机技术的发展，数值模拟技术在板料成形分析中得到广泛应用，以往只能凭借经验和生产试验得出的结果经数值模拟分析便可快速获得，从而缩短了模具设计与制造周期，降低了模具开发成本，提高了模具和冲压件质量。
汽车背门内板具有尺寸大、形状复杂等特点，成形容易产生开裂、起皱等缺陷。本文利用AutoForm软件分析了背门内板的成形性，并对其成形工艺进行了改进。背门内板成形工艺分析 本文研究的背门内板模型如图1所示，零件尺寸约为1320mm×1154mm×110mm。从图1可以看出，此零件形状复杂，尤其周边形状多样，变化急剧，周边R角较小，侧壁较深且拔模角度小，拉延时极易出现开裂、起皱等缺陷;此件孔洞较多，冲孔方向不一致，工序排布比较困难;背门内板在背门开启时部分可见，对表面质量要求较高，故此件成形质量控制难度较大。
背门内板冲压方向的确定比较重要，合理的冲压方向不仅能生产出高质量的产品，对降低生产成本也起着积极作用。若采用图2a所示的冲压方向，则侧冲孔的废料将落在产品上无法排出，如图2b所示。经过综合分析，最终确定拉延时的冲压方向如图2c所示。背门内板冲压数值模拟分析1. 模拟参数的设定
背门内板形状较复杂，成形有一定的难度，故所用材料为冲压性能较好的DC04，材料厚度为0.8mm。材料性能参数为：屈服强度σs=120～210MPa，抗拉强度σb≥270MPa，硬变硬化指数n≥0.18，厚向异性指数r≥1.5，断后伸长率δ=36%，密度ρ=7.85×10-5N/mm2，杨式模量E=2.1×105N/mm2，泊松比γ=0.3。本例采用弹塑性强化模型进行计算，所用的屈服准则为Hill准则;摩擦因数为0.15。
在CATIA中抽出零件数模片体，以IGS格式导出并导入到AutoForm软件中。工艺补充面在AutoForm软件中制作，如图3a所示，生成如图3b所示的有限元模型工具体。2. 模拟结果分析
成形极限图(Forming Limit Diagram，简称FLD)是评定薄板成形性能最直接和有效的方法，通过此图可以直观地判断零件起皱、开裂等缺陷，制定出相应的对策。如图4所示，成形极限图中的曲线A为成形极限曲线(Forming Limit Curve，简称FLC)，在此曲线以上的区域表示材料发生了塑性破裂，曲线最低位置为平面应变状态，次应变e2=0;曲线B为临界极限曲线，处在曲线A和曲线B之间的区域材料有破裂风险;直线C为双向等值拉伸线，在该线上材料处于双向等值拉应力状态，e1= e2;直线D为单向拉伸线，在该线上材料处于单向拉伸状态，尽管板料厚度没有增加，但材料内部已存在压应力，有起皱趋势;曲线B和直线C、D组成的区域为安全区，这部分区域的材料在成形时既得到了充分拉伸，又没有破裂和起皱的工艺缺陷，此状态为板料成形的最佳状态;直线E为等厚拉伸线，在该线上材料处于等厚变形状态，e1= -e2;直线D和直线E所组成的区域为临界起皱区，该区域内的材料虽然受到压应力，但材料没有增厚;直线E以下的区域为起皱区，e1在AutoForm软件中，经过多次调整工艺参数，最终得到了背门内板的两种分析结果。第一种分析结果如图5所示，从图5a成形极限图中可以很直观地看出存在较大面积的开裂区域(红色区)和临界开裂区域(黄色区)，由此可以判断该零件开裂严重;起皱区无颜色显示，说明无起皱现象，从图中可以看出开裂的原因是局部主应变过大。从图5b看出开裂的位置分布于零件形状较复杂的周边侧壁区域。引起该零件开裂的原因主要有三个：一是，周边R角过小，局部过于尖锐，存在应力集中;二是，零件侧壁高度较大、拔模角度很小，材料横向流动受阻，材料补给困难，在零件的横向基本靠局部区域材料拉胀成形，产生过大的主应变;三是，拉延筋阻力以及压边力过大，材料流动困难。
为解决开裂问题，我们首先在不修改零件结构的前提下对拉延工艺参数进行调整，减小了拉延筋的阻力，得到了图6a所示的成形极限图，从中可以看出无破裂区域，但临界起皱区(蓝色区)和起皱区(紫色区)所占面积较大，说明零件局部存在较严重的起皱现象;从图6b中可以看出起皱的位置主要分布于零件周边区域。该零件产生起皱的原因主要有2个：一是，零件局部区域形状变化急剧且较复杂，致使局部材料堆积;二是，拉延筋的阻力以及压边力过小，材料流入过多。起皱位置大部分在打开背门时是可见的，影响了整车的外观质量，所以这样的区域表面质量要求较高，通常不允许有起皱出现。由以上分析可知，此零件无法同时消除开裂和起皱的缺陷。为了验证数值模拟分析结果的正确性，采用此方案生产出了第一批软模件，得到了图7所示的实物图。 从图7中可以看出，背门内板最上部的两个角有明显起皱现象，玻璃窗框的左右下角部虽然经过了人工打磨，仍然可以看出起皱的痕迹，说明此处起皱很严重。图6和图7对比可发现，数值模拟结果与实际生产所得到的结果基本吻合，从而也证明了数值模拟对板料成形分析具有很大的指导意义。 工艺改进及其数值模拟分析 1. 工艺改进
背门内板形状复杂，拉延时存在开裂与起皱的矛盾，为了克服这个矛盾，且在不修改零件结构的前提下得到合格产品，本文采用了一种改进的工艺，新工艺所建立的有限元工具体如图8所示。其工作过程如下：
(1)板料放置在下压边圈上，上压边圈下行与下压边圈接触将板料压住;
(2)上压边圈与下压边圈以及板料一起下行，与凸模共同成形出上压边圈所具有的零件形状;
(3)凹模下行，与内压边圈以及凸模共同成形出剩余的零件形状。2. 工艺改进后的数值模拟结果分析为了快速验证工艺改进后的成形性，在AutoForm软件中对背门内板进行了数值模拟分析，分析中所用的拉延筋阻力与工艺改进前的第一种情况相同，得到成形极限图(见图9a)，从图中可以看出零件无开裂、起皱缺陷出现，只有极少数位置有开裂风险，后期通过模具调试可以解决，小部分区域存在压应力，材料有增厚的趋势。从图9b中可以看出，在零件的可见区域不存在起皱现象，整个冲压件无开裂区域，质量达到了要求，说明改进后的工艺能有效解决开裂和起皱的矛盾，可获得质量较高的冲压件。但此工艺还需后期实际生产来进一步验证。 以下从工艺改进前后成形过程的对比来分析工艺改进后能够获得合格冲压件的原因。图10所示为工艺改进前的部分成形过程，从中可以看出，零件周边复杂的形状与内部凹陷的形状同时成形，最高点A先接触板料，进料方向只能由外向内，当拉延筋的阻力较大时，周边形状复杂处无法得到足够的材料补给，主要依靠局部材料的拉胀成形;当主应变大于材料的极限应变时，零件周边侧壁发生开裂，零件中心形状是凹陷的，同时内部较平坦，板料线长较大，有足够的板料成形;当拉延筋的阻力和压边力较小时，致使进料速度过快，内部局部区域会出现起皱现象。图11为工艺改进后的部分成形过程，成形时零件周边复杂的形状最先成形，随着上压边圈下行，内部板料由弧形逐渐被拉直，说明在成形周边复杂的形状时，进料方向不单是由外而内，内部的材料也会进行补给，材料优先贴合在凸模上，周边材料得到聚存，故侧壁得到了较好的形状，开裂问题得以解决;由于内部材料向外侧流出，材料线长缩短，内部形状成形时无法从外侧得到材料，只能依靠材料的局部拉胀成形，保证了内部局部区域不会起皱。所以，从理论上也说明此工艺方案能有效地解决开裂和起皱问题，保证能够得到合格的产品。背门内板冲压工序排布
采用数值模拟分析手段对该零件的成形进行分析后，确定出板料大小、冲压方向和分模线的位置等，根据得到的相关数据制定冲压工序排布简图，为后期模具方案的制定提供指导。在工序分配时要考虑零件的冲压成形性、稳定性和模具结构实现的可行性、难易程度，以及各工序间的衔接和冲压生产流程等。
此零件孔洞较多，且各类孔的冲切方向不同，给工序安排带来很大困难。孔(包括圆孔和非圆孔)冲切的一般原则为：孔径(特指圆孔直径和非圆孔的最小直线距离)不大于6mm时，冲切方向与孔平面法线角度不大于5?;孔径在6～12mm之间时，冲切方向与孔平面法线角度不大于10?;孔径大于12mm时，冲切方向与孔平面法线角度不大于15?。按此原则并结合该零件孔的功能和属性，同时考虑模具各部分的结构强度，把冲孔安排在3个工序中完成。
经过以上分析并结合数值模拟分析结果，最终成形工序排布为：OP05，落料→OP10，拉延→OP20，修边+冲孔→OP30，整形+冲孔+侧冲孔+翻边→OP40，整形+冲孔+侧冲孔。各工序间零件的旋转角度因不能大于10?，所以OP20工序相对于OP10工序以Y轴为中心旋转了8?;OP30工序相对于OP20工序以Y轴为中心旋转了9?;OP40工序相对于OP30工序以Y轴为中心旋转了10?。修边和冲孔时要充分考虑废料的排出或收集，在OP20序修边时，两处废料刀因工艺所限布置为刀背对刀背形式，废料切断后会滞留在两废料刀之间，需预留废料提升器，以保证废料顺利排出。详细工序排布如图12所示。结语
汽车背门内板由于其结构复杂并且具有一定的特殊性，在成形时容易出现开裂和起皱等缺陷，并且这两种缺陷很难同时消除，往往在消除一种缺陷的时候会造成另一种缺陷产生。 本文采用两种工艺方案在AutoForm软件中分别对背门内板进行了数值模拟分析，通过结果对比分析，工艺改进后的方案能够解决开裂和起皱的矛盾，得到质量合格的冲压件。因此，对于有背门内板类似结构的零件，如左右车门内板等，都可以采用本文中改进的方案进行成形，解决开裂和起皱缺陷。虽然数值模拟分析得到了较好的结果，但此改进方案还有待实际生产的验证。
借助数值模拟分析方法，为冲压成形的评估提供了重要参考，可以制定出较合理的冲压工艺，为模具方案的制作提供参考。作者：孙芬芬 谭植文 魏宪波 冯擎峰
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