基于 ANSYS的车身柔性薄板焊装夹具优化设计.pdf

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1、应用与试验2013年第6期(第26卷，总第128期)·机械研究与应用·基于ANSYS的车身柔性薄板焊装夹具优化设计武福，王晓峰，朱正凯(1．兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州730070；2．齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161002)摘要：介绍薄板焊装夹具在国内外研究进展，然后在”N一2—1”定位原理的基础上，建立了适合车身焊接工艺的工件定位点优化设计的数学模型，提出了一种可以快速确定工件定位点位置以及夹具布局方案的设计方法。利用ANSYS有限元软件对模型进行了实验分析和验证，得出板料有限元网格的大小、夹具的定位点、夹紧点及夹紧力的大小等对接触变形的影响。

2、结果表明该模型和方法快速、准确、合理，达到了预期设计的目标。关键词：焊装夹具；接触变形；ANSYS中图分类号：TG75文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)06—0l10—04ResearchonOptimizationDesignofWeldingFixtureofBodyworkBasedonANSYSWUFu，WANGXiao—feng，ZHUZheng—kai(．SchoolofMech—ElectronicTechnology，LanzhouJiaotongUniversity，LanzhouGansu7了D0719，China；2．QiqiharR

3、ailwayRollingStockCo．，Ltd，QiqiharHelongfiang161002，China)Abstract：Thetheoryaboutworkpiecelocationandthefixturedesignmethodofhomeandabroadarefirstlyintroduced．Then，aquickdesignmethodforworkpiecelocationandconfirmationoftheschemeofthefixturelayoutbased—ontheN一2—1locatingprincipleandANSYSsoftw

4、arearepresentedbycreatingtheworkpiecelocationanalysisdesignmodelwhichcanfittheweldingfixtureofthecarbody．TheANSYSsoftwareisusedforcreatingtheshaftmodelandforgeneratingelementmesh．Throughan—alyzingthesizeoffiniteelementmesh，thepositioningandclampingoffixture，theclampingforceandSOonaregot．Sim

5、ula—tionexperimentshowthattheresultoftheanalysismodelinANSYSareaccurate，SOthedesiredgoalhasbeenreached．Keywords：weldingfixture；contactdeformation；ANSYS1引言供一定的理论指导意义。薄板冲压件焊装夹具广泛应用于汽车、飞机及家2柔性薄板定位原理用电器等工业，焊装夹具的设计质量直接影响到整个由于薄板件柔性较大，在加工载荷下容易变形，产品的制造偏差，薄板焊装夹具与通用的机加工夹在工业生产中可能导致较大的尺寸偏差。因此，在传具存在显著的区

6、别，它不仅要满足精确定位的共性要统的刚性夹具设计广泛应用的“3—2—1”的定位原理求，还要充分考虑薄板冲压件的易变形性和冲压制造难以解决薄板件焊装质量精度难以控制的问题。偏差较大的特征，以适应于产品的高质量要求。许多针对夹具定位点优化布局问题，已经有研究者提学者在薄板焊装夹具的设计上开展了大量的工作，提出了优化选择工件定位布局的方法。方法中以定位出了一些新型的薄板冲压件焊装夹具的设计理论和点到被加工特征关键点的误差传递系数作为优化目方法，取得了显著的效果。标，采用特征值优化方法，较为真实的反应了优化参目前对于焊装夹具设计的研究，大量的文献论述数，能够满足各个代加工特征定位精度

7、要求。但是这了刚性件的夹具设计，但关于薄板柔性件的夹具设计种方法还是基于传统的“3—2—1”的定位原理，并未讨研究涉及较少，特别是考虑加工载荷作用下工件变形论薄板件焊装所需要解决的柔性较大、工件易变形等的夹具设计的研究几乎没有。笔者在“N一2—1”问题，“N一2—1”定位原理能够较好的满足薄板件焊定位原理的基础上，建立了适合车身焊接工艺的工件装加工定位的精度要求，因此考虑基于“N一2—1”定定位点优化设计模型，提出了一种可以快速确定工件位原理进行定位点优化分析。定位点位置以及夹具布局方案的设计流程和方法