關于汽車焊接夾具設計的初步探討

劉振京

引言：在汽車焊接的流水線生產中，焊接操作的工作量不是太大，平均每日工作量只占車間工作總量的三分之一上下，但各種輔助工作和裝夾工作所占比例卻較大。但汽車的焊接夾具又是進行裝夾工作的基礎，因此，汽車的焊接夾具工作在整個焊接工作中占有極其重要的位置。

在對汽車車身進行裝配工作時，通常都將夾具叫做裝配夾具。我們都知道，裝配夾具的組成包括樣板設備、裝配件設備、型架設備以及與之相關的裝配臺設備等，這些與基礎設備位置裝配定位方式相關的夾具工作都主要依靠獲取零件來完成，在進行焊接工作時為了滿足產品裝配的要求以及汽車的使用要求，在開始焊接前的定位焊操作中都需用到上述設備。

一、汽車焊接線車身主檢具特點與要素分析

汽車的閉合件、車身翼子板和汽車的內部外部裝飾組合而成的形式叫做汽車車身自檢，借助這種組裝方式能夠比較準確的確定各個零件的安裝位置、零件安裝間隙、兩個零件之間的形面高差。并且在整個基礎上能夠對已運行的相應零件及零件功能進行科學的檢測。借助汽車車身主檢設備完成車體規格和使用效果檢查時，各種零件的基礎工作情況都比較穩定，但是也不能忽略有關校正問題，要及時發現并對實物或模型進行調整。

通過上述方式能有效的減少汽車車身產品開發所需的生產周期，同時還能提高零件質量，降低零件生產的誤差。零件供應商在供給零件時一般都要對供貨質量進行檢查，然后才能對裝配工藝有一個深入的了解并加以研究。開始生產前必須進行嚴格的檢查，以便于及時發現、解決問題，減少不必要的損失。我們還應該知道，現今的供應商較多，在零件制作上已不會出現太大的問題。可是在實際工作中，還要受到我國汽車開發現狀的制約，不過主檢具已開始在我國得到推廣并有著良好的發展態勢。

二、裝焊夾具的具體作用要點分析與概述

在對車身進行焊接時，各個車身零件的夾緊及定位工作都需要借助相應的裝焊夾具才能完成，因為只有使用這些設備，才能使車身組件分總成及車身組件總成都能超過規定的標定位置，還能保證兩者一直維持原有的幾何形態。裝焊夾具的質量決定著焊接施工能否順利進行，在選擇焊槍時，如果使用了反作用焊槍則能對有關機構系統起到預訂支撐裝置的作用，然后再進行焊接連接位置的壓緊工作，這樣才能保證后面的焊接能順利完成。焊接夾具的質量越高，則裝配耗時越短，工作效率越高，所以，在焊接工作中，一定要保證焊接夾具的高質量。

三、裝焊夾具在整體系統結構中主要特點分析

定位零件的形態、種類都較多，對精度也有較高得到要求，所以設計起來有較大的難度。汽車車身零件的沖壓件幾乎都是曲面，這種曲面沖壓件的形態較繁復但其剛性比較小，深度加工時容易發生變形。所以在開展夾具定位工作時，一定要先確定好操作定位面，一般定位面都選取在車身的斷面。為使汽車車身的裝配精度能夠符合有關標準，我們就要選擇零件表面和車身定位表面一致的零件。所以，最好使用裝焊夾具遠近定位表面仿形定位方式來完成焊接操作，這樣能夠借助數控加工設備對零件的最終形態和規格進行較準確的確定。夾緊設備處于敞開狀態能使后面的續焊夾具制件操作更便捷，裝焊焊接時要本著循序漸進的原則。把零件準確排放在夾具的相應位置，等到焊接工作結束后，夾具車身組件也已經被拿出，分總成及總成件也大致成形。

四、焊接夾具的設計方法及流程分析

開展夾具焊接的基礎設計之前，一定要盡快熟練了解生產設計綱領、產品自身的特性、生產工藝、具體生產流程，還要保證所掌握的設計綱領的準確性。此外，要善于收集國內外與此有關的信息，更好的掌握這類技術的特點和各種設備的結構、使用功能及普遍性問題。還要根據制定的生產計劃、產量要求，來科學的確定夾具的復雜程度和自動化程度。還應對具體焊件的形態、質地、規格和復雜程度進行實地考量，以準確選擇其結構形式。然后科學的選用焊接方法，也就是科學控制焊接設備的運行，焊件的規格和夾壓部位。根據沖壓件的焊接特征和后面的工作需要，合理確定關鍵點和定位點。還要根據工件的流向，將夾具的各種輔助裝置、傳送裝置、承托裝置等連接起來。主體結構確定完畢后，還要確定輔助裝置，包括設計所需的水、氣、電等。設置快速接頭時要嚴格按照規定，還要對氣動元件盒覆蓋件外部焊點的銅板科學的安排。在整個操作過程中還要時刻保證操作的安全性。

五、裝焊夾具的構成和相關要求

5.1 夾具地板

一般情況下，汽車焊接夾具由夾具地板定位設備、夾緊設備、測量儀器和輔助系統組成。其中夾具地板是最基本的組成，對精度有較高的要求，這是為了避免其影響定位設備的工作。因此，對工作地面的平整度和光滑度要求近乎苛刻。夾具地板是夾具進行自身測量的基準裝置，因此在設置夾具地板時，要留有合適的空間來安裝測量裝置的基準槽和基準孔，這樣能使實際測量工作更加方便。

5.2 定位裝置

汽車中的定位裝置結構包含多種定塊，例如：固定銷定塊、插銷定塊、擋鐵定塊和依據據焊件實際形狀確定定位塊等。焊接夾具工作時的頻率較高、應用范圍也較廣，所以要求定位元件有較好的剛度及硬度。為了使調整、更換定位元件的工作更便捷，一般都將定位機構裝置成組合可調式。所以，一旦確定某個定位元件的具體形狀，就可以將其用于多個車型，這樣還可把定位元件設計成標準通用系統元件。各個汽車的結構差異是很大的，特別是重、中、輕、微型車之間，所以，要根據車型來科學的確定各種焊接夾具的標準，以滿足不同車型的需求。

5.3副車架下板分總成焊接夾具設計制作應包括工裝旋轉臺，工裝能夠在旋轉臺上快速安裝、拆卸。

5.4副車架總成焊接工裝包含夾具安裝架，保證焊接時焊槍的可達性及可操作性。

5.5工裝局部結構設計時，必須保證定位端部（工裝基準）的剛性，使用30Kg的力向下壓時，定位端部的變形量應該在0.1mm以下。

5.6焊接工裝采用模塊化、標準化設計制造，采用SMC品牌氣動元件，工裝氣動機構主動防護工裝定位面或定位孔。所有氣缸帶有緩沖裝置，并裝有消聲器。

5.7工裝設計要充分考慮工件定位及焊接工藝性，保證最小的焊接變形，各壓緊機構均帶有死點，每個機構連接的定位點或壓緊點最多不超過2個。

6 結束語

綜合本文論述，焊接流水線生產工作的順利與否與夾具結構的合理程度有著極大的關系，焊接耗時也受此影響，所以必須選擇結構合理的夾具，這樣才能保證生產質量，提高生產效率。筆者分析了汽車焊接施工的特點和發展現狀，并對汽車焊接夾具的設計理念和方式進行了詳盡的闡述。

參考文獻

[1]趙靜，張俊華，李春植，鄧早春.汽車車身焊裝生產線和焊裝夾具簡介[J].現代制造技術與裝備，2007（01）：44-46.

[2]張無憂.焊接夾具影響車身制造精度[J].現代零部件，2010（05）：15-17.

（作者單位：長城汽車股份有限公司技術中心 河北省汽車工程技術研究中心）