淺談汽車車身焊裝夾具的管理方法

摘 要：汽車焊裝夾具是保證車身焊裝精度的重要因素，焊裝夾具精度輸出與焊裝夾具的日常管理密不可分。本文從焊裝夾具的日常維護、持續(xù)提升穩(wěn)定性以及精度控制來探討如何如何提升焊裝夾具的使用穩(wěn)定性與精準度，

最終保證汽車車身尺寸的精度，提升整車的外觀質(zhì)量和性能。關(guān)鍵詞：焊裝夾具；日常維護；穩(wěn)定性提升；精度控制

1 前言

當前國內(nèi)汽車行業(yè)快速發(fā)展，各大汽車廠商百花齊放，一片欣欣向榮的大好前景。然而作為汽車制造業(yè)中的一員，在對比眾多汽車質(zhì)量過程中發(fā)現(xiàn)，少部分品牌的汽車外觀與內(nèi)飾質(zhì)量仍有較大提升空間，特別是尺寸配合方面不能滿足汽車消費者的感官質(zhì)量要求。要對這方面尺寸配合精度進行有效提升，必須在車身安裝、焊接的過程中嚴格控制，也就是汽車制造四大工藝中最基本也最重要的焊裝過程。車身焊裝夾具就是其中的一大利器，只有保證了焊裝夾具的穩(wěn)定性與精準度，才能生產(chǎn)出準確的車身尺寸，從而提升汽車的內(nèi)外飾配合尺寸質(zhì)量，提升汽車市場競爭力。

汽車焊裝夾具尺寸誤差產(chǎn)生的原因有很多，本文從焊裝夾具的日常維護和穩(wěn)定性提升，到焊裝夾具的精度控制，來探討如何保證焊裝夾具的使用穩(wěn)定性與精準度。

2 焊裝夾具的日常維護

在汽車生產(chǎn)過程中，焊裝夾具定位銷的位置精準度對整車裝配尺寸起到十分重要的作用。在以往的車身焊接過程中，由于定位銷的定位失效造成車身尺寸偏差的問題偶有出現(xiàn)，輕微的影響總裝零件安裝，嚴重的只能整車報廢，造成較大成本損失。所以，要避免定位銷定位失效問題的再次發(fā)生，日常的工裝管理尤為重要。

在車身焊接過程中，造成定位銷定位失效問題的原因主要是定位銷松動與磨損。下面將著重探討在日常焊裝夾具維護過程中如何預防和避免上述失效問題的出現(xiàn)。

2.1 松動原因分析與控制措施

目前車身鈑金焊接夾具定位銷常用的緊固方法是螺母緊固。從焊裝夾具的日常管理中發(fā)現(xiàn)，造成定位銷緊固螺母失效的原因有：定位銷緊固螺母的扭矩未按標準施行，若扭矩過小則容易松動，若過大則會損壞螺紋；在定位銷安裝緊固螺母時沒有按規(guī)定配合彈簧墊片。通過以上原因分析，加上日常工作中的經(jīng)驗總結(jié)，在定位銷緊固螺母時關(guān)注好扭矩要求和彈簧墊片的使用，可以有效預防定位銷松動失效的問題。

2.2 定位銷磨損量的現(xiàn)場控制

定位銷的磨損程度對于車身精度的控制起到至關(guān)重要的作用，我們要根據(jù)車身不同孔位的定位銷分別制定針對性的精度控制要求，做好定位銷的日常維護與更換工作，。

在工作中，我們要根據(jù)關(guān)鍵拼臺與非關(guān)鍵拼臺的尺寸要求對焊裝夾具的定位銷進行區(qū)分管理，一般情況下關(guān)鍵拼臺中大梁定位銷、大模塊分總成的主定位銷磨損控制量為 0.3mm，其他非關(guān)鍵拼臺的定位銷對尺寸影響較小，其定位銷磨損控制量為 0.5mm。

定位銷在日常使用過程中，出現(xiàn)磨損是正常情況，我們要善于總結(jié)經(jīng)驗，統(tǒng)計分析不同定位銷的使用周期，在其磨損失效前及時進行更換，并做好定位銷更換驗證記錄。

3 焊接夾具的穩(wěn)定性提升

焊裝夾具完成設(shè)計交付給生產(chǎn)車間后，部分工裝夾具經(jīng)過較長一段時間的生產(chǎn)后出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，表現(xiàn)為焊裝夾具局部穩(wěn)定性下降。在日常維護中檢查定位銷、定位面均無松動磨損、尺寸精度可靠的情況下，仍然表現(xiàn)不穩(wěn)定，導致白車身的尺寸精度。經(jīng)過對現(xiàn)場焊裝夾具的細致排查、分析，總結(jié)出以下幾個影響工裝穩(wěn)定性的因素，并通過現(xiàn)場改善驗證相應解決措施，有效緩解工裝老化問題，使焊裝夾具的使用壽命得以延長。

3.1 焊裝夾具轉(zhuǎn)軸機構(gòu)磨損老化

焊裝夾具的轉(zhuǎn)軸機構(gòu)一般由軸銷與襯套組成，軸銷起到連接夾具部件和提供旋轉(zhuǎn)支點的作用，采用硬度較高、耐磨的材料加工而成；襯套則保證轉(zhuǎn)軸機構(gòu)的動作順利進行，且具有耐磨、潤滑作用，常見的右石墨銅襯套、油槽襯套等。現(xiàn)場的工況復雜，轉(zhuǎn)軸動作頻繁，每天成千上萬次旋轉(zhuǎn)，伴隨不均勻的徑向受力、震動、偶發(fā)性的撞擊等，磨損在所難免。轉(zhuǎn)軸磨損后最大的影響就是焊裝夾具會產(chǎn)生晃動，若該夾具有定位銷等重要定位元件，該定位銷的定位精度則會由于杠桿原理放大若干倍，嚴重影響零件的定位精度。

轉(zhuǎn)軸機構(gòu)磨損老化的問題，通過對軸銷與襯套進行定期點檢、更換，可以得到較好改善，驗證較長一段時間后，焊裝夾具仍然保持良好精度。

3.2 焊裝夾具限位塊磨損老化

焊裝夾具限位塊分別由“凹”、“凸”兩個組件組成，兩個組件的加工、配合精度高，所以限位塊一般用于尺寸定位要求較高的部位，如定位銷、定位面，限位塊配合轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，可以得到一套動作連貫、尺寸精度較高的焊裝夾具，有效提升零件焊接的尺寸質(zhì)量。與轉(zhuǎn)軸機構(gòu)老化類似，限位塊的磨損老化同樣會導致焊裝夾具產(chǎn)生晃動，應相應地采購對應型號的限位塊，定期點檢、更換，保證焊裝夾具關(guān)鍵部位的精準度。

3.3 焊裝夾具導向氣缸磨損

焊裝夾具導向氣缸顧名思義就是帶有導向功能的氣缸。普通氣缸的作用是通過壓縮氣體產(chǎn)生動能，帶動焊裝夾具完成開關(guān)夾等動作，而導向氣缸則在此基礎(chǔ)上增加了導向功能，在內(nèi)部增加了導向滑軌，即通過壓縮氣體產(chǎn)生動能，帶動焊裝夾具完成開關(guān)夾等“精準”動作。導向氣缸在實際運用中非常廣泛，最顯著的效果就是可以安裝在空間狹小的部位，同時完成夾具動作和精準定位。常見的機構(gòu)有伸縮定位銷機構(gòu)，定位銷安裝在導向氣缸上，其伸縮動作及其精準導向功能剛好達到功能。

帶導向氣缸的的伸縮定位銷機構(gòu)，好用、節(jié)約空間，但是長時間使用后，仍然發(fā)現(xiàn)定位銷晃動的現(xiàn)象。究其原因，還是導向氣缸內(nèi)部的導向滑軌出現(xiàn)磨損、老化問題。根據(jù)上面的經(jīng)驗，很容易想到整體更換導向氣缸的思路，可根據(jù)實際情況，導向氣缸的價格昂貴，如果不能有效提升導向滑軌易磨損的問題，后期維護成本會非常高。

經(jīng)過現(xiàn)場員工發(fā)揮頭腦風暴，得出了以下解決方案：保留導向氣缸，增加高精度、耐磨的直線導軌。新增加的直線滑軌成本不及導向氣缸的 1/3，而使用壽命則是導向氣缸的 10倍之多。經(jīng)過現(xiàn)場使用驗證，所有新增直線滑軌的導向氣缸，不但伸縮定位銷尺寸精度高、動作順暢， 3年過去了仍保持較好的穩(wěn)定性。從根本上保證了焊裝零件的尺寸精度，該現(xiàn)場改善也推廣運用到了新焊裝夾具的設(shè)計上，為后續(xù)夾具設(shè)計留下了寶貴經(jīng)驗。

4 焊接夾具的精準度控制

焊裝夾具定位元件的精度直接影響零件安裝、焊接的精度，所以，我們需要重點關(guān)注定位元件的精準度，在年度焊裝夾具 CMM測量計劃中體現(xiàn)不同等級定位元件的重要性，以保證定位面與定位銷的精度。

4.1 定位面形狀精度檢測

在車身零件焊接過程中，定位面因與零件接觸、甚至發(fā)生磕碰，會產(chǎn)生一定量的磨損，如果磨損量超出公差范圍則很有可能導致定位面失效，影響車身尺寸精度。在某種車型的不同等級車身焊裝夾具中，若干個關(guān)鍵拼臺的焊裝夾具對整車大范圍尺寸影響巨大，根據(jù)年度 CMM測量計劃每月對定位面測量一次；對其他非關(guān)鍵拼臺的焊裝夾具則按需或按每季度對定位面測量一次，嚴格監(jiān)控定位面的磨損量在可接受范圍內(nèi)。檢測方法是使用便攜式三坐標測量儀對定位面進行測量，然后用實際測量數(shù)值與定位面名義值比對，得出定位面磨損量。若磨損量在定位面尺寸控制的公差范圍內(nèi)，則定位面能繼續(xù)使用，否則需要增加調(diào)整墊片進行校準。

4.2 定位銷位置精度檢測

在車身零件焊接過程中，定位銷受到的摩擦與沖擊最大，在惡劣的工況下定位銷會發(fā)生位置偏移，影響其位置精度。汽車焊裝夾具定位銷的位置精度要求很高，定位銷的位置精度變化用肉眼和普通測量工具難以檢測，必須借助三坐標測量儀檢測，同時還需建立夾具定位元件位置精度管理數(shù)據(jù)庫，對比前期數(shù)據(jù)表現(xiàn)，統(tǒng)計每次測量結(jié)果的合格率，同時結(jié)合工序能力分析方法，如統(tǒng)計過程分析（ SPC），根據(jù)分析報告對失效的定位銷進行校準。

5 結(jié)束語

通過以上論述，焊裝夾具對白車身尺寸的重要性不言而喻。在實際工作中，焊裝夾具的有效管理對提升白車身 CMM合格率與穩(wěn)定性、提高總裝零件裝配效率、降低車身尺寸偏差造成的成本損失與無用返工成果顯著。因此，焊裝夾具的管理也得到了汽車制造過程中各方面的支持與指導，對焊裝夾具后續(xù)的日常維護、不斷提升穩(wěn)定性與精準度營造了一個良好的氛圍，促進了過程控制與結(jié)果輸出的“雙贏”，為企業(yè)快速發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

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作者簡介

李宏偉： （1987.06—），男，廣西容縣人，本科，助理工程師，現(xiàn)于上汽通用五菱汽車股份有限公司，主要從事汽車焊裝夾具的日常維護、穩(wěn)定性提升三坐標測量等方面工作。