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