基于汽車車身焊接夾具的設(shè)計芻議

姬月輝+趙立志

摘 要：汽車行業(yè)的迅速發(fā)展也促使著汽車的相關(guān)制造工作變得更加精密化、優(yōu)良化、人性化，其中關(guān)于車身焊接夾具的設(shè)計問題，也成了車身制造中的重點內(nèi)容之一。本文便從汽車車身的焊接夾具設(shè)計內(nèi)容及其設(shè)計方法作出探究，以期為各位讀者提供參考。

關(guān)鍵詞：汽車車身；焊接夾具；設(shè)計

關(guān)于汽車制造的技術(shù)創(chuàng)新問題與操作流程問題一直是汽車行業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，為了要實現(xiàn)技術(shù)性能的突飛猛進(jìn)，同時使得汽車車身焊接夾具獲得最佳使用效果，因此需要更加優(yōu)良的設(shè)計方式。

一、汽車車身焊接夾具設(shè)計的相關(guān)概述

（一）焊接夾具的設(shè)計內(nèi)涵

關(guān)于汽車車身的焊接夾具所包含的種類是比較多的，其分類的方法也有所不同，按照使用功能來說可以分為焊接夾具與裝配定位焊夾具。但在焊裝夾具的設(shè)計和制造過程中還是通常將二者共同結(jié)合起來使用，通過不同焊接夾具的不同用途實現(xiàn)同時裝備定位與焊接雙重的功能，在此過程中焊接夾具中的元件通過夾具設(shè)計對基準(zhǔn)予以確定，相互結(jié)合著設(shè)計出焊裝夾具。焊接夾具的設(shè)計的技術(shù)要求要為焊接創(chuàng)造有利的環(huán)境，保證焊接與裝配工作必須在良好的情況下進(jìn)行，同時焊接夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是開放的，進(jìn)而才能使得操作更為方便。

（二）焊接夾具在車身的焊接夾具設(shè)計時的主要問題

第一，容易出現(xiàn)機(jī)械故障的情況導(dǎo)致設(shè)計工作陷入困難。在焊接時有些位置的氣缸壓頭在打開時明顯角度還不夠，不能夠?qū)ο嚓P(guān)的元件部件實現(xiàn)輕易的取出。同時，這種雙抽缸定位方式也是極不穩(wěn)定的，在許多時候都會出現(xiàn)機(jī)械故障，并且這些故障的處理都是依靠人力來完成的，所以關(guān)于人機(jī)協(xié)作的工程知識還無法很好的顯現(xiàn)出來。

第二，在開展設(shè)計工作時還容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計不合理問題。關(guān)于汽車車身的焊裝結(jié)構(gòu)設(shè)計的不盡合理也會使得在制造過程中遇到技術(shù)門檻太低的問題，汽車車身的焊裝夾具要盡量采取分體式的模式，這樣的設(shè)計方案也更加有利于夾具的調(diào)整與拆裝。

二、關(guān)于設(shè)計車身焊接夾具的具體方法

（一）車身焊接夾具結(jié)構(gòu)特點

第一，形狀結(jié)構(gòu)十分困難，構(gòu)圖也相對更加復(fù)雜。汽車車身主要是由一些薄板沖壓件組裝焊接而成的空間體，在車身的組合過程中為了保證其造型的美觀以及其剛性使用要求，因而車身的構(gòu)成零件都必須是經(jīng)拉延而成型的立體型曲面體，其結(jié)構(gòu)性狀自然十分復(fù)雜。

第二，車身焊接會在空間的三位坐標(biāo)上標(biāo)注尺寸。汽車的車身產(chǎn)品主要是以三位坐標(biāo)來對尺寸進(jìn)行標(biāo)注，并且為了體現(xiàn)覆蓋件被安排在汽車上位置以及更加有利于尺寸標(biāo)注更加方便，我國的汽車車身一般相隔200mm/400mm便要劃定坐標(biāo)網(wǎng)線，其三維坐標(biāo)的基準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)為：前后向（y向）—以車身前輪位置為原點，向前為負(fù)值，向后為正值；以向上方向（z向）—縱梁平面為原點，原點以上為正值，以下為負(fù)值；以左右方向（x向）—汽車車身的對稱中心位置為原點，左右也無需區(qū)分正負(fù)。

第三，焊接夾具還具備精密的裝配精度。這里的裝配精度主要包含了兩方面的內(nèi)容即外觀精度和骨架精度。其中外觀精度指的是汽車車門位置在裝配后出現(xiàn)的間隙面差，而骨架精度指的是三維的坐標(biāo)值。貨車車身裝配的精度通常被控制在2mm之類，而轎車車身則一般被控制在1mm之內(nèi)。在焊接時不僅要保證各項焊接工作需要按照工序焊裝的要求，同時也要對整體的焊裝精度也要進(jìn)行嚴(yán)密的把握，以此才能通過不同工序件的匹配、調(diào)配來滿足汽車裝配的整體要求。

第四，在對車身的焊接夾具進(jìn)行設(shè)計時，還要符合其定位夾緊的特點。車身的焊裝的復(fù)雜結(jié)構(gòu)與龐大體積都給焊接夾具工作帶來巨大的挑戰(zhàn)，所以為了方便整個制造、裝備、檢測、維修的過程，在設(shè)計時也要對夾具實行分解，否則便無法完成測量工作。在對車身的焊裝夾具進(jìn)行定位時，要利用沖壓件的曲面外形，并在曲面平臺上經(jīng)過拉伸、壓彎等一系列加工以及經(jīng)過修邊窗口與外部的邊緣，裝配時也要用工藝孔來定位，此種方法便在一定程度上幫助其決定了具備特殊性的定位形狀。此外，焊接夾具在定位過程中，還不能讓其形成互相干涉，將定位元件設(shè)置好時，要對工件的裝配中的依賴關(guān)系也要相互利用起來，并以此作為定位的自然支撐。

（二）設(shè)計車身焊接夾具的具體方法

第一，對于工件的焊接。在焊接工作的處理過程中，要結(jié)合汽車其他部件的制造形成統(tǒng)一的制造標(biāo)準(zhǔn)，并且對其具體的指標(biāo)也要進(jìn)行嚴(yán)格控制，特別是其中關(guān)于工件的焊接精密程度與速度指標(biāo)，并且要保障在機(jī)器制造過程中的電焊同弧焊形成相應(yīng)的技術(shù)控制。在當(dāng)前的關(guān)于汽車焊接夾具的制造過程中，要完成加工工件的精確控制，那么焊接過程中的焊鉗姿態(tài)以及運動過程中形成的運用軌跡都要做到有所把握。此外，在夾具的焊接中還要對焊接的工件形成夾持定位，以此滿足整個非移動類工件的全面性定位，由此，也可以保證整體的定位功能同運動功能能夠得到完美呈現(xiàn)。

第二，焊接質(zhì)量的檢查。為了確保整個焊接工作的高質(zhì)量完成，在焊接整體的技術(shù)處理中要對車上的重要部位要做好焊接的檢查工作，確保整個焊接的牢固、焊縫位置的恰當(dāng)，要實現(xiàn)焊接形狀的復(fù)合型、詳細(xì)化的檢測工作，以此實現(xiàn)夾具焊接工作的質(zhì)量控制。

第三，注塑模的相關(guān)設(shè)計工作。這其中主要包含了幾方面的內(nèi)容：凹模、分型面、凹模數(shù)量的安排狀況、冷卻通道布局的情況以及澆注位置的設(shè)計。模具工件的設(shè)計，必須要按照一模一腔的方式來完成，這樣既可以實現(xiàn)制造效率的提升，同時也可以對整體的花費起到降低的作用。

第四，利用新型計算機(jī)技術(shù)輔助焊接夾具設(shè)計工作的完成。計算機(jī)的輔助技術(shù)能夠在夾具設(shè)計中發(fā)揮效用，主要是通過計算機(jī)強大的系統(tǒng)處理功能來實現(xiàn)的，其具有的模塊化、集成化以及超強的診斷能力與變化能力，不僅能夠滿足可重復(fù)夾具的設(shè)計，同時還能夠?qū)υO(shè)計組合的水平起到一個有效提高的作用。

結(jié)束語：

在焊接夾具的設(shè)計過程中，設(shè)計人員必須要從汽車車身焊接的整體出發(fā)，在整體認(rèn)知的情況下才能進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新工作。隨著這些極具進(jìn)步性的設(shè)計模式的出現(xiàn)，也為汽車制造行業(yè)實現(xiàn)新的技術(shù)突破、降低焊接生產(chǎn)成本以及推動技術(shù)手段的優(yōu)化創(chuàng)造了有利條件，進(jìn)而促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)的全面繁榮。

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作者簡介：

1.姬月輝， 男，漢族，身份證號是120222198702204837，大學(xué)本科， 研究方向是機(jī)械設(shè)計與自動化，助理工程師。

2.趙立志，男，漢族，身份證號是120102198607230331，大學(xué)本科，研究方向是機(jī)械設(shè)計與自動化，助理工程師。