汽車焊接夾具的標準化設計及其關鍵技術研究

蘇暢+宋云

（長城汽車股份有限公司技術中心1河北省汽車工程技術研究中心2 保定 071000）

摘要：在汽車焊接夾具的設計過程中，要運用標準化的設計方法，運用更加科學合理的設計體系，才能夠把握設計的關鍵。本文主要針對汽車焊接夾具的設計展開分析，提出了一些更加有效的設計理念，從標準化設計的角度出發(fā)，研究了其關鍵的設計技術，希望能夠為今后的汽車焊接夾具設計帶來參考和借鑒。

關鍵詞：汽車焊接夾具，標準化設計，關鍵技術

前言：汽車焊接夾具的標準化設計，是當前設計的要求，也是未來設計的新趨勢，而如何把握設計的關鍵技術，選取更加合理的設計技術，有的放矢地開展設計工作，這是焊接夾具的設計人員需要明確的要點。

1、汽車焊接夾具在設計過程中的結構設計主要內容

隨著我國汽車需求量的增加，汽車生產制造商也不斷的增多，汽車制造產業(yè)也不斷地進行優(yōu)化，現(xiàn)在汽車的生產中，汽車焊接技術也得到了可持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)在我國的汽車焊接夾具設計仍有很大的進步空間，我國汽車制造行業(yè)應該在現(xiàn)階段達到科學水平的基礎上保證技術設計的合理性，提高產品的質量，從而將我國汽車制造行業(yè)推上一個新高度。下面進行詳細的論述以及分析。

1.1汽車焊接夾具的主要分類

伴隨著我國汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，我國汽車焊接夾具的種類也在不斷的增多，可以從焊接夾具的具體動力類型，夾具的具體使用途徑以及夾具的具體工作結構來對焊接夾具進行詳細的分類。首先我們從焊接夾具的驅動形式來分類，焊接夾具主要可以分為無驅動形式的焊接夾具；氣動形式的焊接夾具以及手動形式的焊接夾具。在汽車生產制作過程中手動形式的汽車焊接夾具以及氣動形式的汽車焊接夾具應用最為廣泛。在上述三種形式的焊接夾具中，無驅動形式的焊接夾具是應用定位塊來進行焊接定位的一種類型。無驅動形式的焊接夾具在應用過程中需要對定位進行具體操作，在定位完畢后就不需要給予額外的動力。手動形式的焊接夾具最主要的動力源就是通過人力來進行推動；手動形式的焊接夾具的設計原理就是四連桿結構，最主要是應用了四連桿結構的自鎖原理。

1.2汽車焊接夾具的設計基本機構以及設計過程中的主要事項

焊接夾具在結構上主要分為了六個主要部分，分別是夾具的機座機構，夾具的支撐機構；夾具的夾緊機構，夾具的定位機構，夾具的輔助機構和夾具的控制系統(tǒng)等。在上述的組成部件中，我們需要注意的一點是支撐機構是一種基本元件，同時也是汽車焊接夾具的最重要的組成部分。我們要嚴格的控制元件表面的精度，通過科學的控制來實現(xiàn)精度的達標。焊接夾具中的夾緊系統(tǒng)沒有特別指明的情況下是氣動形式的夾緊系統(tǒng)，同時手動的夾緊系統(tǒng)在設計過車過程中也有一定比例的應用。

2、汽車焊接夾具標準化設計的關鍵技術

2.1建立汽車焊接夾具類似零部件的標準化數(shù)據(jù)庫

（1）標準件的標準化數(shù)據(jù)庫建立。例如某型號標準件含有四個參數(shù)：長度L，寬度B，厚度T，孔徑D。夾具設計選用該類型標準件時，只需對上述四個參數(shù)進行賦值，即可尋找到數(shù)據(jù)庫中唯一對應上述參數(shù)的該類型標準件。如果參數(shù)賦值過程中，所需要參數(shù)的標準件不存在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫會提示出可供選擇參數(shù)，從而避免參數(shù)賦值過程的隨意性操作；（2）常用機構的標準化數(shù)據(jù)庫建立。常用機構是指汽車焊接夾具設計過程中使用頻率較高、功能較為統(tǒng)一的機構，如頂升機構、翻轉機構等。汽車零部件焊接生產線上，機構的數(shù)量大、種類多，但仍可將這一類的常用機構進行歸類整理，建立常用機構的標準化數(shù)據(jù)庫，從而縮短焊接夾具設計的周期；（3）外購件的標準化數(shù)據(jù)庫建立。常見的外購件包括氣缸、導軌、運動執(zhí)行機構等，相對于標準件而言，夾具設計中外購件的選取余地不大。對外購件建立標準化數(shù)據(jù)庫后，只需對關鍵的使用參數(shù)進行賦值，在滿足夾具設計要求的情況下，無需關注外購件的細節(jié)部分參數(shù)。以氣缸為例，在滿足重量、運動軌跡、不干涉的要求下，無需關注于氣缸的內部結構、局部尺寸等次要的參數(shù)。基于參數(shù)化的汽車焊接夾具標準化數(shù)據(jù)庫建立后，只需對零部件的可供選擇參數(shù)進行賦值，即可對應唯一零部件供設計使用。

2.2 汽車焊接夾具的機構運動分析如圖1

機構中一定數(shù)量的運動副連接從而能夠產生機構的運動。焊接夾具設計中最常用的運動機構屬于一類四連桿機構，其主要形式分為三類：1）擺動導桿機構，圖2（a）中氣缸的活塞桿推動壓板轉動從而對工件進行夾緊；2）曲柄滑塊機構，圖2（b）中連桿繞支點做曲柄轉動，壓板繞支點轉動，且氣缸導桿做直線運動，于是壓板的運動軌跡為曲線；（3）自鎖機構，圖2（c）中機構的鎖緊狀態(tài)實現(xiàn)了對工件的夾緊。

3、焊接夾具調試過程中的再設計

焊接夾具調試過程中的再設計對汽車焊接夾具的生產具有非常重要的作用，因此，作為汽車焊接夾具的設計者以及生產者必須要提高對調試過程中再設計的重視程度。對于一些大型的焊接夾具，由于它們的結構較其他焊接夾具比較復雜，從而導致這些焊接夾具在再設計過程中極其容易引起許多設計以及制造上的問題，從而大大降低產品的使用壽命和使用效率。為了解決這一問題，汽車焊接夾具的生產者必須要盡快地發(fā)現(xiàn)這些問題，并且找出造成這些問題的原因，然后根據(jù)實際情況來采取相對應的解決措施。另外，調試規(guī)模過大或者過小對焊接夾具的生產都有一定的影響，因此，我們必須要在調試的過程中不斷發(fā)現(xiàn)并且找出調試規(guī)律，從而使汽車焊接夾具可以更好的被應用到實際過程中。

結束語

綜上所述，汽車焊接夾具的標準化設計是為了進一步提高設計的水平，而且在焊接夾具的設計過程中，關鍵的技術必須要運用到位，避免在設計的過程中存在瑕疵和問題，才能夠提高汽車制造業(yè)的整體水平。

參考文獻：

[1]邊明軍.淺談汽車焊接夾具的結構設計研究與發(fā)展趨勢[J].軍民兩用技術與產品，2015（12）：22-22.

[2]萬文.汽車焊接夾具的結構設計研究[J].大科技，2016（24）：237-238.