catia柔性子装配模拟车身焊接夹具运动的设计方法_吴剑

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1、AT&M视界AT&MFIELDOFVISIONCATIA柔性子装配模拟车身焊接夹具运动的设计方法摘要：结合车身焊接夹具的结构特点及设计要求，介绍了一种利用CATIA软件快速模拟车身焊接夹具运动的仿真设计方法。在CATIA装配模块中直接采用柔性子装配功能便捷实现夹具动态仿真及设计优化，避免了传统DMU模块中铰接设置等复杂的前处理过程，实现了在CATIA一般装配模块下对夹具单元的快速模拟。实践证明，此设计方法快捷易用、直观高效，使设计周期缩短，设计效率大为提高。关键词：CATIA模拟车身焊接夹具设计中图分类号：U463.82

2、.06文献标识码：B上海海马汽车研发有限公司吴剑2种。装配式是指焊接夹具零件之间通过销定位、螺1引言栓联接的方式进行装配，在定位方向上进行调节的夹焊接夹具是车身金属焊接工艺中用于控制焊接产具结构形式。焊接式是指焊接夹具零件之间的装配通品外形，提高产品生产效率的重要辅助工装，其设计过焊接实现的夹具结构形式。数据是否准确、可靠是整个生产制造的关键，直接决装配式试制焊接夹具结构上一般采用手动快速定着车身的制造精度，进而决定整车的装配质量。夹紧方式，由一些夹紧单元装配于平台上组成，见图试制焊接夹具是在车型试制阶段使用的非标工1。

3、其中，夹紧单元由手动夹钳、角支座、型板、压装，与批量生产夹具相比，试制夹具有着集成度更板、压块、定位块、转接块、定位销、定位销座、调高，通用性更强，使用周期更短，成本更低等特点。整垫片等组成，见图2。为在短时间内使新车型投放市场，使用最便捷高2.2试制焊接夹具的设计效的方法设计最优质的焊接夹具势在必行。汽车车身试制焊接夹具的设计属于专用夹具设计范畴，设计时不仅需要满足工件精度定位的共性要2试制焊接夹具求，而且还要充分考虑车身钣金件易变形和制造冲压2.1试制焊接夹具分类及结构形式偏差较大等特征。其设计过程复杂，需要了解车身

4、结汽车车身试制焊接夹具分为装配式、焊接式构，结合焊点位置和工件定位夹紧信息，以及焊接夹2013年第4期汽车工艺与材料AT&M13AT&M视界AT&MFIELDOFVISION须能够限制过多的工件变形。针对柔性薄板件易变形的特点，采用变分法确定的“N-2-1定位原理”被广泛地应用于薄板冲压件焊接工装夹具设计中。其主要内容如下。a.第一基准面上所需的定位点数为N(N≥3)。b.第二、第三基准面所需的定位点分别为2个和1个，并且第二基准面上的2个定位点应布置在薄板件较长的边上。c.禁止在正反两侧同时设置定位点。2.2.3焊接夹

5、具夹紧方式焊接夹具的夹紧装置对焊件起夹紧作用，是图1装配式试制焊接夹具夹具组成中最重要、最核心的部分。按作用力的来源分为机动夹紧和手动夹紧两大类。机动夹紧包含气动、液压、电磁、真空、电动、混合夹紧等类型。试制焊接夹具一般需30�50套，属于小批量夹具，夹紧方式主要采用手动夹钳辅以压板快速夹紧。2.2.4焊接夹具的操作方便性焊接夹具的操作方便性包括：操作高度的方便性、取件的方便性、焊钳伸入空间的方便性及检测的方便性。根据人机工程学，夹具的操作高度一般为图2装配式试制焊接夹具夹紧单元结构700�900mm为宜。由于车身结构复

6、杂，夹具设计具的定位基准、定位方式、制造的批量性、互换性、必须考虑取件的方便性，采用手插销或者活动销以避操作方便性等相关内容。免因为上、下取件不便造成的零件变形或损坏。在满2.2.1焊接夹具定位基准足定位要求的前提下，夹紧单元越少越好，以方便焊试制焊接夹具一般选择零件的重要装配孔、工艺钳伸入及检测。孔及安装面作为定位基准。设计时要求定位基准与车3CATIA运动仿真身冲压件设计与制造的定位基准统一；车身分总成与总成夹具的定位基准统一。保证定位精度传递的一致KIN是完全集成于CATIA中的运动机构仿真模性，遵循基准重合原则，

7、减少因定位基准不一致产生块。它可以对设计及其相关内容进行有效评价，提的累积误差。供包括产品运动仿真模拟、干涉检查，零件运动轨2.2.2焊接夹具定位方式迹、速度、加速度、力矩分析等诸多功能，并能进行夹具设计中最重要的部分是定位元件的设计，往碰撞、间隙及接触等的相关计算。其分析结果直观准常设计中采用六点定位，即“3-2-1定位原理”。对确，可以多种格式输出共享，并能同步优化产品的结于汽车车身这类一般厚度在0.8~2.5mm的薄板件，构设计。夹具除了具备限制零件刚体运动的基本功能外，还必14汽车工艺与材料AT&M2013年第4

8、期AT&M视界AT&MFIELDOFVISION手动快速夹钳这个主运动部件以子装配体的形式独立4CATIA柔性子装配模拟车身焊接夹预装配，以便在后期父装配层级仿真时把它作为柔性具运动的设计过程运动标准部件进行关联驱动。4.1设计需求将组成夹钳CLAMP-B的各个零件进行装配，并以某汽车散热器支架试制焊接夹具某一夹紧单