基于UG的汽车焊装夹具三维设计.docx
《基于UG的汽车焊装夹具三维设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于UG的汽车焊装夹具三维设计.docx(51页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、基于UG的汽车焊装夹具三维设计Automobile welding fixture three-dimensional design based on UGauto jig are important factors to ensure the quality of automobile body welding, influence the manufacturing precision of the whole car and production cycle. To advance the floor before the car assembly welding fixture des
2、ign as an example this paper introduces the structure characteristic and the basic requirement of the automobile body welding jig, elaborated the automobile body welding jig based on UG three-dimensional design method.key words:manufacturing,design cycle,precision welding fixture 目 录1 绪论11.1 我国汽车工业近
3、况11.2 汽车车身焊装夹具综述21.2.1 车身焊装生产线的组成21.2.2 焊装夹具在焊接中的作用21.2.3 焊装夹具31.3 汽车焊装夹具应该解决的问题31.4 UG NX 6.0简介41.4.1 UGNX6.0的优势51.4.2 UGNX6.0主要功能52 汽车焊装夹具设计的注意事项72.1 设计式样书的说明72.1.1 生产过程72.1.2 主要控制断面的形状(MCS)82.2 设计中文件管理规定102.2.1 文件目录命名规则102.2.2 文件命名规则112.2.3 图层的设定122.2.4 文件搜索目录的配置122.2.5 夹具的具体设计过程132.2.6 夹具中有关颜色设置
4、的规定143 WH10汽车焊装夹具的具体设计过程153.1 导入PNL文件183.2 截断面183.3 夹具的整体设计203.3.1 确定旋转点203.3.2 确定汽缸安装铰支点的位置203.3.3 在零件图中进行建模223.3.4 焊接干涉检查243.3.5 完成总装图244 WH10汽车焊装夹具设计的打开状态254.1 定义连杆LINK254.2 定义构件之间的运动关系JOINT254.3 进行夹具打开过程的模拟仿真274.4 编辑导出机构的显示304.5 画车线325 二维图的生成345.1 二维图的出图标准345.2 典型夹具的二维图375.3 典型零件的装配图385.4 GA的装配图
5、406 总结42附 录43参考文献52致 谢531 绪论1.1 我国汽车工业近况汽车工业水平可以在很大程度上衡量一个国家的制造业水平。加入WTO十年以来,尽管面对着国外优秀汽车企业的市场压力,我国汽车工业依然实现了最好最快的十年发展,如图1.1所示。图1.1 我国01年至09年的汽车销量及增长率2009年1月11日,中国汽车工业协会发布数据,2009年中国汽车产销分别双双超过一千三百万辆,同比增长达百分之四十五以上,一举取代日美成为全球最大的汽车生产国和消费市场。2010年,中国汽车行业继续保持较快的增长势头,汽车产销双双超过1800万辆,蝉联全球第一,分别达到1,826万辆和1,806万辆,
6、同比增长32.41%和 32.40%。其中,乘用车产销1,382万辆和 1,375万辆,同比增长33.14%和33.11%。2011年,汽车产销1,842万辆和1,851万辆,同比增长0.84%和2.45%。汽车工业是一个庞杂的经济产业链。发达国家的经验表明,汽车工业每增值1元,会给上游产业带来0.65元的增值,给下游产业带来2.63元的增值。相比于普通产品,汽车产品具有更高的综合性和技术复合性,因而汽车生产表现出大规模和技术密集的特点,所以汽车工业的水平的提高有赖于整个国家工业的整体水平。近些年来国家花大气力对汽车工业进行扶助,尽管取得了长足的进步,但是仍然难望德日美等工业强国的项背。我国汽
7、车工业存在R&D能力不足,产业结构杂乱,零部件工业水平落后等明显短板。汽车制造业的大规模生产、高密集的资金和技术投入的特点,要求汽车制造工艺必须实现生产效率的提高。而汽车焊装工艺和焊装夹具的设计在整个工艺过程中的重要性是显而易见的1。1.2 汽车车身焊装夹具综述1.2.1 车身焊装生产线的组成汽车白车身(Body In White)的所有成型工位称之为车身焊装生产线,其中包括车身总线和子总成线(车身焊装生产线包括:1车身完成线;2主焊线;3地板总成线;4侧围总成线;5移动线;6子线)。每一装配总成包含了许多焊装工位。本文涉及到的内容是每个工位内的定位夹紧夹具的设计方法。1.2.2 焊装夹具在焊
8、接中的作用车身从一般感性上认识既是汽车的薄壁冲压外形,它对结构、强度和工艺都有着严格的要求。焊接是车身成形的关键。白车身之下的各级构成焊装组件如图1-01所示。考虑到车身冲压件的薄壁特性,因而为确保各零件在焊接处的贴合和相互位置,在焊装过程中必须依赖专用的多点定位夹紧的焊装夹具。因此,焊装夹具设计直接决定着最终的车身质量,其设计必须以车身主模型为依据。因此,焊接夹具必须在车身焊接过程中定位夹紧,保证车身零件之间正确的装配关系,同时保证车身焊接质量及焊接过程的顺利,保证整个车身的装配精度。白车身车身总成装配车门发动机罩.组成件薄壁零件薄壁零件图1.2 白车身的各级组成1.2.3 焊装夹具焊接夹具
9、作为产品生产过程中一种有效的辅助方式,可以实现工件定位的快速准确化,包括指引焊枪或工件的导向装置在内的用于装配和焊接技术的工艺设备的总称。焊接夹具的出现使得金属结构焊接工艺产生了巨大变化,由于它极大地方便了焊工操作,提供了效率。同时相比于以往,其能够更好地确保焊接产品形状尺寸误差符合设计要求。简单的焊接夹具对设计人员来说易于掌握,汽车工业的蓬勃发展最终使得焊装夹具的设计发展成了一种工业技术,形成了独特的设计理论和方法2。1.3 汽车焊装夹具应该解决的问题每一套夹具都有自己特定的工作环境,需要考虑的方面也各不相同。但是要设计一套合理的汽车夹具应该解决以下问题:1. 焊装夹具必须保证焊件焊后能获得
10、正确的几何形状和尺寸,尤其是保证车身上门窗等孔洞的尺寸和形状。在装配时,夹具必须使被装配的元件获得正确的位置和可靠的夹紧,并且在焊接时能阻止焊件产生变形。2. 使用时要安全可靠,在夹具上凡是受力的各种器件,都应该具有足够的强度和刚度,足以承受重力和焊件变形所引起的各个方面的力。3. 焊装夹具要便于操作,在保证强度和刚度的前提下,应该轻便灵巧;定位、夹紧和松开应该省力又迅速。4. 夹具应该容易制造和便于维修,夹具零部件应该尽量标准化、通用化、易于加工制作;易磨损的零件要便于更换。5. 成本要低,制造时投资少,且要能源消耗小和管理费用少。6. 应该便于施工。夹具应使装配和焊接过程简化,操作程序合理
11、;工件装卸应当方便;能够保证装配和焊接过程的正常进行;采用焊枪的夹具,应该考虑下电极的结构形式和必要的导电绝缘装置,以减少阻抗和分流;能使焊缝处于简便施焊的位置;具有供焊枪、焊钳、焊距进出和移动的空间和工人自由操作的位置;在夹具上便于进行中间质量检查等。7. 车身总成焊装夹具结构复杂,在制造和使用中应该能够调整样架来进行校正。8. 在同一个夹具上,定位元件和夹紧机构的结构形式不宜过多,并且尽量只选用一种动力源。9. 尽量选用已通用化、标准化的夹紧机构及标准的零部件来设计制造焊装夹具。上述这些原则是设计车身焊装夹具时所必须考虑的,但具体到焊装夹具的结构上却差异甚大,有的焊装夹具只有一个简单的框架
12、,有的则相当复杂。一般来说,应根据生产批量的大小和产品结构的特点并结合本厂的生产条件(例如车间面积、起重设备、水电气供应情况和技术水平等)来选择焊装夹具的类型3。1.4 UG NX 6.0简介UG是Unigraphics的缩写,这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统,它功能强大,可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。诞生之初由于其对硬件的要求主要基于工作站,随着计算机设备的飞速发展和个人用户的迅速增长,在PC上的应用取得了迅猛的增长,目前UG已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。Siemens PLM Software公司是全球领先的产品生命周期管理软件和服务供应
13、商,在全世界拥有近五万客户,公司倡导软件的开发性与标准化,并与客户密切协作,提供产品数据管理、工程协同和产品设计、分析与加工的完整解决方案。主要客户包括,通用汽车,通用电气,福特,波音麦道,洛克希德,劳斯莱斯,普惠发动机,日产,克莱斯勒,以及美国军方。几乎所有飞机发动机和大部分汽车发动机都采用UG进行设计,充分体现UG在高端工程领域,特别是军工领域的强大实力。在高端领域与CATIA并驾齐驱。UG的目标是用最新的数学技术,即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算,为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础4。1.4.1 UGNX6.0的优势来自Siemens PLM 的NX使企业能够通
14、过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。NX包含了企业中应用最广泛的集成应用套件,用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。如今制造业所面临的挑战是,通过产品开发的技术创新,在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新,必须评审更多的可选设计方案,而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策13。NX是UGS PLM新一代数字化产品开发系统,它可以通过过程变更来驱动产品革新。NX独特之处是其知识管理基础,它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。NX可以管理生产和系统性能知识,根据已知准则来确认每一设计决策
15、。NX建立在为客户提供优秀解决方案的成功经验基础之上,这些解决方案可以大幅提升设计效率,同时降低成本,并大大缩短生产制造周期。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新,NX的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得NX通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具,把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中5。1.4.2 UGNX6.0主要功能UnigraphicsNX为设计师和工程师提供了一个产品开发的崭新模式,它不仅对几何的操纵,更重要的是团队将能够根据工程需求进行产品开发。UnigraphicsNX能够有效地捕捉、利用和共享数字化工程完整过程
16、中的知识,事实证明为企业带来了战略性的收益。来自UGSPLM的NX使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。NX包含了企业中应用最广泛的集成应用套件,用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。工业设计和风格造NX为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用NX建模,工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状, 并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。产品设计:NX包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。NX具有高性能的机械设计和制图功能,为制造设计提供了高性能和灵活性,以满足客户设计任何复杂产品的需
17、要。NX优于通用的设计工具,具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。仿真、确认和优化:NX允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能,制造商可以改善产品质量,同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建,以及对变更周期的依赖14。NC加工:UGNX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架,它为UGNX所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境,用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改:如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。该模块同时提供通用的点
18、位加工编程功能,可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。该模块交互界面可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁,并可定义标准化刀具库、加工工艺参数样板 库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化,以减少使用培训时间并优化加工工艺。UG软件所有模块都可在实体模型上直接生成加工程序,并保持与实体模型全相关。UGNX的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序,该模块适用于目前世界上几乎所有主流 NC机床和加工中心,该模块在多年的应用实践中已被证明适用于25轴或更多轴的铣削加工、24轴的车削加工和电火花线切割。有序的开发环境:NX产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具,可用于管理过
19、程并与扩展的企业共享产品信息。NX与UGSPLM的其他解决方案的完整套件无缝结合。这些对于CAD、CAM和CAE在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。2 汽车焊装夹具设计的注意事项2.1 设计式样书的说明设计项目主管根据用户提供的技术要求制订设计式样书。设计者根据夹具设计的定位唯一性、定位稳定性、夹紧稳定性及总体约束等要求,在设计式样书中确定整个夹具设计的方案。通过式样书中对定位夹紧点进行的总体规划,汽车白车身的拼焊精度得以保证。夹具式样书对方案进行整体构思,从而尽可能地优化定位夹紧点的布局方案。这种总体规划提高了车身的焊装精度,降低了车身精度的变化率
20、。夹具式样书对夹具的设计具有重要的指导意义,对提高夹具的设计合理性、缩短夹具调试周期也起到十分关键的作用15。2.1.1 生产过程1、工艺流程:被被装配工件的上料、焊接顺序。2、工作总布置图3、工位参数:生产量,运行时间,运行效率,生产节拍,夹具类型(固定、旋转、移动),操作高度,夹紧方式(手动、气动),有无顶升装置,上料方式(手动、吊装、自动),取料方式(手动、顶出、自动),操作者数量等等。4、被焊零件结构分解图5、被焊零件明细(零件名、零件号、零件厚度和材料)6、焊接设备和方法,焊点数量7、焊点布置图MCP图标明了车身装配过程中需要设置夹具定位的位置,本图中夹具的分布对称可以保证焊接质量,
21、防止零件在焊接过程中变形的部位。在MCP图中,规定了夹具的数量和位置、厚度以及夹具的结构(定位、夹紧、定位夹紧、定位销)。WH10汽车焊装夹具设计的MCP图如图2.1所示:图2.1 WH10工位的MCP图2.1.2 主要控制断面的形状(MCS)MCS是组合件在MCP位置上的断面形状和夹具构造简图。在MCS中,规定了定位面的大致形状,方式、夹紧打开方向、定位销方式(固定、移动、旋转)等。设计任务书的制作必须要在全面了解零件的形状、焊装过程和要求的前提下进行,他既要保证设计的设备可靠、满足使用要求,又要力争设备的设计和制造简单、方便6。本次WH10汽车焊装夹具设计总共需要设计6套夹具,MCS图如2
22、.2、2.3和2.4所示:图2.2 S4和S5的MCS图图2.3 S1和S2的MCS图图2.4 S2和S7的MCS图2.2 设计中文件管理规定2.2.1 文件目录命名规则1、项目名工位名GA存放本工位夹具总图及其气路图2、项目名工位名UNIT存放本工位夹具单元及其零件3、项目名工位名PNL存放本工位设计用PNL4、项目名工位名GUNCHECK存放本工位焊点、焊枪、焊枪打点示意图5、项目名工位名STD存放本工位设计用标准件、外购件、国标件6、项目名工位名MOTION存放本工位各套夹具的运动分析7、项目名工位名FILE存放本工位各种清单表格及其设计式样书,设计参考文件8、项目名工位名my styl
23、e存放本工位设计用的二维图纸其具体的示例如下图2.5所示:图2.5 总装图2.2.2 文件命名规则1、加工件 工位代号UNIT号零件序号 2、WH100000WH10工位的GA; WH100100WH10工位的U01; WH10-01-01WH10工位U01的零件01;3、标准件 名称与标准件号一致 例:YWB0104-12X35;4、外购件:名称与样本订购编号一致,气缸后面加“_实际应用行程” CK1B63-75_70;5、国标件 国标号-型号例:GB93-87-8 代表 弹簧垫圈 8;其具体的示例如下图2.6所示:图2.6 每套的总装图2.2.3 图层的设定表2.1 图层的相关规定优选图层
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 UG 汽车 夹具 三维设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。