汽車車身焊接夾具的設(shè)計

陳鑫

（大慶沃爾沃汽車制造有限公司，黑龍江 大慶 163316）

一、焊接夾具的設(shè)計要求

（一）焊接夾具設(shè)計的精確控制。焊接夾具的精度控制由兩部分組成。一個是焊接夾具的精度標準。一般情況下，制造企業(yè)要對定位銷、基準槽、坐標線、各種類型支撐部件的精度要求，如形狀、精度、尺寸、公差等做一個標準化的要求。另外是裝配精度，它分為兩種類型：骨架精度和外觀精度。骨架精度指的是三維坐標值，貨車車向的裝配精度一般控制在2mm 內(nèi)，轎車控制在1mm 內(nèi)；外觀精度指車門裝配后的間隙面差。設(shè)計的焊接夾具必須滿足工藝部件的焊接要求，同時上述兩個焊接精度要確保達到標準要求。

（二）焊接夾具設(shè)計的六點定則。焊接夾具設(shè)計的基本目的是限制六個方向的運動自由度，并通過零件之間的相互約束、夾具定位和夾緊來限制運動的自由度。生產(chǎn)中夾具的精度范圍必須保證產(chǎn)品的裝配要求，并且應(yīng)選擇合理數(shù)量的定位表面。為了確保夾具成功調(diào)整以滿足精度要求，沖壓件必須按較高規(guī)格生產(chǎn)，并應(yīng)進行相關(guān)技術(shù)檢查以確保產(chǎn)品尺寸偏差，同時定位點應(yīng)為設(shè)置為整車主定位點，盡量避免上下工序定位點轉(zhuǎn)換。為了確保焊接夾具的精度滿足加工和裝配要求，相關(guān)的設(shè)計者需要考慮每個定位部件的使用。

（三）焊接夾具設(shè)計的分塊定位。在設(shè)計焊接夾具時，焊接主體應(yīng)考慮到主體的塊定位。分塊模式的規(guī)則通常是相同的，但它們會隨車型而變化?？梢园ㄒ韵氯c：第一個是因為底部懸掛孔的位置通常是底部的加強梁，因此焊接時懸掛孔的相對位置必須準確，否則框架和車身不能平滑連接，前后懸掛孔還必須確保準確性。第二個是前后風(fēng)窗組件尺寸非常高，其形成位置要么位于分裝夾具中，要么在總體組裝夾具中，應(yīng)充分考慮設(shè)計夾具。第三是必須確保門孔位置的裝配尺寸，如果有側(cè)壁塊，側(cè)壁焊接夾具是形成門孔的正確位置。如果組件焊接時沒有側(cè)壁塊，則與前柱和后柱有聯(lián)系的分裝夾具必須根據(jù)前柱和后柱定位。

（四）焊接夾具設(shè)計的結(jié)構(gòu)夾緊。車體的焊接夾具擁有相同的夾緊特性和結(jié)構(gòu)特征，可用于提高設(shè)計效率。從夾緊特性的角度來看，由于焊接需要一起固定兩個以上復(fù)雜的工件，因此夾緊點的數(shù)量一般很大，并且因為車身是薄板沖壓，所以應(yīng)該注意設(shè)計過程中夾緊力的應(yīng)用點準確到支撐點上，否則工件很可能超出定位標準甚至直接彎曲。從結(jié)構(gòu)特征來看，車身的總體裝配夾具應(yīng)在底板，左側(cè)和右側(cè)的平面內(nèi)用參考槽和坐標線加工。在隨后的夾緊組合階段，根據(jù)參考槽進行檢查和組裝，最后形成成品夾具。

二、汽車車身的焊裝夾具實際設(shè)計方法

（一）利用計算機來輔助，完成制圖夾具設(shè)計。傳統(tǒng)的夾具設(shè)計需要設(shè)計人員自己完成數(shù)據(jù)運算，但是由于車身一般龐大，各種內(nèi)部元件數(shù)據(jù)測量數(shù)據(jù)量龐大，僅僅依靠設(shè)計人員進行計算，耗費時間較長，且部分的圖紙只能依靠人工手繪，耗費周期長，選擇計算機進行輔助設(shè)計，利用計算機當中的數(shù)據(jù)成像功能，將車身的數(shù)據(jù)進行存儲，利用軟件實現(xiàn)前期的圖紙演算，保證圖紙的精準度，能夠明顯的縮短設(shè)計周期。

（二）利用柔性的焊裝夾具進行實際設(shè)計。在進行焊接夾具的設(shè)計時，可以進行柔性化設(shè)計，能夠較好的保證后期夾具在調(diào)整過程中簡便快捷，其本身的優(yōu)點包括以下幾個方面：1.組成夾具所需要的元件相對較少，安裝便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)一次性的安裝，縮短裝配周期；2.車身內(nèi)部元件的尺寸如果需要調(diào)整，傳統(tǒng)夾具在車身尺寸出現(xiàn)變化后，就只能重新裝配元件，但柔性焊接夾具，在車身尺寸出現(xiàn)改變后，仍能夠使用，能夠適應(yīng)車身變化；3.設(shè)計制造的柔性夾具強度較高，具有較強的穩(wěn)定性。

三、車身焊裝夾具在進行設(shè)計制造過程當中的主要問題

（一）車身結(jié)構(gòu)在使用焊接夾具進行設(shè)計時，三維圖像難以實現(xiàn)構(gòu)圖。汽車車身本身的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其內(nèi)部較大的元件與較多的拉延殼體件相互連接，造成了車身在使用焊接夾具時的困難。因此，車身形狀復(fù)雜程度較高時，焊接夾具的設(shè)計會出現(xiàn)三維圖像的成像困難，在進行構(gòu)圖時，圖紙的設(shè)計數(shù)據(jù)需要極其精準，否則在后期的制造過程當中，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差，將會導(dǎo)致夾具不能使用。

（二）車身的剛性性能較差導(dǎo)致在焊接過程中車身出現(xiàn)變形。一般來說，由于汽車車身本身尺寸較大，在進行設(shè)計時，需要考慮車身整體的穩(wěn)定性能，在進行實際的設(shè)計時，需要考慮車身一定的剛度。避免在使用焊接夾具的過程當中，出現(xiàn)沖剪破壞，車身本身的剛度如果無法承受較大的承載力，也會導(dǎo)致車身出現(xiàn)變形。

（三）車身的焊接夾具設(shè)計過程中的數(shù)據(jù)標注。汽車車身的焊接本身具有較強的操作性能，需要根據(jù)車身實際的尺寸進行焊接，因此，這就導(dǎo)致焊接夾具在進行設(shè)計時，需要考慮車身的尺寸數(shù)據(jù)，在前期設(shè)計時，需要把車身的尺寸數(shù)據(jù)進行標注，由于車身的焊接當中所涉及到的數(shù)據(jù)較多，難以保證每個數(shù)據(jù)的精準程度。

（四）設(shè)計人員本身的工藝技能較低，不能滿足汽車車身焊裝夾具工藝需求。由于汽車車身焊裝夾具的設(shè)計本身需要結(jié)合車身進行設(shè)計，在進行設(shè)計時需要精準的控制車身的內(nèi)部元件各項數(shù)據(jù)，在進行焊接夾具設(shè)計時，部分設(shè)計人員在圖紙上難以實現(xiàn)精準的數(shù)據(jù)標注，且部分的設(shè)計人員本身職業(yè)技能水平較低，在設(shè)計時不能夠結(jié)合實際的車身進行夾具設(shè)計，最終導(dǎo)致車身在焊接裝配過程中出現(xiàn)問題。

伴隨著人們對于汽車的要求不斷的提升，汽車車身的焊接夾具在汽車車身的裝配當中起到作用也越來越重要，本文就汽車車身焊裝夾具的具體作用進行了闡述，對車身焊裝夾具設(shè)計要求進行了具體分析，并對設(shè)計當中存在的問題進行了闡述說明。