摘要焊装作为汽车生产过程的四大工艺之一，焊接质量的高低对轿车车身尺寸的影响至关重要，可以说，在车身制造过程中，焊装是关键工序，是整个车身制造的核心，白车身焊接质量的优劣决定了整车的制造质量。
焊接夹具是保证车身焊接质量的最重要因素，焊接夹具的主要作用就是保证所有焊接冲压件之间的相对位置以及焊接件的尺寸精度，合理的夹具设计、焊点规划、焊钳选择，可以确保焊接质量，降低生产成本，提高生产效率。
本文首先分析了汽车车轮轮罩焊装夹具设计的必要性和可行性；然后围绕车轮轮罩焊装夹具设计这一核心，通过对汽车焊装生产线、汽车焊装夹具的结构特点进行分析，归纳了焊装夹具的设计步骤和要点；重点对汽车车轮轮罩进行焊装工艺分析，研究了汽车车轮轮罩焊装夹具正确的夹紧位置及定位设计方式；最终完成汽车车轮轮罩焊装夹具的结构设计。
关键词：汽车；轮罩；焊接；夹具；设计ABSTRACTWelding production process as a vehicle one of the four processes, the level of welding quality on body size of car is essential, can be said that the manufacturing process in the body, welding is the key process is the core of the whole body manufacturing, white body determines the merits of quality welding vehicle manufacturing quality.Welding fixture is guarantee body welding quality most important factor, the main role of welding fixture to ensure that all welding is the relative position between the stamping and welding parts for dimensional accuracy, and reasonable fixture design, solder joint planning, welding clamp selection, to ensure weld quality, reduce production costs and increase productivity.Firstly, this paper analyzes the automobile wheel cover design of welding fixture necessity and feasibility; Then around the wheel cover on the core welding fixture design, welding production line of automobile, car welding fixture to analyze the structural characteristics, summarizes the steps and welding fixture design elements; Focus on the car hood for welding wheel analysis of the technology of automobile wheel cover clamp welding fixture correct location and orientation design approach; Finally completed the car wheel covers the structural design of welding fixture.Key words: Automobile; Wheel Casing; Welding ; Jig; Design目录第1章绪论 (1)1.1课题的背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3汽车焊装夹具的发展趋势 (3)1.4本课题研究内容 (3)第2章汽车焊装工艺特点 (4)2.1 汽车车身部件焊装工艺特点 (4)2.2 零部件尺寸对焊装的影响 (4)2.3 焊装夹具质量 (5)2.4 焊接变形 (5)2.5 操作影响 (6)2.6 面向焊接的车身尺寸控制方法 (7)2.6.1 车身基准统一系统 (7)2.6.2 夹具精度控制 (8)2.6.3 生产过程控制 (9)2.7 本章小结 (9)第3章焊装夹具设计基础 (10)3.1 焊装夹具的基本概念 (10)3.1.1 焊装夹具的基本作用 (10)3.1.2 焊装线发展过程及现状 (11)3.1.3 焊装线的分类 (11)3.1.4 汽车焊装生产线的几种常见形式 (12)3.1.5 焊装生产线的组成 (13)3.1.6 焊装线的总体布局 (14)3.1.7 中国国内现有焊装线状况 (14)3.1.8 焊装生产线的选型 (15)3.2 焊装夹具设计的基本要求 (15)3.3 汽车焊装夹具设计方法 (17)3.3.1 夹具的基本构成 (17)3.3.2 夹具的设计步骤 (17)3.4焊装夹具定位可靠性设计方法 (18)3.4.1 “N-2-1”定位原理 (18)3.5 本章小结 (19)第4章基于轿车车轮轮罩焊装夹具设计 (20)4.1 夹具方案分析 (20)4.1.1 前期准备 (20)4.1.2 方案设计 (21)4.2 轮罩夹具设计 (24)4.2.1 轮罩的结构特点 (24)4.2.2 定位孔的选择 (24)4.2.3 夹具结构设计 (25)4.3 本章小结 (28)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (32)附录 (33)第1章绪论汽车车身制造是汽车制造业中的一项系统工程，随着我国汽车制造业的飞速发展，对汽车焊装线的需求量巨大，对其质量上的要求也日益提高。
汽车车身是经冲压、焊接、涂装、总装这四个主要工艺过程生产出来的，焊装作为汽车生产的大工艺之一，其技术、设备、生产布局、自动化水平、柔性化水平等对整个汽车产的作用至关重要。
1.1课题的背景及意义自1885年德国工程师卡尔·奔驰制成了世界第一辆以汽油发动机作为动力的汽车，汽车诞生至今已有100余年，汽车工业从无到有，迅猛发展，产量大幅度增加技术日新月异,全世界汽车年产量近5000万辆]1[。
2006年，世界汽车市场增长仍然深陷停滞状态，而我国汽车产销双超720万辆，这意味着中国2006年超过德国成为全球第三大汽车生产国，同时超过日本，成为全球第二大新车消费市场。
汽车工业是我国国民经济支柱产业之一，在国民经济发展中有特殊地位和作用，汽车工业能极大地带动和促进其它工业和产业的发展，并且成为显示一个国家工业发达水平的重要标志。
随着汽车市场竞争的日益加剧，加快了汽车产品的更新换代步伐，汽车新产品的开发和制造周期越来越短。
2006年，国内汽车厂家共推出117款轿车、SUV和MP新车型。
增加新车型冲压模具和焊接工装夹具虽必不可少，但汽车换型最主要的是改造焊接生产线。
在汽车制造业中，汽车焊装夹具在汽车焊装线投入中占有相当大的比例，焊装夹具的设计制造直接影响汽车的生产规模、效率和生产质量。
1991年，为提高汽车制造过程中的质量，增强当时美国汽车制造业的信心，美国密西根大学吴贤铭教授首先提出了轿车车身焊装“2mm工程”的概念，即白车身焊后尺寸偏差小于2mm。
所谓汽车产品2mm工程就是从系统的观点出发，对汽车产品采用Continues Improvement Indicator车身制造综合误差指数，即六倍均方差“6σ”来控制车身制造质量，并用一整套确保汽车车身制造尺寸偏差最小化的制造技术和流程，达到汽车整车在密封、噪声、外观、动力性和寿命等方面制造偏差接近世界先进水平2mm以内，从而实现用最省的制造成本提高汽车产品整体质量。
2mm工程的核心内容就是采用切实有效的方法和手段，来控制和减少那些不可避免而又十分重要的关键尺寸的变动，以达到对轿车车身质量的控制。
随着汽车向中高档方向发展和整车2mm 工程的推广，对焊装设备智能化和焊接质量的要求也将越来越高。
在这种情况下，开展有关汽车车身制造工艺过程方面的研究，提高车身制造精度，促使我国汽车工业整体水平迎头赶上，有着重要的意义。
近年来，汽车工业的技术进步非常快。
各汽车厂家为了在激烈的市场竞争中生存下来，不断推出具有高技术含量的新产品。
计算机控制的高自动化水平的无人焊装线在国外先进的汽车厂已普遍采用，上下料为自动输送机和机器人，车身全部是机器人焊接，生产人员主要从事质检、维护和管理工作。
电弧钎焊工艺取代了二氧化碳电弧焊。
车身焊装是车身制造的重要组成部分，它是将已经冲压成形的车身零件在夹具上保护焊、钎焊以及粘接工艺（主要是电阻点焊）定位夹紧后，通过点焊、凸焊、CO2装配成为白车身的过程]2[。
目前，国内的焊接装备生产厂家综合技术实力不足，不具备设计制造高水平的成套焊装线的能力，面对汽车行业的日益激烈的竞争又不允许国内的汽车生产厂家用国产的装备进行试验，只好成套引进，使得国内焊接装备生产厂家近年来与国外水平的差距越来越大。
国内汽车焊接生产水平与国外逐渐接近，而国内焊接装备制造水平与国外差距却逐渐加大，提高我国焊装线及焊装夹具自主设计和制造水平迫在眉睫。
1.2国内外研究现状国内外对汽车焊装夹具的设计进行了多方面的研究，1988年，Youcef-Toumi等人提出一种关于薄板钢件的夹具分析的方法,研究了用于平板和壳体的三点和四点夹具定位系统，该方法没有考虑薄板变形减少问题；1991年，Menassa和DeVies提出基于“3-2-1”定位方案的使工件第一基准面法向变形量最小的夹具定位布置，但没有考虑夹具的特征；1996年,Cai、Hu和Yuan]3[在采用变分法确定传统“3-2-1定位”夹具定位点位置的基础上,针对柔性车身薄板零件易变形的特点提出了“N-2-1定位”法,在薄板件法方向即第一基准面应用多于3个定位点来限制工件多余变形，利用有限元分析和非线性规划方法找到最优的定位点数“N”。
KulankaraK等建立了工件一夹具系统的弹性模型，采用惩罚函数处理夹具布局不合理问题]4[。
陈猛，郭钢等人在2001年提出汽车焊接夹具CAD系统的设计目标并开发了三维汽车焊装夹具CAD系统]5[；周至强、罗来军和林忠钦在2002年采用模块化设计和参数化设计技术开发了汽车覆盖件焊装夹具设计参数库等；岁波等在2003提出采用树状模型与关系模型来描述车身装焊工艺信息的混合建模方法，并在此数据模型基础上借助人机交互式三维仿真平台，建立了白车身虚拟装焊可视化工艺信息模型；2005年，刘海江，罗生斌针对国内汽车企业中白车身焊接机器人作业顺序不合理的问题，采用启发式的节约算法，有效的解决了机器人规划中的最短路问题，实现了机器人路径的优化]6[；2006年，熊晓萍等提出将知识工程技术引入到传统CAD系统中，有效支持车身焊接夹具智能化CAD技术的快速实现]7[。