汽車車身焊接夾具的設(shè)計(jì)規(guī)律

劉瑞娟

摘 要：在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，有很多行業(yè)的發(fā)展都在很大程度上幫助了我國經(jīng)濟(jì)的快速增長。在世界范圍內(nèi)，國家經(jīng)濟(jì)體系中，汽車工業(yè)占有的比例很大程度上決定了國家的發(fā)展程度。目前，世界上的發(fā)達(dá)國家汽車占有的經(jīng)濟(jì)比重都非常大，汽車已然成為國家的經(jīng)濟(jì)支柱。在汽車工業(yè)中，汽車的研制以及汽車的生產(chǎn)，汽車的銷售和汽車的運(yùn)營都在很大程度上關(guān)系到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，任何一個(gè)同汽車工業(yè)相關(guān)聯(lián)的環(huán)節(jié)出現(xiàn)變化，都能夠?qū)е聡医?jīng)濟(jì)的改變以及推動(dòng)，因此很多國家現(xiàn)在已經(jīng)在逐漸地重視汽車工業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新，我國也不例外。在汽車車身的設(shè)計(jì)以及研制過程中有許多需要注意的事項(xiàng)，文章主要針對(duì)汽車車身焊接夾具的設(shè)計(jì)普遍規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)的論述以及分析，希望通過文章的闡述以及分析能夠有效地提升我國汽車車身焊接夾具的發(fā)展，同時(shí)也希望為我國汽車行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展以及創(chuàng)新貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞：汽車車身；焊接夾具；設(shè)計(jì)規(guī)律；分析

在我國的汽車研制以及生產(chǎn)過程中，焊裝過程、總裝過程以及涂裝過程都是其中非常關(guān)鍵的核心內(nèi)容。在汽車焊接裝配的過程中，為了有效地保障車身的焊接質(zhì)量，要對(duì)焊接夾具的質(zhì)量進(jìn)行有效的控制以及把關(guān)。作為焊接裝配的重要組成部分，焊接夾具的質(zhì)量直接關(guān)系到汽車車身的具體形狀以及精度和尺寸。因此在汽車設(shè)計(jì)過程中我們要對(duì)汽車焊接夾具的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)質(zhì)量給予足夠的重視。只有在汽車制造過程中有效地控制汽車夾具的質(zhì)量和精度，才能夠保障汽車車身的制造質(zhì)量，保障車身的最終精度要求和汽車的生產(chǎn)周期的控制。

1 我國汽車行業(yè)中汽車車身的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在汽車車身制作過程中，我們通常采用的結(jié)構(gòu)是由內(nèi)外覆蓋件以及骨架件部分構(gòu)成的。車身覆蓋件的鋼板厚度通?？刂圃?.8mm到1.2mm，骨架件的鋼板厚度控制在1.2mm到2.5mm，在設(shè)計(jì)以及制作過程中上述的部件厚度是一個(gè)非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

1.1 汽車車身的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)于汽車車身的繪制以及造型有很大的難度

汽車車身構(gòu)件都是薄板沖壓件，這些相關(guān)的零件多是拉延而成的多維曲面體，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在裝焊成組件或殼體的時(shí)候，還需要考慮到車身造型，同時(shí)由于組件或殼體剛性的限制，給設(shè)計(jì)中的圖紙繪制和三維造型帶來難度。

1.2 汽車車身沒有很強(qiáng)的剛性，對(duì)于車身的形狀保持以及固定有很大的難度

薄板的加工工藝是沖壓，這種制造方法會(huì)造成產(chǎn)品剛性不足，和普通機(jī)械加工件對(duì)比剛性相差較大，這種過于柔韌的沖壓件不利于固定和保持形狀，因此設(shè)計(jì)焊接夾具必須保證工序件焊裝的要求，同時(shí)也需要保證整體焊接精度，滿足裝配的基本要求，這給焊接工作也帶來了困難。

1.3 在汽車車身的設(shè)計(jì)過程中利用三維特征會(huì)出現(xiàn)焊接尺寸標(biāo)準(zhǔn)的問題

汽車車身的焊接具有非常強(qiáng)的三維空間特征，而且三維跨度非常大，這給焊接夾具設(shè)計(jì)中的尺寸標(biāo)注帶來了一定的困難。為保證夾具能符合要求，必須對(duì)車身進(jìn)行空間坐標(biāo)標(biāo)注，為夾具的空間尺寸特征提供必要的參數(shù)。三維坐標(biāo)標(biāo)注非常困難，相應(yīng)的精度要求也更高。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，部分焊接夾具的失誤就源自三維坐標(biāo)的標(biāo)定失誤。

2 汽車車身在焊裝過程中焊接夾具的主要特點(diǎn)

2.1 汽車車身焊接夾具的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

汽車焊接夾具的主要特點(diǎn)有兩個(gè)，首先是汽車焊接夾具的體積非常大，其次是汽車焊接夾具的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。在實(shí)際的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)過程中為了便于車身加工以及裝配，同時(shí)也有利于后期的使用維修等，我們通常采用焊接夾具分解的方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)。汽車焊接夾具在裝配過程中主要有三個(gè)基準(zhǔn)裝配點(diǎn)。首先是左圍板基準(zhǔn)；其次是右圍板基準(zhǔn)，最后是底板基準(zhǔn)。我們要在相關(guān)的平面上進(jìn)行坐標(biāo)線的設(shè)定，基準(zhǔn)槽的設(shè)定，只有按照相應(yīng)的坐標(biāo)線基準(zhǔn)以及基準(zhǔn)槽進(jìn)行裝配作業(yè)以及檢測，同時(shí)還要將每一個(gè)相關(guān)的分體部件組合起來，才是一個(gè)合格、達(dá)標(biāo)的車身焊接夾具，才能夠在生產(chǎn)裝配過程中進(jìn)行使用。

2.2 汽車車身焊接夾具的主要定位特點(diǎn)

在汽車焊接夾具中，定位元件的外形大多數(shù)是不規(guī)則的，因此在汽車焊接夾具中，標(biāo)準(zhǔn)件的使用少之又少，基本沒有應(yīng)用的空間和條件。在焊接夾具的使用過程中，定位是一個(gè)非常重要的加工環(huán)節(jié)，我們要將被焊接的部件進(jìn)行夾具定位，這樣能夠有效地保證各個(gè)部件之間不出現(xiàn)干涉情況。關(guān)于定位問題在設(shè)計(jì)過程中要求充分利用和挖掘各個(gè)元件在工作過程中的配合關(guān)系，在實(shí)際的使用過程中我們通常采用定位支撐進(jìn)行定位。需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，如果在車身裝配的過程中對(duì)施工要求不高，可以在操作過程中不使用焊接夾具。

2.3 汽車車身焊接夾具的主要夾緊特點(diǎn)

在生產(chǎn)過程中，車身沖壓經(jīng)常采用電阻焊接的方式。在點(diǎn)焊加壓的方向和加工件受力方向一致，同時(shí)保證焊接壓力不導(dǎo)致焊接件變形，在工件的定位基準(zhǔn)以及裝配位置不受焊接壓力影響的情況下，我們可以忽略夾緊機(jī)構(gòu)在加工過程中的作用。焊接的過程主要是針對(duì)兩個(gè)相鄰工件，這樣就說明夾緊點(diǎn)在加工過程中較多。這種情況下，電阻焊的焊接工藝應(yīng)用會(huì)很大程度上提升焊接加工的加工效率，有利于裝卸時(shí)間的減少。在針對(duì)薄板進(jìn)行夾緊操作的過程中，重點(diǎn)就是要準(zhǔn)確地找到支撐點(diǎn)，這是由于沖壓件在受力的作用下，夾緊參數(shù)會(huì)出現(xiàn)變化，因此焊接夾具的夾緊要保障工件在加工過程中不出現(xiàn)變形問題。焊接夾具的夾緊器材的材質(zhì)，我們通常使用碳鋼材質(zhì)以及不銹鋼材質(zhì)。這些材質(zhì)的夾緊效果在實(shí)際的生產(chǎn)過程中較為明顯、可靠。

3 汽車車身焊接夾具的主要設(shè)計(jì)規(guī)律

3.1 在焊接夾具的設(shè)計(jì)過程中要對(duì)精度進(jìn)行有效的控制

在焊接夾具的設(shè)計(jì)過程中我們要對(duì)焊接夾具的精度進(jìn)行有效的控制，主要分為了兩個(gè)方面。首先是要保障焊接夾具的精度標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)過程中得到有效的落實(shí)；其次是要保障設(shè)計(jì)提出的精度要求在裝配過程中能夠有效的實(shí)現(xiàn)。

3.2 在焊接夾具的設(shè)計(jì)過程中要遵循設(shè)計(jì)過程的六點(diǎn)定則

焊接夾具的設(shè)計(jì)六點(diǎn)定則主要就是要對(duì)六個(gè)方向的自由度進(jìn)行有效的控制，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中要通過相鄰件的相互制約以及夾緊的定位來有效地控制運(yùn)動(dòng)自由度。在設(shè)計(jì)過程中要保障夾具的精度范圍在產(chǎn)品的裝配精度要求內(nèi)。在定位面的選擇上要盡量選擇多面定位，保障焊接夾具的精度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 在焊接夾具的設(shè)計(jì)過程中要對(duì)分塊定位給予足夠的重視

在車身焊接夾具的設(shè)計(jì)過程中要充分的考量車身分塊定位問題，設(shè)計(jì)過程中遵循的設(shè)計(jì)原則主要有三點(diǎn)。首先是焊接裝配過程中要保障底板加強(qiáng)梁加工以及位置精度；其次是要對(duì)車身的前后兩個(gè)風(fēng)窗口的裝配尺寸精度進(jìn)行設(shè)計(jì)保障以及要求；最后是要對(duì)車身門洞的裝配尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)保障。

3.4 在焊接夾具的設(shè)計(jì)過程中要對(duì)結(jié)構(gòu)的夾緊設(shè)計(jì)給予足夠的重視

在汽車車身的夾具特征中，有兩個(gè)相同的特征，其中之一就是結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，另外一個(gè)是夾緊特征。我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中必須要合理地利用上述兩個(gè)特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能夠提升我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中的工作效率。

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