汽車焊接夾具設(shè)計的研究與進(jìn)展

趙曉萱

摘 要：當(dāng)前我國的汽車制造業(yè)正在加速發(fā)展，新的發(fā)展環(huán)境要求汽車技術(shù)向更加環(huán)保、更加嚴(yán)格的水平邁進(jìn)，汽車的安全和舒適是越來越多的汽車制造商所追求的，汽車車身所需材料逐漸向輕合金，高強(qiáng)度鋼進(jìn)行轉(zhuǎn)變，不同材料的使用對于車身焊接技術(shù)也有著不同的要求。焊接夾具是汽車車身焊裝生產(chǎn)線上的關(guān)鍵工藝設(shè)備，事關(guān)整個汽車的制造質(zhì)量。它的設(shè)計制造的水平和周期直接影響著整個焊接工藝水平、汽車生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：汽車;焊裝夾具;設(shè)計

1 焊接工裝夾具流程

汽車鈑金焊接工裝夾具作為汽車本身裝配的關(guān)鍵，在實現(xiàn)工裝夾具生產(chǎn)線路及生產(chǎn)制造過程中，勢必要重視汽車配置，包括焊裝加夾具所在工藝內(nèi)的研究領(lǐng)域，通過重視裝配及焊接夾具的共同參與，實現(xiàn)對零部件裝配及相應(yīng)的裝家具定位，都實現(xiàn)了生產(chǎn)線的校準(zhǔn)及測試。在完成焊接配件檢測后，無法將具體的焊接質(zhì)量交由焊裝夾具，那么汽車鈑金焊接工裝夾具在設(shè)計過程中，汽車的生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量即為一大保障。通過依據(jù)汽車本身焊接工裝夾具的制造質(zhì)量及生產(chǎn)周期，從而對焊裝夾具具體設(shè)計精準(zhǔn)程度加以確定，為了對焊裝家具的技術(shù)水平加以改善提升，通過借助汽車焊裝夾具設(shè)計，實現(xiàn)對設(shè)計流程的不斷調(diào)整及驗證，可以有效解決汽車企業(yè)在生產(chǎn)中的諸多棘手問題。

2 焊接夾具的設(shè)計方法與步驟

2.1 在進(jìn)行夾具設(shè)計工作前，首先應(yīng)了解所開發(fā)車型的生產(chǎn)綱領(lǐng)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息、工藝要求及生產(chǎn)線布置方式，做好充分的前期產(chǎn)品分析，參考行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有車型的生產(chǎn)線方案及夾具結(jié)構(gòu)，確定整車的輸送方式及工藝水平。

2.2 根據(jù)焊接工藝文件的焊點(diǎn)信息，確定焊鉗型號、數(shù)量及懸掛方式。

2.3 根據(jù)車身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及焊接設(shè)備型號確定夾具的定位夾緊方式，同時根據(jù)沖壓件具體的結(jié)構(gòu)及精度確定夾具定位數(shù)量、位置關(guān)系。

2.4 進(jìn)行夾具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)件及成型的模塊結(jié)構(gòu)。充分從人機(jī)工程角度考慮，結(jié)構(gòu)盡量簡易化、輕便化。

3 車身夾具設(shè)計

3.1 合理分解汽車車身零部件，確定所需夾具種類。

車身整體是由零部件進(jìn)行焊接而成，由兩種及以上零件所焊接而成的工件稱為焊合件，若干個焊合件和零件經(jīng)裝焊工序得到分總成，例如車身駕駛室是由不同的焊合件進(jìn)行組裝而成，根據(jù)實際的車身狀況設(shè)計夾具的尺寸規(guī)格，這樣能夠保證在進(jìn)行焊接過程中的車身質(zhì)量和焊接效率。

3.2 確定裝配夾具自動化程度的高低。

不同的汽車生產(chǎn)效率是不同的，目前汽車車身生產(chǎn)平臺均是自動化的安裝，整個生產(chǎn)線是由夾具動作，裝配，焊接構(gòu)成，當(dāng)前的夾具設(shè)計整體性較差，生產(chǎn)需要有夾具時間，不同的工件之間需要將夾具來回運(yùn)輸，直接導(dǎo)致生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率有所影響，因此在設(shè)計夾具的過程中要充分的考慮到自動化的生產(chǎn)能力，從而提升效率，降低成本。明確夾具尺寸規(guī)格，夾具的應(yīng)用就是提供焊接質(zhì)量，因此對于夾具的規(guī)格也是有著一定的要求。首先夾具的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)需要按照汽車車身進(jìn)行設(shè)計，這樣才能保證設(shè)計的夾具能夠正常使用，根據(jù)夾具所在工作高度，設(shè)計夾具底板的高度，其次了解焊點(diǎn)的位置，根據(jù)車身焊裝的實際位置進(jìn)行設(shè)計夾具，使得夾具的位置科學(xué)合理準(zhǔn)確的進(jìn)行分布，同時根據(jù)組裝順序，焊點(diǎn)位置，進(jìn)行粗略的規(guī)劃和設(shè)計，最終確定夾具的尺寸規(guī)格。

3.3 合理地選擇夾具的定位。

汽車車身形狀復(fù)雜，車身本身易變形，在夾具定位上采用孔定位，從而使得在焊裝過程中降低焊接變形的情況，在進(jìn)行孔定位要首先考慮車身沖壓的定位孔，定位孔并不是越多越好，在設(shè)計的過程中需要將能夠循環(huán)利用的定位孔發(fā)揮作用，其次對于設(shè)計人員也有著要求，設(shè)計人員需要充分的了解車身的沖壓工序和裝配工件尺寸，保證設(shè)計出的定位孔能夠有效使用，同時在選擇定位孔盡可能避免小孔的出現(xiàn)，大直徑的孔能夠避免定位銷出現(xiàn)折斷的現(xiàn)象，最終才能使得車身焊裝科學(xué)有序的開展進(jìn)行。

4 裝配焊接夾具形式

4.1 確定設(shè)計基準(zhǔn)

通過對焊接工裝夾具設(shè)計于固定的坐標(biāo)系統(tǒng)中，尋找相應(yīng)的焊接夾具支撐坐標(biāo)尺寸，找出對應(yīng)的坐標(biāo)大小。經(jīng)過整體的焊接工裝夾具總品方式，確定相應(yīng)的焊接夾具安裝基準(zhǔn)。該基準(zhǔn)作為焊接夾具的總拼安裝平臺，經(jīng)由X、Y坐標(biāo)實施能夠確定于固定位置上，之后根據(jù)針對性的高度，實現(xiàn)坐標(biāo)調(diào)節(jié)。

4.2 基準(zhǔn)空安裝方法

通過構(gòu)建焊接夾具總拼平臺，作為完成基準(zhǔn)空間設(shè)計的根本需要。同時還達(dá)到了較高的焊接夾具坐標(biāo)要求，并非所有坐標(biāo)都是互相垂直構(gòu)成，應(yīng)當(dāng)對XY平面系統(tǒng)坐標(biāo)設(shè)計基準(zhǔn)相結(jié)合，從而構(gòu)建基準(zhǔn)精確及測量建立坐標(biāo)體系，有效保證兩個基準(zhǔn)達(dá)到的方向協(xié)同。

5 我國汽車焊接夾具的發(fā)展現(xiàn)狀

焊接是汽車制造過程中極為重要的一個環(huán)節(jié)和步驟，而我國焊接夾具的制造技術(shù)在國際上處于比較落后的地位，技術(shù)力量相對薄弱，同時，在焊接夾具的設(shè)計、生產(chǎn)過程中沒有相關(guān)的制度和規(guī)章對此活動進(jìn)行完善和規(guī)范，管理體制也極為松散，因此，出現(xiàn)了許多的問題制約了焊接夾具的進(jìn)一步發(fā)展和進(jìn)步。在焊接夾具設(shè)計之前要將使用用途和使用環(huán)境等一系列基本數(shù)據(jù)和因素進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研，根據(jù)調(diào)研分析整理出的相關(guān)使用精度等數(shù)據(jù)進(jìn)行初步設(shè)計。焊接夾具的制造生產(chǎn)水平高低和生產(chǎn)周期直接影響、決定著汽車制造過程中焊接作業(yè)的質(zhì)量。近年來，由于我國汽車消費(fèi)量逐年遞增，汽車行業(yè)成為我國重點(diǎn)扶持和關(guān)注的朝陽產(chǎn)業(yè)，發(fā)展勢頭迅猛，國有品牌在技術(shù)等方面也取得了較大的突破和成功。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，汽車生產(chǎn)過程中所必須的焊接夾具也得到了一定的發(fā)展，生產(chǎn)和設(shè)計的廠家數(shù)量也連年遞增，雖然數(shù)量上占有一定的優(yōu)勢，但在實際的生產(chǎn)制造和設(shè)計方面仍存在較大的缺陷和不足，生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)規(guī)模和管理水平、能力達(dá)不到理想的程度，且設(shè)計方面的不足較為明顯，不能全面的考慮到焊接夾具在實際使用過程中的種種需求。

結(jié)語

汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展動向及車身構(gòu)造的變化帶來夾具設(shè)計的更新，隨著人們對汽車文化的追求，舒適安全又不失個性迫使車身結(jié)構(gòu)向著穩(wěn)定化、合理化發(fā)展。車身結(jié)構(gòu)的輕量化和合理化使得新的車身材料和新的車身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。汽車生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新，精益生產(chǎn)、同步工程、即時生產(chǎn)等生產(chǎn)方式的出現(xiàn)，導(dǎo)致新型汽車夾具的出現(xiàn)。

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