淺析汽車焊接夾具設(shè)計(jì)方案

楊朋 金鈺

摘要：汽車焊接夾具是汽車生產(chǎn)設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一，汽車焊接夾具結(jié)構(gòu)的合理性，科學(xué)性，可操作性的直接影響白車身整車生產(chǎn)質(zhì)量，隨著汽車生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，對(duì)焊接夾具結(jié)構(gòu)的要求也隨之越來(lái)越高，?所以汽車焊接夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：汽車;焊接夾具;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1汽車焊接夾具的重要性

夾具是生產(chǎn)制造過(guò)程中一個(gè)生產(chǎn)的輔助條件，是把加工對(duì)象和裝配對(duì)象迅速，準(zhǔn)確定位和固定的特殊工具。一套完整夾具包括基座，對(duì)工件的定位機(jī)構(gòu)，支撐和夾緊裝置。汽車焊接夾具在汽車的整個(gè)制造過(guò)程中都占有重要的地位。它能保證車身在利用裝焊夾具定位加緊的前提下獲得各個(gè)零件組裝的合格尺寸。焊接夾具除了可以起到固定零部件，保證汽車焊接工藝質(zhì)量的作用，還具有重復(fù)性，模塊化，減小工作人員的工作強(qiáng)度，節(jié)省時(shí)間，操作簡(jiǎn)單，很好的保證焊接質(zhì)量。

2汽車焊接夾具工藝要求及設(shè)計(jì)上存在問(wèn)題

焊接夾具的存在，能很好地把單件通過(guò)連接，焊接等方法裝配完成。而焊裝夾具地設(shè)計(jì)和制作需滿足零件定位準(zhǔn)確、工件容易取放、在夾緊的狀態(tài)下完成所有操作、焊接操作的可行性要好等條件。

2.1汽車焊接夾具設(shè)計(jì)要求

（1）零件定位準(zhǔn)確性。焊接夾具首先要滿足的就是零件定位信息要準(zhǔn)確，這是保證焊接質(zhì)量和零件裝配質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。所以，夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)就是MCP，?MCP是MASTER?CONTROL?POINT的首字母縮寫，是車身各裝配組構(gòu)件或裝配工件中最重要的功能部位，即模具加工或裝配時(shí)正確固定容易、沒(méi)有變形的點(diǎn)。以此為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)確保零件定位的準(zhǔn)確性。

（2）工件取放的便捷性。焊接夾具的重復(fù)性、模塊化的特點(diǎn)使得操作者對(duì)夾具的要求就是操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力，所以工件取放的便捷直接影響操作者的工作效率。夾具設(shè)計(jì)的高度，定位裝置的尺寸，操作空間等都是夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容。

（3）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性。設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮焊槍、操作者與夾具的操作合理性。焊接位置與夾具夾緊、支撐裝置有合理間距，所有焊接點(diǎn)必須在夾具夾緊狀態(tài)下完成，不允許存在打開(kāi)夾具進(jìn)行焊接的情況發(fā)生，焊槍合理焊接位置、角度的避讓等。

（4）其他特點(diǎn)。夾具的重復(fù)性和模塊化使得夾具的磨損增加，那么在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)材料應(yīng)該盡量選擇適合并且耐用的材料。一般都是選擇低碳鋼或者渡鋅鋼板。

2.2在焊接夾具設(shè)計(jì)上存在的問(wèn)題

焊接夾具應(yīng)用于汽車生產(chǎn)流水線上，由于重復(fù)工作，夾具單元裝置磨損嚴(yán)重，磨損造成定位不準(zhǔn)確據(jù)，夾具夾緊力選擇不當(dāng)損害零部件等都是夾具現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題。

3焊接夾具設(shè)計(jì)方案

焊接夾具的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)“3-2-1”六點(diǎn)定位原理，針對(duì)需要裝焊的零部件設(shè)計(jì)專用夾具。設(shè)計(jì)完成的焊接夾具總體結(jié)構(gòu)都很龐大，空間結(jié)構(gòu)及尺寸復(fù)雜，所以其設(shè)計(jì)最好采用坐標(biāo)法及模塊化設(shè)計(jì)的方法，以提高設(shè)計(jì)效率。同時(shí)，根據(jù)目前焊接夾具在生產(chǎn)上存在的問(wèn)題，可以設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。

3.1確定焊接夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體方案

汽車生產(chǎn)需要一整套行之有效的夾具方案，它是整個(gè)車身生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

首先，對(duì)生產(chǎn)的車身特性有深入的了解。

其次，掌握車身生產(chǎn)布置、焊件的尺寸、形狀和精度。其中形狀和精度是確定夾具方案，夾緊機(jī)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)形式的主要依據(jù)。

再次，焊接工藝要求，包括焊件的裝配順序，焊接順序，定位基面，夾緊方向等要求，在整體設(shè)計(jì)方案中都應(yīng)得到滿足。

最后，對(duì)設(shè)計(jì)完成的焊接夾具結(jié)合實(shí)際進(jìn)行合理優(yōu)化，是否所有操作同一夾具全部完，是否需要補(bǔ)焊工位等都是優(yōu)化內(nèi)容。

3.2使用符合標(biāo)準(zhǔn)材料

確定了焊接夾具結(jié)構(gòu)方案，首先就是要選擇符合要求的材料。好的材料能保證機(jī)械的壽命以及性能，因此無(wú)論為了保證機(jī)械壽命還是提高機(jī)械的性能，在生產(chǎn)焊接夾具之前，必須選取合適的材料。

3.3?確定焊接夾具定位信息

任何物體在空間都有六個(gè)自由度，而六點(diǎn)定位原則對(duì)車身焊裝夾具的適用度很高，在零件設(shè)計(jì)初期進(jìn)行的單件RPS定位體現(xiàn)到夾具M(jìn)CP中，從而保證從單件到總成件的定位信息的傳遞，和一致性。這樣能很好的進(jìn)行零件合格性的檢驗(yàn)，同時(shí)也便于夾具的調(diào)整和優(yōu)化。

3.4?焊接夾具夾緊支撐的選擇

工件定位最常見(jiàn)的就是銷、支撐塊和壓緊塊。當(dāng)夾具打開(kāi)時(shí)，夾緊塊位置應(yīng)不影響取放工件;當(dāng)夾緊時(shí)，工件不因支撐塊或者夾緊塊發(fā)生位移和變形。同時(shí)夾緊力的大小要適當(dāng)，既能客服工件的局部形變，又能克服重力和慣性應(yīng)力將工件牢牢固定在夾具上，同時(shí)，夾具塊的接觸面要與制件面接觸，著力點(diǎn)為工件剛度最大位置。

3.5使用模塊化設(shè)計(jì)的生產(chǎn)方法

采用坐標(biāo)法以及模塊化設(shè)計(jì)的方法生產(chǎn)汽車焊接夾具所涉及的范圍非常廣泛，這樣做較為有效、便捷。這兩種生產(chǎn)方法不僅僅可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程，還可以大大提高設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。

3.6焊接夾具結(jié)構(gòu)和制造精度

焊接夾具體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其設(shè)計(jì)原則應(yīng)該便于制造，裝配，檢測(cè)和維修。并且?jiàn)A具的穩(wěn)定性和精度直接影響零部件焊裝質(zhì)量，進(jìn)而影響車身質(zhì)量。

4結(jié)語(yǔ)

汽車焊接夾具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)在我國(guó)發(fā)展、研究和生產(chǎn)取得了很大的成就，但是仍然存在很多問(wèn)題。與部分發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我們的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)方法還有缺憾。焊裝夾具的優(yōu)化、發(fā)展直接影響我國(guó)裝備制造業(yè)的整體水平。研究、發(fā)展和改進(jìn)焊接夾具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)將對(duì)我們裝備制造水平提升起到關(guān)鍵作用。我們通過(guò)自身的改革創(chuàng)新、改變現(xiàn)狀的同時(shí)，還可以借鑒外國(guó)的生產(chǎn)技術(shù)，達(dá)到改進(jìn)我國(guó)焊接夾具現(xiàn)狀的目的。

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（作者單位：華晨汽車集團(tuán)控股有限公司）