汽車車身焊裝夾具的設(shè)計(jì)探究

苗紅麗

摘要：汽車車身焊裝夾具的設(shè)計(jì)屬于汽車車身前期設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，汽車車身焊裝夾具設(shè)計(jì)的質(zhì)量水平與本身加工工藝的精度直接決定了車身加工質(zhì)量與生產(chǎn)工期的長(zhǎng)短。因此，本文總結(jié)汽車車身焊裝夾具的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和基本要求，對(duì)汽車車身焊裝夾具的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，并對(duì)汽車夾具設(shè)計(jì)當(dāng)中常涉及到的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，以期對(duì)汽車夾具設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行和優(yōu)化有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：汽車車身;焊裝夾具;設(shè)計(jì);改進(jìn)方法

1 ?汽車車身焊裝夾具的作用及組成

伴隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，中國(guó)國(guó)內(nèi)汽車的使用量位居世界首位，中國(guó)汽車制造產(chǎn)業(yè)也在不斷擴(kuò)大，在汽車的制造過(guò)程當(dāng)中，汽車車身是保證汽車能夠穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分。汽車車身本身的形狀設(shè)計(jì)較為復(fù)雜、構(gòu)圖精準(zhǔn)程度難以把控，剛性性能差、十分容易出現(xiàn)變形，而且，車身的尺寸也會(huì)直接影響汽車在進(jìn)行后期裝配過(guò)程當(dāng)中的效率與質(zhì)量，這其中的焊接裝配工藝本身在車身的成形過(guò)程當(dāng)中起到重要的作用，是保障車身的精度準(zhǔn)確的重要工藝。為了提高車身焊接的質(zhì)量水平，車身的焊裝夾具在進(jìn)行焊接裝配當(dāng)中起到至關(guān)重要的作用，是在進(jìn)行汽車車身焊接設(shè)計(jì)時(shí)不可缺少重要保障，因此，合理的汽車車身焊裝夾具設(shè)計(jì)，能夠幫助汽車車身實(shí)現(xiàn)流水線生產(chǎn)，有效的降低汽車的焊接裝配時(shí)間，減少由于夾具的設(shè)計(jì)原因而導(dǎo)致的汽車質(zhì)量與裝配效率低下的問(wèn)題。

汽車焊裝夾具本身是在進(jìn)行汽車車身生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的輔助工具，能夠?qū)⒐ぷ髟杆俚倪M(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)固定，將元件進(jìn)行準(zhǔn)確的焊裝。焊接夾具是在進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)的焊接當(dāng)中，不可或缺的工具，屬于焊接工藝當(dāng)中的核心工藝，在焊接過(guò)程中主要起固定、夾持作用，以保證焊接產(chǎn)品的形狀與尺寸能夠滿足前期的設(shè)計(jì)要求。焊工在進(jìn)行實(shí)際的焊接操作時(shí)，使用夾具作為輔助，能夠有效的減少焊接所耗費(fèi)的時(shí)間。焊裝夾具的內(nèi)部組成一般分為三部分元件構(gòu)成，其中包括基礎(chǔ)元件、符合標(biāo)準(zhǔn)元件與外購(gòu)元件，其中基礎(chǔ)元件包含有用來(lái)做支撐的元件、負(fù)責(zé)夾緊的元件與重要型板等;符合標(biāo)準(zhǔn)元件主要包含角座、調(diào)整墊片;外購(gòu)元件主要以軸套為主。

2 ?汽車車身的焊接夾具設(shè)計(jì)需要考慮的因素

2.1 設(shè)計(jì)過(guò)程

需要采用合理的焊接夾具設(shè)計(jì)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如機(jī)械焊接裝置的高度是否能夠滿足，在設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮人工操作是否方便，且設(shè)計(jì)用具之間實(shí)現(xiàn)各個(gè)元件之間能夠相互關(guān)聯(lián)，能夠保證汽車車身焊裝夾具總體裝配的可持續(xù)性，保證對(duì)設(shè)計(jì)當(dāng)中的每個(gè)部分都能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)控制。

2.2 需要按照實(shí)際的車身進(jìn)行設(shè)計(jì)

可以對(duì)車身焊合件進(jìn)行分解、研究，針對(duì)不同的車身來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將夾具種類進(jìn)行分類設(shè)計(jì)，保證夾具充分利用。

2.3 需要考慮汽車車身的年產(chǎn)量來(lái)進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，確定是否人工制造或選用自動(dòng)化，在需求量較大的情況下選用自動(dòng)化生產(chǎn)，在需求量較小時(shí)，考慮成本的原因，可以選用人工。

2.4 汽車車身與夾具的設(shè)計(jì)需要相結(jié)合

焊裝夾具的實(shí)際設(shè)計(jì)需要結(jié)合汽車車身來(lái)進(jìn)行，焊裝部件上的設(shè)計(jì)位置需要按照車身上的元件來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證最終生產(chǎn)出焊接夾具能夠滿足實(shí)際的焊接應(yīng)用，避免出現(xiàn)脫離實(shí)際汽車車身設(shè)計(jì)，導(dǎo)致出現(xiàn)最終夾具不能夠使用或?qū)е略谑褂眠^(guò)程中出現(xiàn)安全隱患。

2.5 焊接夾具需要考慮制造材料問(wèn)題

在進(jìn)行焊接夾具的設(shè)計(jì)時(shí)，需要選取制造材料進(jìn)行裝配，大多數(shù)的制造企業(yè)本身以盈利為主，因此，需要考慮成本，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能的選擇性價(jià)比較高的材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，在滿足實(shí)際汽車車身焊接使用的同時(shí)，降低成本。

2.6 合理的設(shè)計(jì)夾緊結(jié)構(gòu)

確定元件在夾具上準(zhǔn)確位置之后，在進(jìn)行焊接時(shí)的同時(shí)，需要保證各個(gè)元件能夠?qū)崿F(xiàn)裝配位置的精準(zhǔn)控制，同時(shí)還需要盡可能的減少元件的回彈變形，因此，需要合理的設(shè)計(jì)夾緊結(jié)構(gòu)，保證元件之間連接緊湊，避免出現(xiàn)空隙較大的情況出現(xiàn)。

3 ?車身焊裝夾具的基本設(shè)計(jì)要求

3.1 對(duì)于汽車車身焊裝夾具設(shè)計(jì)當(dāng)中的沖壓零件

需要根據(jù)車身的各部位進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行孔洞設(shè)計(jì)時(shí)，孔洞本身的形狀與寬度需要滿足技術(shù)要求才能夠進(jìn)行鉆孔，保證孔洞的設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度。

3.2 需要汽車車身焊裝夾具能實(shí)現(xiàn)快速的定位

被焊接位置便于焊工操作，在松開(kāi)夾緊結(jié)構(gòu)之后，焊件還能夠從夾具上十分安全的拆卸。

3.3 在進(jìn)行夾具的設(shè)計(jì)時(shí)需要注意夾具上部分元件的導(dǎo)電，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)元件本身的導(dǎo)電進(jìn)行處理，進(jìn)行元件絕緣設(shè)計(jì)，例如噴絕緣漆等，提高車身的本身的絕緣性，利用絕緣漆本身的絕緣性能，將元件之間隔離，避免出現(xiàn)靜電，導(dǎo)致電路并線，保證裝焊的質(zhì)量。

3.4 由于汽車車身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜

需要在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮定位元件的加工工藝方便以及部件型號(hào)的統(tǒng)一，這樣能夠便于在之后的使用過(guò)程當(dāng)中如果出現(xiàn)損壞，能夠便于更換元件。

3.5 車身的裝焊夾具本身比較復(fù)雜

車身本身重量較大，僅僅依靠人力來(lái)進(jìn)行車身的調(diào)整需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，因此，在制造時(shí)常需設(shè)計(jì)樣架來(lái)實(shí)現(xiàn)車身的調(diào)整。

4 ?汽車車身的焊裝夾具實(shí)際設(shè)計(jì)方法

舊式的焊裝夾具設(shè)計(jì)大多時(shí)候選擇手工進(jìn)行設(shè)計(jì)，伴隨著現(xiàn)代化的制造業(yè)不斷發(fā)展，焊接夾具的設(shè)計(jì)逐漸選用新型的制造工藝不斷的專業(yè)化，流水線。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代的要求。目前我國(guó)主要應(yīng)用以下幾個(gè)設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行焊接夾具設(shè)計(jì)：

4.1 利用計(jì)算機(jī)來(lái)輔助，完成制圖夾具設(shè)計(jì)

伴隨著中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)逐漸進(jìn)入制造業(yè)，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助來(lái)進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)目前成為我國(guó)最常用的一種設(shè)計(jì)方法，利用計(jì)算機(jī)的便捷性與強(qiáng)大的運(yùn)算能力能夠完成車身焊接夾具設(shè)計(jì)當(dāng)中龐大的數(shù)據(jù)計(jì)算，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員自己完成數(shù)據(jù)運(yùn)算，但是由于車身一般龐大，各種內(nèi)部元件數(shù)據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)量龐大，僅僅依靠設(shè)計(jì)人員進(jìn)行計(jì)算，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，且部分的圖紙只能依靠人工手繪，耗費(fèi)周期長(zhǎng)，選擇計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)當(dāng)中的數(shù)據(jù)成像功能，將車身的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，利用軟件實(shí)現(xiàn)前期的圖紙演算，保證圖紙的精準(zhǔn)度，能夠明顯的縮短設(shè)計(jì)周期。

4.2 利用柔性的焊裝夾具進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)

在進(jìn)行焊接夾具的設(shè)計(jì)時(shí)，可以進(jìn)行柔性化設(shè)計(jì)，能夠較好的保證后期夾具在調(diào)整過(guò)程中簡(jiǎn)便快捷，其本身的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：①組成夾具所需要的元件相對(duì)較少，安裝便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)一次性的安裝，縮短裝配周期;②車身內(nèi)部元件的尺寸如果需要調(diào)整，傳統(tǒng)夾具在車身尺寸出現(xiàn)變化后，就只能重新裝配元件，但柔性焊接夾具，在車身尺寸出現(xiàn)改變后，仍能夠使用，能夠適應(yīng)車身變化;③設(shè)計(jì)制造的柔性?shī)A具強(qiáng)度較高，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

5 ?車身焊裝夾具在進(jìn)行設(shè)計(jì)制造過(guò)程當(dāng)中的主要問(wèn)題

5.1 車身結(jié)構(gòu)在使用焊接夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，三維圖像難以實(shí)現(xiàn)構(gòu)圖

汽車車身本身的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其內(nèi)部較大的元件與較多的拉延殼體件相互連接，造成了車身在使用焊接夾具時(shí)的困難。因此，車身形狀復(fù)雜程度較高時(shí)，焊接夾具的設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)三維圖像的成像困難，在進(jìn)行構(gòu)圖時(shí)，圖紙的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)需要極其精準(zhǔn)，否則在后期的制造過(guò)程當(dāng)中，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差，將會(huì)導(dǎo)致夾具不能使用。

5.2 車身的剛性性能較差導(dǎo)致在焊接過(guò)程中車身出現(xiàn)變形

一般來(lái)說(shuō)，由于汽車車身本身尺寸較大，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮車身整體的穩(wěn)定性能，在進(jìn)行實(shí)際的設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮車身一定的剛度。避免在使用焊接夾具的過(guò)程當(dāng)中，出現(xiàn)沖剪破壞，車身本身的剛度如果無(wú)法承受較大的承載力，也會(huì)導(dǎo)致車身出現(xiàn)變形。

5.3 車身的焊接夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中的數(shù)據(jù)標(biāo)注

汽車車身的焊接本身具有較強(qiáng)的操作性能，需要根據(jù)車身實(shí)際的尺寸進(jìn)行焊接，因此，這就導(dǎo)致焊接夾具在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮車身的尺寸數(shù)據(jù)，在前期設(shè)計(jì)時(shí)，需要把車身的尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注，由于車身的焊接當(dāng)中所涉及到的數(shù)據(jù)較多，難以保證每個(gè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度。

5.4 設(shè)計(jì)人員本身的工藝技能較低，不能滿足汽車車身焊裝夾具工藝需求

由于汽車車身焊裝夾具的設(shè)計(jì)本身需要結(jié)合車身進(jìn)行設(shè)計(jì)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要精準(zhǔn)的控制車身的內(nèi)部元件各項(xiàng)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行焊接夾具設(shè)計(jì)時(shí)，部分設(shè)計(jì)人員在圖紙上難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)標(biāo)注，且部分的設(shè)計(jì)人員本身職業(yè)技能水平較低，在設(shè)計(jì)時(shí)不能夠結(jié)合實(shí)際的車身進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，最終導(dǎo)致車身在焊接裝配過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。

6 ?結(jié)束語(yǔ)

伴隨著人們對(duì)于汽車的要求不斷的提升，汽車車身的焊接夾具在汽車車身的裝配當(dāng)中起到作用也越來(lái)越重要，本文就汽車車身焊裝夾具的具體作用進(jìn)行了闡述，對(duì)車身焊裝夾具設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了具體分析，并對(duì)設(shè)計(jì)當(dāng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了闡述說(shuō)明。

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