基于汽車車身焊接夾具的設計芻議

姬月輝+趙立志

摘 要：汽車行業的迅速發展也促使著汽車的相關制造工作變得更加精密化、優良化、人性化，其中關于車身焊接夾具的設計問題，也成了車身制造中的重點內容之一。本文便從汽車車身的焊接夾具設計內容及其設計方法作出探究，以期為各位讀者提供參考。

關鍵詞：汽車車身；焊接夾具；設計

關于汽車制造的技術創新問題與操作流程問題一直是汽車行業發展的重要內容，為了要實現技術性能的突飛猛進，同時使得汽車車身焊接夾具獲得最佳使用效果，因此需要更加優良的設計方式。

一、汽車車身焊接夾具設計的相關概述

（一）焊接夾具的設計內涵

關于汽車車身的焊接夾具所包含的種類是比較多的，其分類的方法也有所不同，按照使用功能來說可以分為焊接夾具與裝配定位焊夾具。但在焊裝夾具的設計和制造過程中還是通常將二者共同結合起來使用，通過不同焊接夾具的不同用途實現同時裝備定位與焊接雙重的功能，在此過程中焊接夾具中的元件通過夾具設計對基準予以確定，相互結合著設計出焊裝夾具。焊接夾具的設計的技術要求要為焊接創造有利的環境，保證焊接與裝配工作必須在良好的情況下進行，同時焊接夾具的結構應當是開放的，進而才能使得操作更為方便。

（二）焊接夾具在車身的焊接夾具設計時的主要問題

第一，容易出現機械故障的情況導致設計工作陷入困難。在焊接時有些位置的氣缸壓頭在打開時明顯角度還不夠，不能夠對相關的元件部件實現輕易的取出。同時，這種雙抽缸定位方式也是極不穩定的，在許多時候都會出現機械故障，并且這些故障的處理都是依靠人力來完成的，所以關于人機協作的工程知識還無法很好的顯現出來。

第二，在開展設計工作時還容易出現結構的設計不合理問題。關于汽車車身的焊裝結構設計的不盡合理也會使得在制造過程中遇到技術門檻太低的問題，汽車車身的焊裝夾具要盡量采取分體式的模式，這樣的設計方案也更加有利于夾具的調整與拆裝。

二、關于設計車身焊接夾具的具體方法

（一）車身焊接夾具結構特點

第一，形狀結構十分困難，構圖也相對更加復雜。汽車車身主要是由一些薄板沖壓件組裝焊接而成的空間體，在車身的組合過程中為了保證其造型的美觀以及其剛性使用要求，因而車身的構成零件都必須是經拉延而成型的立體型曲面體，其結構性狀自然十分復雜。

第二，車身焊接會在空間的三位坐標上標注尺寸。汽車的車身產品主要是以三位坐標來對尺寸進行標注，并且為了體現覆蓋件被安排在汽車上位置以及更加有利于尺寸標注更加方便，我國的汽車車身一般相隔200mm/400mm便要劃定坐標網線，其三維坐標的基準應當為：前后向（y向）—以車身前輪位置為原點，向前為負值，向后為正值；以向上方向（z向）—縱梁平面為原點，原點以上為正值，以下為負值；以左右方向（x向）—汽車車身的對稱中心位置為原點，左右也無需區分正負。

第三，焊接夾具還具備精密的裝配精度。這里的裝配精度主要包含了兩方面的內容即外觀精度和骨架精度。其中外觀精度指的是汽車車門位置在裝配后出現的間隙面差，而骨架精度指的是三維的坐標值。貨車車身裝配的精度通常被控制在2mm之類，而轎車車身則一般被控制在1mm之內。在焊接時不僅要保證各項焊接工作需要按照工序焊裝的要求，同時也要對整體的焊裝精度也要進行嚴密的把握，以此才能通過不同工序件的匹配、調配來滿足汽車裝配的整體要求。

第四，在對車身的焊接夾具進行設計時，還要符合其定位夾緊的特點。車身的焊裝的復雜結構與龐大體積都給焊接夾具工作帶來巨大的挑戰，所以為了方便整個制造、裝備、檢測、維修的過程，在設計時也要對夾具實行分解，否則便無法完成測量工作。在對車身的焊裝夾具進行定位時，要利用沖壓件的曲面外形，并在曲面平臺上經過拉伸、壓彎等一系列加工以及經過修邊窗口與外部的邊緣，裝配時也要用工藝孔來定位，此種方法便在一定程度上幫助其決定了具備特殊性的定位形狀。此外，焊接夾具在定位過程中，還不能讓其形成互相干涉，將定位元件設置好時，要對工件的裝配中的依賴關系也要相互利用起來，并以此作為定位的自然支撐。

（二）設計車身焊接夾具的具體方法

第一，對于工件的焊接。在焊接工作的處理過程中，要結合汽車其他部件的制造形成統一的制造標準，并且對其具體的指標也要進行嚴格控制，特別是其中關于工件的焊接精密程度與速度指標，并且要保障在機器制造過程中的電焊同弧焊形成相應的技術控制。在當前的關于汽車焊接夾具的制造過程中，要完成加工工件的精確控制，那么焊接過程中的焊鉗姿態以及運動過程中形成的運用軌跡都要做到有所把握。此外，在夾具的焊接中還要對焊接的工件形成夾持定位，以此滿足整個非移動類工件的全面性定位，由此，也可以保證整體的定位功能同運動功能能夠得到完美呈現。

第二，焊接質量的檢查。為了確保整個焊接工作的高質量完成，在焊接整體的技術處理中要對車上的重要部位要做好焊接的檢查工作，確保整個焊接的牢固、焊縫位置的恰當，要實現焊接形狀的復合型、詳細化的檢測工作，以此實現夾具焊接工作的質量控制。

第三，注塑模的相關設計工作。這其中主要包含了幾方面的內容：凹模、分型面、凹模數量的安排狀況、冷卻通道布局的情況以及澆注位置的設計。模具工件的設計，必須要按照一模一腔的方式來完成，這樣既可以實現制造效率的提升，同時也可以對整體的花費起到降低的作用。

第四，利用新型計算機技術輔助焊接夾具設計工作的完成。計算機的輔助技術能夠在夾具設計中發揮效用，主要是通過計算機強大的系統處理功能來實現的，其具有的模塊化、集成化以及超強的診斷能力與變化能力，不僅能夠滿足可重復夾具的設計，同時還能夠對設計組合的水平起到一個有效提高的作用。

結束語：

在焊接夾具的設計過程中，設計人員必須要從汽車車身焊接的整體出發，在整體認知的情況下才能進行技術的創新工作。隨著這些極具進步性的設計模式的出現，也為汽車制造行業實現新的技術突破、降低焊接生產成本以及推動技術手段的優化創造了有利條件，進而促進汽車產業的全面繁榮。

參考文獻：

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[2]徐柳等.汽車車身焊接夾具設計簡介[J].大眾科技，2010，07：140+73.

[3]王學強.焊裝夾具在車身制造中的應用分析[J].企業技術開發，2016，18：45-46.

作者簡介：

1.姬月輝， 男，漢族，身份證號是120222198702204837，大學本科， 研究方向是機械設計與自動化，助理工程師。

2.趙立志，男，漢族，身份證號是120102198607230331，大學本科，研究方向是機械設計與自動化，助理工程師。