汽車車身焊裝夾具設(shè)計淺析

李璞

[摘 要]我國社會經(jīng)濟當(dāng)前正處于高速發(fā)展時期，汽車工業(yè)的歷史相對較短一些，但是發(fā)展迅猛，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展以及汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)的逐步完善，重視產(chǎn)品的質(zhì)量與服務(wù)，逐漸成為各個商家進行競爭的一種有效手段。汽車焊裝和焊裝夾具是汽車生產(chǎn)當(dāng)中的重要一環(huán)，汽車的制造水平、生產(chǎn)的規(guī)模、生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量，都受到它的直接影響。在進行汽車車身設(shè)計的時候，個性化會更好的滿足消費者需求，因而也會更容易得到青睞。個性化的生產(chǎn)要求廠方必須提高設(shè)計能力。文章對焊裝夾具的設(shè)計過程做了認(rèn)真的分析，從各個方面對設(shè)計的科學(xué)性以及合理性進行了探討。

[關(guān)鍵詞]汽車車身；焊裝夾具；結(jié)構(gòu)；設(shè)計

中圖分類號：F407.471 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）30-0002-01

引言

在汽車制造過程中，焊接工裝占有十分重要的地位。在焊接的準(zhǔn)備工作中，車身焊接夾具設(shè)計起關(guān)鍵性作用。它要求技術(shù)人員既要有豐富的經(jīng)驗，又要有精湛的技術(shù)。在設(shè)計環(huán)節(jié)，首先要考慮的是生產(chǎn)節(jié)拍，還要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及鈑金件焊接變形特點，把握零部件裝配精度及公差分配，熟悉工藝及質(zhì)量要求。只有這樣才能使夾具制造得更加完美，以滿足作業(yè)者及公司的要求。

一、汽車車身焊裝夾具的結(jié)構(gòu)

汽車車身焊裝夾具它是更好地的保證車身焊接質(zhì)量的重要的一個因素，它的作用不僅如此，它還深遠的影響著整個汽車在制造精度上面和生產(chǎn)周期上面的好與壞。

焊裝夾具是由底板、支基和氣控這三個部分共同來組成的。汽車車身焊裝夾具最常見的結(jié)構(gòu)就是系統(tǒng)中的定位元件和夾緊元件這兩個重要元件來構(gòu)成的。其中的定位元件包括定位塊和定位銷等。這兩者均采用的是可以進行調(diào)節(jié)調(diào)試的組織結(jié)構(gòu)，它們可以通過對墊片數(shù)量的具體情況調(diào)整來達到對定位塊的精確位置的具體調(diào)整。

隨著汽車行業(yè)發(fā)展的需求，汽車焊裝夾具也隨著汽車制造行業(yè)的發(fā)展使其種類越來越多樣化。按照汽車車身焊裝夾具的動力源來進行分類則是包括：手動夾具，無驅(qū)動夾具，液壓夾具，氣動夾具，真空夾具，混合式夾具等。若按照汽車車身焊接夾具的用途功能來進行分類，則包括焊接用夾具，裝配用夾具，檢驗用夾具等。按照汽車車身焊接夾具的工作的范圍來分類則是：通用夾具；專用夾具。最后按夾具的結(jié)構(gòu)來區(qū)分分為固定式夾具、懸掛式夾具和移動式夾具。

二、夾具設(shè)計任務(wù)書

1）確定夾具的設(shè)計基準(zhǔn)。為了保證車身零件正確的裝配和保證裝配精度，在裝焊工裝設(shè)計中也采用了汽車車身產(chǎn)品圖相同的標(biāo)準(zhǔn)方法，都以空間三維坐標(biāo)來標(biāo)注尺寸，從而使裝焊夾具的空間位置與被焊工件位置一致。裝焊夾具的設(shè)計基準(zhǔn)與汽車車身產(chǎn)品圖的設(shè)計基準(zhǔn)相同，在裝焊夾具的支座及大型的平面上都按設(shè)計基準(zhǔn)設(shè)計出基準(zhǔn)刻線。

2）明確設(shè)計依據(jù)。清楚工件的產(chǎn)品圖，被焊工件的焊接位置、焊接順序、焊接方式、焊鉗的種類和規(guī)格尺寸、焊點數(shù)量、夾緊方式及工件先后順序等。

3）定位部位的選擇。工件定位標(biāo)準(zhǔn)盡量采用產(chǎn)品圖附上已有的孔或定位面，優(yōu)先選擇平面，盡量避免選擇曲線面。否則定位塊的設(shè)計和加工難度加大，同時，夾緊定位面的選擇除應(yīng)滿足本工序夾緊定位的需要外，應(yīng)盡量使本工序與下道工序特別是分總成裝焊臺與總成裝焊臺所取的夾緊定位面選擇在同一部位。這樣做有利于統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，有利于提高夾具的重復(fù)定位精度，有利于簡化設(shè)計，便于夾具的加工制造。

三、汽車車身焊裝夾具設(shè)計

1、確定夾具類型，必須合理的分解車身的焊裝合件

用兩種或兩種以上工藝手段得到的部件就是焊合件，再把這些小焊合件組裝成大的話，會形成以下四種：前圍焊合件、后側(cè)圍焊合件、地板焊合件和頂蓋焊合件——汽車的駕駛室就是由這四個東西組東西組成的。因為，要根據(jù)駕駛室的具體情況來合理地分割那四個焊合件，在這個原理上再對其進行合理的焊合件設(shè)計，會提高產(chǎn)品的質(zhì)量，也會提升產(chǎn)品的生產(chǎn)率。

2、焊接夾具設(shè)計的分塊定位

車身的焊接在設(shè)計焊接夾具時要考慮到車身的分塊定位。分塊方式需要遵循的規(guī)律大致一致，但會隨著車型的差異而有所不同，具體可以包括以下三點：其一是因為底板懸置孔的位置通常是底板的加強梁，所以焊裝時的懸置孔相對位置必須準(zhǔn)確，否則車架和車身無法順利連接，另外前后懸置孔也要保證精度。其二是前后風(fēng)窗口裝配尺寸要求很高，其形成位置或者位于分裝夾具，或者位于總裝夾具，設(shè)計夾具時要充分考慮。其三是門洞部分的裝配尺寸必須確保，如果有側(cè)圍分塊，則側(cè)圍的焊接夾具才是形成門洞的正確位置，如果總成焊接沒有側(cè)圍分塊，則和前后立柱相關(guān)的分裝夾具必須以前后立柱定位。

3、柔性焊接夾具設(shè)計

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在制造業(yè)中夾具的要求越來越高。人們提出了柔性焊接夾具設(shè)計的概念，并且在該領(lǐng)域作了大量的研究。柔性焊接夾具系統(tǒng)能夠快速地適應(yīng)不同幾何形狀零件的裝夾要求，對不斷變化的零件裝夾需求能做出快速響應(yīng)，以滿足加工要求。柔性焊接夾具的主要特點表現(xiàn)如下：

（1）夾具組成元件少，拆裝方便，一次裝夾能夠同時進行多個表面的加工。

（2）工件的形狀和尺寸有一定變化后，夾具不僅能適應(yīng)這種變化，并且還能繼續(xù)使用，適應(yīng)加工對象的變換。

（3）夾具結(jié)構(gòu)簡單，元件的拼裝環(huán)節(jié)少，避免誤差的累加，提高裝夾精度。

（4）柔性夾具強度高和剛度大，為了降低準(zhǔn)備時間，加工過程中可采用大切削用量。

（5）柔性焊接夾具通用性好，夾具元件可適應(yīng)于多個夾具系統(tǒng)，滿足柔性制造系統(tǒng)數(shù)控加工的需要。

4、繪制夾具裝配工程圖（三維轉(zhuǎn)二維）

在繪制夾具裝配工程圖時，首先，應(yīng)注意投影選擇，用最少的視圖和剖面將夾具的結(jié)構(gòu)完全清楚地表達出來。其次，夾具裝備圖上應(yīng)標(biāo)注以下5種尺寸：①夾具外形的最大輪廓尺寸。它表示夾具在機床上所占空間位置和可能活動范圍，方便校核所設(shè)計的夾具是否和機床、刀具等發(fā)生干涉。②工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸，如工件定位基準(zhǔn)和定位元件的配合尺寸及配合性質(zhì)，各定位元件間的位置尺寸及相互位置要求等。③夾具與刀具的聯(lián)系尺寸。這一類尺寸用來確定夾具上引導(dǎo)或?qū)Φ堆b置的位置，如鉆套的內(nèi)徑尺寸，各鉆套之間、鉆套或?qū)Φ秹K與定位元件之間的位置尺寸及相互位置要求。④夾具與機床連接部分的尺寸。這一類尺寸用來確定夾具在機床上的相對位置。⑤其他裝配尺寸。這類尺寸屬于夾具內(nèi)部的配合尺寸。它們和工件、刀具、機床無關(guān)，主要是為了保證夾具裝配后能滿足規(guī)定的使用要求而標(biāo)注的。

夾具裝配圖的技術(shù)條件除上述各元件間的相互位置要求外，還應(yīng)包括夾具的平衡、熱處理等特殊要求及其他裝配使用方面的要求。

夾具裝配圖上公差配合的選用有兩類情況。一是與工件加工尺寸直接有關(guān)的，一般取工件加工尺寸公差的1/2～1/6作為夾具有關(guān)尺寸的公差。具體選用時，要結(jié)合工件的加工精度要求、生產(chǎn)批量的大小、工廠在夾具制造方面的生產(chǎn)技術(shù)水平等因素，進行全面綜合考慮。二是與工件加工尺寸公差無直接關(guān)系的，應(yīng)按其在夾具中的功用和裝配要求來選用。

結(jié)語

車身是汽車整體構(gòu)造上非常重要的部件之一，提高它的整體質(zhì)量對汽車整體的競爭力也是非常有幫助的。一個汽車質(zhì)量的好壞完全可以根據(jù)它的焊裝夾具的好壞來判斷，這項技術(shù)也是幫助企業(yè)縮短生產(chǎn)周期、增強企業(yè)競爭力的一個重要表現(xiàn)。焊裝夾具的重要性是不言而喻的，在企業(yè)發(fā)展的同時，一定要正確看待焊裝夾具，并隨時根據(jù)自身的要求來調(diào)整，如此，便可以讓企業(yè)長期處于領(lǐng)先地位，立于不敗之地。

參考文獻

[1] 劉彩虹.汽車車身焊裝夾具設(shè)計[J].中國科技博覽，2014，（40）：163.

[2] 姚春玲，張俊華，李寶順等.汽車車身焊裝夾具的三維設(shè)計[J].制造業(yè)自動化，2009，31（7）：132-134.

[3] 劉鵬，謝水生.汽車車身焊裝夾具的計算機輔助設(shè)計難點解決方案[J].煙臺大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)與工程版），2009，22（3）：180-184.

[4] 汽車車身焊接夾具方案設(shè)計知識可拓重用模型[J].四川大學(xué)學(xué)報（工程科學(xué)版），2014，46（5）：195-200.