汽車縱梁二段點定夾具設計

丁搖擼 付井通 王鶴龍 李霽航

摘 要：本文介紹了專用夾具的設計過程。為了實現工件的位置，設計必須滿足技術要求，滿足縱梁二段點夾緊裝置中工件與夾具的位置要求。縱梁兩點固定夾具的設計是在縱梁位置被夾緊后獲得準確的位置，便于焊接。通過設計的定位夾緊方案進行設計，利用catia 3d輔助工具進行設計。

關鍵詞：焊接夾具；定位；CATIA

自從改革開放，我國的工業得到較快的發展，汽車發展也十分迅速。在產量、品種、型號等方面逐漸走樣多樣化。由于歷史原因是我過工業起步較晚，在一些關鍵技術上與發達國家還存在不小的距離，當國外的汽車打開我國的大門，進入國內時，對我國汽車生產工業以及為其服務的工廠產生了機遇和壓力。為了尋求技術的突破，與國外競爭，夾具產業在不斷的創新發展。研制新型高效率并符合經濟型的夾具是夾具的一個發展重要方向。汽車生產的四大工藝：沖壓、焊裝、涂裝、總裝。裝焊過程所使用的夾具稱為焊接夾具。焊接夾具的作用是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，同時利用焊接的方法使其形成整體。

1 研究的目的及意義

焊裝夾具的設計原理上就是定位和夾緊，為了使定位銷及支撐夾緊塊能夠具有準確位置，而是整套夾具與數模之間有一個準確無誤的關系。在材料的選擇上也要主要，不僅要滿足機械性能，還不能損傷數模。焊接夾具的發展解決了工件不穩定，發熱變形的劣勢。已達到所需的尺寸要求。

一般來說使用焊裝夾具可以達到以下這些目的：（1）使工件快速定位夾緊。（2）保證焊件尺寸不被破壞，防止刮傷。（3）提高裝配精度和效率。（4）防止焊接時變形。

總之，使用焊裝夾具的最根本目的就是不僅要保證產品零件的尺寸不被破壞，符合國家標準力的校核和一定機械性能的前提下，要達到提高產品加工零件的效率，并火得一定經濟效益。

汽車縱梁二段點定夾具設計是將縱梁定位夾緊后進行焊接，與縱梁直接接觸的支撐塊與壓緊塊采用硬質尼龍塊，防止破壞縱梁，有效的避免了夾具可能損壞或劃傷縱梁。在現代化的社會，汽車顯得尤其重要，縱梁是車身重要的零件之一，縱梁的性能對整個車身的安全性起到了重要的作用。因此對縱梁的定位夾緊的過程對于整個車身的安全問題很重要。

2 汽車縱梁夾具結構設計

（1）根據縱梁的結構，以及數模的結構特點以及甲方要求的定位夾緊點確定夾具所需夾緊元件，確定氣缸組件位11個（手動氣缸4個，自動氣缸5個，伸縮氣缸2個）所需定位元件銷3個。

（2）確定定位組件各數，通過定位塊和定位銷限制縱梁的自由度。

（3）依據產品的重量、所選夾具體數量，定位組件的位置確定合適的框架基本結構以及零件合適的材料能夠承載力的作用。選擇合理的支撐。設計用到Q235A的有調整墊片、底座、連接板，用到42CrMo的有連接塊，L塊45#鋼銷座和定位銷，支撐塊與壓緊塊均為硬質尼龍塊。

（4）各個連接件放置在BASE板上進行有效的連接，連接的螺栓選用內六角螺栓，內六角有受力均勻，不易損壞的特點。因為連接件尺寸可能會存在誤差，故加3mm或5mm墊片進行調整（具體厚度由實際情況而定）綜上進而得出夾具體。

（5）因夾具為焊裝夾具，故要考慮到人焊接的舒適度。夾具的設計須遵循定位準確、精度高、誤差小、操作便利、安全可靠更好的銜接上下操作流程，以及有效的經濟性。

3 Catia零部件的設計

定位塊的定位方向、壓塊的夾緊方向應設有調整墊片。

從裝配的設計中可以看出，一個裝配體是由一個或多個部件組成，同樣一個部件由多個零件組成，所以零件是一個裝配體的根本。按照汽車縱梁二段點夾具方案進行設計，方案中的定位、夾緊點與各個零件有直接關系。定位與夾緊點需要通過車身的坐標系來完成定位。三維零件圖設計完成之后需要轉換成二維圖紙，從而對二維圖進行尺寸標注，確定公差配合。下面通過一個例子進行說明（如圖1）

首先要創建草圖然后完成三維實體的生成，在草圖編輯器里面完成約束從而來表達出零件實體的外形，創建外形完成后，重新返回到實體界面點擊凸臺命令，從而生成該零件，其次就是打孔生成。如上圖所示中的孔，當零件實體設計完成后，在利用打孔命令完成所需要的是螺紋孔還是銷孔等。下圖為我們展示的從草圖到實體生成的過程，同樣過程完成打孔等一些列操作。（如圖2）

4 總結

本次設計汽車縱梁二段點定夾具保證了工件的穩定性便于下一操作，夾具的使用壽命長，可以多次使用，提高勞動生產率并且操作方便，使用安全，有良好的結構工藝性。

參考文獻：

[1]張榮清，柯旭貴，侯維芝.模具設計與制造[M].高等教育出版社，2014.

[2]隋聚艷.夾具的發展及趨勢分析[M].現代商貿工業，2009.

[3]張榮清，柯旭貴，侯維芝.模具設計與制造[M].高等教育出版社，2014.

[4]劉召.淺析機械制造加工中定位基準[J].商情，2014（9）：180.

作者簡介：第一作者丁搖擼（1996-），男，吉林通化人，研究方向：機械設計制造及其自動化專業。

通訊作者：孫曉雪（1988-），吉林吉林人，碩士，助教，研究方向：機械電子，單位：吉林農業科技學院機械與土木工程學院。