淺談汽車焊接夾具的結構設計

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科技水平的提高，汽車行業(yè)獲得了廣闊的發(fā)展空間，有力地促進了國民經(jīng)濟的發(fā)展。在人們的生活有了極大改善的情況下，人們對汽車的外觀、性能、舒適性、安全性等方面有了更多的需求。白車身是整車的基礎，而汽車焊裝夾具的結構和精度直接決定車身的焊接質量。為此，本文將從汽車焊接夾具進行分析，希望有效的控制并提高車身的焊接質量。

1.汽車焊接夾具的簡介

把車身沖壓件在一定的工藝裝備中定位并夾緊，組合成車身分總成及總成，同時利用焊接的方法使其形成整體的過程稱為裝焊過程。它是車身的裝配和焊接連續(xù)進行的一個過程，焊裝過程所使用的夾具稱為焊接夾具。

在焊接過程中，合理的夾具結構有利于合理安排流水線生產(chǎn)，便于平衡工位時間，降低非生產(chǎn)用時。對具有多種車型的企業(yè)，科學地考慮共用或多車型共用一套夾具，有利于建造混型生產(chǎn)線，提高生產(chǎn)效率。

為提高我國汽車焊接夾具的設計水平，本文對汽車焊接夾具的設計原理、結構和設計方法、原則進行了一定的研究和探討。

2.白車身焊接工藝的特點

2.1使用材料及結構特點

汽車焊接材料主要是低碳鋼的冷軋鋼板、鍍鋅鋼板，及少量的熱軋鋼板。它們可焊性好，適宜大多數(shù)的焊接方法，但由于是薄板件，因而剛性差、易變形。

在結構上焊接散件大多數(shù)是具有空間曲面的沖壓成形件，形狀、結構復雜。

2.2焊接方法

汽車焊接方法主要有CO2氣體保護焊和電阻焊。CO2氣體保護焊應用范圍較廣，且對夾具結構要求不十分嚴格。電阻焊對夾具要求嚴格，尤其是多點焊、機器人點焊。因汽車焊接以電阻焊為主，所以本文將針對電阻焊夾具的設計進行探討。

2.3焊接工藝流程

汽車焊接的基本特征就是單件到部件再到總成的一個組合的過程。

從分總成到車身焊接總成的每一個過程，既相互獨立又相互關聯(lián)，因此分總成的焊接精度決定了整車焊接總成的焊接精度和焊接質量。為了保證產(chǎn)品的質量，這就要求從單件到總成的各個焊接工序采用統(tǒng)一的定位基準。在整車出現(xiàn)質量問題時便于質量問題原因的分析，便于整改和控制。

3.焊接夾具的設計方法與步驟

（1）在進行夾具設計工作前，首先應了解所開發(fā)車型的生產(chǎn)綱領、產(chǎn)品結構信息、工藝要求及生產(chǎn)線布置方式，做好充分的前期產(chǎn)品分析，參考行業(yè)內現(xiàn)有車型的生產(chǎn)線方案及夾具結構，確定整車的輸送方式及工藝水平。

（2）根據(jù)焊接工藝文件的焊點信息，確定焊鉗型號、數(shù)量及懸掛方式。

（3）根據(jù)車身結構特點及焊接設備型號確定夾具的定位夾緊方式，同時根據(jù)沖壓件具體的結構及精度確定夾具定位數(shù)量、位置關系。

（4）進行夾具具體結構設計，盡可能采用標準件及成型的模塊結構。充分從人機工程學角度考慮，結構盡量簡易化、輕便化。

4.焊接夾具的組成結構及要求

汽車焊接夾具包含內容：工作臺BASE板、定位夾緊部件、氣路部件、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、焊鉗等（見下圖一）。

4.1 BASE板

夾具BASE板是焊接夾具的基礎部分，它的加工精度直接影響夾具整體定位夾緊機構的準確性，因此對工作平面的平面度和表面粗糙度均有嚴格的要求。

夾具BASE板上加工時需加工有反映整體夾具在車體坐標系位置的坐標基準槽及用于檢測夾具精度建立坐標系的基準孔。由于BASE板大都采用框架結構的焊接合件，在不影響夾具功能的條件下，應盡量減輕夾具自身重量，便于夾具搬運。

4.2定位夾緊機構

定位夾緊機構中的零件包括固定式定位銷、定位塊、夾緊塊、導向板、限位塊等。

（1）因焊接夾具使用頻率很高，要求定位單元有足夠的剛度、硬度及耐磨性，以保證焊接夾具的精度。

（2）為便于調整位置度及維修便捷性，定位塊、定位銷等定位單元都要設計成可調節(jié)機構。

（3）夾具設計必須按照統(tǒng)一的焊接夾具技術標準，保證整體加工、裝配精度統(tǒng)一，便于新車型焊接夾具匹配調節(jié)。

4.3焊接操作輔助機構

由于白車身結構復雜，為便于焊接操作，我們需要在夾具上增加一些輔助機構。下面介紹三類常見的輔助機構：

4.3.1 BASE踏臺回轉機構

在夾具BASE板和夾具底板之間布置的旋轉機構，可使夾具整體360度旋轉，此機構可以克服焊點分布范圍廣的問題。僅用一套焊接設備就可完成操作工作，同時減少了人的移動范圍，提高了工作效率。

4.3.2翻轉臺機構

當工件采用CO2保護焊時，焊縫位置分布在工件搭接處的各個方向，由于工人焊接操作不便，因此采用此類反轉機構。目的是保證工人焊接操作時焊接面處于水平方向，有利于保證焊接位置及焊接質量。

4.3.3舉升機構

地板縱梁、車架等部分的焊接結構復雜，且精度要求高。在夾具設計制造時常采用多個固定定位銷式的過定位結構約束焊接精度。但這同時也產(chǎn)生了新的問題，焊接后的總成由于定位的固定定位銷過多取件困難。在此類條件下我們將采用輔助的氣缸舉升機構幫助工人取件。

5.總結

汽車車身是汽車的重要零部件之一，它的制造質量關系到提高汽車的整體競爭力。而汽車車身的焊裝夾具是確保其制造精度的重要手段，所以充分了解焊裝夾具的結構特點及技術要求對提升焊裝夾具設計水平非常重要，也是汽車制造企業(yè)在激烈競爭中能夠生存必須重視的問題之一。