焊接夹具设计及精度分析

《焊接夹具设计》培训大纲
课程介绍：
表面上看起来焊接夹具定位精度要求和夹紧要求低于机加工夹具，但实际上焊接夹具
的设计难度往往高于机加工夹具。原因来自两方面，一方面每个焊接工序的误差变量因
子多（每个子焊件的定位、夹具误差、焊接变形）；另一方面前后工序出现某些关键控
制的尺寸相互冲突或者误差重复累计叠加。
除上述内容之外，还有些影响夹具设计的因素：产品机械结构、设备条件、工艺安排
甚至工人习惯都有关系。由于本课程为非常枯燥的技术内容，所以特别安排课程开展形
式为案例剖析和工作坊搭配展开，需要企业提前准备案例（各企业情况不同，未必能用
到所有课程大纲中的理论内容)。
本课程聚焦焊接制造精度问题（达成公差设计目标、合理控制过程误差）。同时本课
程不涉及下列工艺参数（溶剂、保护介质、电流、电压、破口等）、以及通过这些工艺
参数控制热变形问题。


培训目标：
通过本课程及相关结合企业实例的讲解、研讨与分析，能使学员快速了解和掌握如下
内容：
1、掌握夹具设计的基本原理及规律
2、了解焊接夹具与焊接工艺间是如何相互制约和影响对方
3、掌握夹具误差分析


培训对象：
工艺工程师、持续改善工程师、工装夹具工程师与技术员、质量工程师及生产管理与
组织者等。
培训时间： 4天

课程开展流程：
课前电话沟通 ：梳理需求
↓
问题收集： (可选项目，需要到客户现场，所以根据情况而定)
↓
课前讲师评估： (评估目的：是否可以接项目)
↓
课前讲师准备教材和课堂训练素材
↓
课前现场确认
↓
课程展开（案例剖析形式为主，原理讲解为辅）
培训内容：

一、评审产品图纸
1，评审要点
➢ 容易遗漏的功能尺寸
➢ 识别工艺能力之外的尺寸
2，评审四步流程
➢ 校准基准系
➢ 甄别产品功能
➢ 优化标注方式和公差值
➢ 技术交底
3，关键功能尺寸及清单
二、分解工艺方案和目标
1，焊接工艺方案
1）开发流程
➢ 布焊接工序流程
➢ 布机加工序流程
➢ 布各级工序工艺目标
2）焊接过程的夹具分类
➢ 拼点夹具
➢ 整焊夹具
➢ 拼装整焊夹具
➢ 三维焊接平台+组合夹具
2，焊接工艺的定位夹紧原理
1）定位原理——确保工件位置准确
➢ 定位与控制尺寸的关系
➢ 零件自由度123-321原则
➢ 不完全/完全/欠/过定位
2）夹紧原理——不因外力而位移
➢ 夹紧=不动
➢ 不可避免的外力
➢ 不够强大的结构
➢ 夹紧四原则
➢ 夹紧力和动作顺序与功能尺寸的关系
3，分解各级焊件公差目标
1）向子焊件分解控制尺寸及公差
➢ 流程与方法
➢ 影响因素
➢ 两种典型尺寸结构
➢ 两种典型定位结构
2）焊件公差相关标准与总结
➢ 《GB 19804-2005焊接结构的一般公差》
➢ 《焊件公差标注规则》
3）相关控制文件
➢ 《焊件成品基准图》
➢ 《高一级焊接功能面》
➢ 《焊后成品要求图》
➢ 《焊前定位检测要求图》
4，厘清夹具开发要求
1）《焊接夹具要求说明书》
2）焊接夹具的四个清楚
3）夹具开发必备参数
4）定位夹紧符号标准
5）评审要求
三、开发夹具方案
1，定位方案和元件
1）三种找正方法
2）表面定位元件
➢ 固定支撑、可调支撑、自位支撑
3）中心定位元件
➢ 圆柱销/轴、圆锥销/轴、削扁销、分度圆定位
4）RPS点的应用
➢ 白车身焊接工艺基准点
➢ 统一性规则应用
➢ RPS点的标注格式
2，夹紧方案
1）夹紧压板/机构
2）三要素：
➢ 作用点、方向、大小
3）夹紧要点
➢ 刚性好、多作用点、对称均匀、重力方向、力矩平衡
3，制作总成方案草图
1）总装三视图
➢ 生长法 —— 快速准确绘制思路
2）尺寸与公差设计
➢ 夹具公差法则：1/5~1/10
➢ 总成的安装尺寸与公差
➢ 国家强制标准要求
➢ 由工件决定相关尺寸与公差设计
➢ 夹具标准推荐公差设计
➢ 《夹具方案草图》
四、验证工艺与夹具方案
1，方圆管类焊缝检查
2，夹具定位误差分析
1）基准转换误差：△Z
2）实体基准偏移误差
➢ 定位转角误差：△β
➢ 定位移动误差：△Y
➢ 一面两销误差计算
3，处理热变形 ξ
➢ 表面要素
➢ 实体要素
4，工艺路线误差分析
➢ 《误差风险分析清单》
五、优化方案与文件
1，解决方案
1）定位优化
➢ 表面替实体
➢ 优先直接基准
➢ 腰形槽和菱形销
2）工艺流程优化
➢ 工艺路线尺寸链协调
2，技术过程开发管理
➢ 三层级：宏观、微观、超微观
➢ 简化管理层监控内容
➢ 开发内容层级管理
3，液压回路设计
➢ 《作业功能要求匹配元件图》
➢ 《执行元件时序图》
➢ 元件选型和技术要点
4，五大元件材料热处理
➢ 定位元件
➢ 夹紧元件
➢ 检测元件
➢ 夹具体
➢ 其他辅助元件

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