關于氣動系統在汽車工裝夾具上的應用探討

韓鈺

摘 要：本文基于汽車車身工裝夾具基礎內容展開分析，結合氣動系統的基礎組成和應用特征。通過研究氣缸的應用、控制閥應用、氣動三聯件、管路應用、消聲器應用等內容。其目在于明確氣動系統的應用要點，為后續應用體系的完善奠定基礎。

關鍵詞：氣動系統 汽車工裝夾具 應用特點 控制閥

Discussion on the Application of Pneumatic System in Automobile Tooling Fixtures

Han Yu

Abstract：This article is based on the analysis of the basic content of the car body tooling fixture， combined with the basic composition and application characteristics of the pneumatic system. By studying the application of cylinder， control valve application， pneumatic triplet， pipeline application， muffler application and so on， the article is to clarify the application points of the pneumatic system and lay the foundation for the improvement of the subsequent application system.

Key words：pneumatic system， automobile tooling and fixture， application characteristics， control valve

1 引言

在新時代交通運輸行業發展速度不斷加快的背景下，我國汽車制造業也迎來了新的發展機遇。汽車車身工裝夾具作為汽車車身生產零件的重要工具，其工作質量直接影響到產品的生產速度和生產質量。而氣動系統作為工具運行時的動力來源，通過將氣動系統應用到汽車工裝夾具當中，不僅可以提升系統運行穩定性，而且對于提升成品應用價值也有著積極的現實意義。

2 汽車車身工裝夾具的基礎內容

2.1 基本組成

如圖1所示，在汽車生產過程中，其車身工裝夾具主要有工作拼臺、支撐件、引入件、定位件、壓緊件、鎖緊件等部分組成，這些個部件可以根據產品結構不同自由組合，方便靈活，能適用于所有類型工件結構，屬于全能工裝類結構。在汽車制造過程中，常用到的工裝夾具為柔性工裝夾具，其是介于傳統結構和現代化結構之間的一種類型，在部分小總成模塊上應用先進的柔性工裝技術，但在一些大總成上使用的是傳統與柔性相結合的方式，在局部小總成模塊上進行柔性處理，在基準工裝上使用傳統的非柔性結構。而在經常變動的小總成部件工裝中，設計時會考慮使用柔性焊接夾具工裝，達到部分或局部等模塊單獨設計工裝，起到優化應用系統，提升設計內容可靠性的作用。

2.2 應用價值

汽車車身車工裝夾具在應用過程中，具備了以下應用價值：第一，幫助零件進行轉移，工裝夾具在工作期間，會利用定位件對于待夾取零件進行位置定位，在夾取到零件之后，會借助壓緊件和鎖緊件對其進行固定，以免轉移期間脫落的情況出現。在轉移到下一個操作平臺后，夾具松開零件，將其放置在定位件上，該夾具回歸到初始位置重復移動操作。第二，減少勞動力支出，工裝夾具能夠保持持續、重復的工作狀態，并且在程序引導下，操作誤差較小，減少了人為失誤幾率，起到節約資源的作用。

3 氣動系統的組成特點

3.1 基礎組成

總結以往工廠生產經驗，氣動系統主要由兩部分內容組成：一部分是氣體能量轉換裝置（即空氣壓縮機），其作用是將原動機運行時所產生機械能順利轉換為氣體壓力能，以供給給氣缸進行下一環節的操作。另一部分則是動力裝置，即氣缸、氣馬達等，其主要作用是將產生的壓力能，再次轉換為機械能，從而推動工裝夾具進行上升、下降、旋轉、夾取等操作。兩組系統會通過管路進行連接，其流量情況則會通過控制閥來調整，借此來確保工裝夾具運行過程的穩定性和安全性，具體組成部件如圖2所示。

3.2 應用特點

在實際應用中，氣動系統在使用期間具備了以下應用特點：第一，系統將空氣作為動力來源，其原料不具備任何的污染問題，而且也不需要擔心來源問題，原料的來源十分廣泛。第二，因為系統在工作期間，將空氣作為了主要的生產原料，因此系統工作時具備了較強的經濟性，可以有效降低材料生產期間的應用成本。第三，氣動系統的構成相對簡單，在應用期間基本不存在燃爆的問題，系統使用時的安全性較強，滿足系統的基礎應用需求。第四，系統在應用期間具備了較強的使用壽命，而且在出現應用問題后進行檢修時，也可以在短時間內完成故障排查工作，具備了較強的經濟性。

4 氣動系統在汽車車身工裝夾具上的應用

4.1 氣缸的應用

在氣動系統組成結構中，氣缸屬于基礎的構成部分，如圖3所示，氣缸主要由缸筒、緩沖套、密封圈、緩沖閥等結構組成。在工作中，其主要作用是將壓縮空氣內的能量轉換為機械能，氣缸另一端通過軸桿和工裝夾具關聯在一起，產生的機械能通過軸桿傳遞到夾具中，推動其進行上升、下降、旋轉、夾取等操作。在對氣缸進行選擇時，也需要注意以下幾點內容：第一，進行氣缸缸徑的選擇，該數值需要通過計算模型來獲得;第二，對于氣缸的行程進行選擇，除特殊要求需要定制行程外，可選擇標準行程作為參考;第三，加強安裝型式的選擇，目前使用較多的型式包括前法蘭式、后法蘭式、懸耳式等，結合實際需求進行選擇即可。

4.2 控制閥應用

在氣動系統運行過程中，控制閥的主要作用是對進氣量進行控制，以穩定汽車車身工裝夾具的工作狀態。在夾具執行不同操作指令時，其耗費的能量存在著一定差異，此時便需要借助控制閥來完成進氣量調整，借此來影響到氣缸運行時產生的機械能。在氣動系統中的控制閥很少單獨進行應用，一般都會和其他氣動附件，如油霧器、空氣過濾器等附件一起進行使用。目前應用較多的控制閥有兩類，一類是節流閥，其作用是用來控制系統內的流速，常用的節流閥有單向節流閥和雙向節流閥[1]。另一類是換向閥，我們常常用的是二位五通閥，用來控制氣流的流通方向，穩定系統工作狀態穩定性。

4.3 氣動三聯件

為了穩定夾具的工作狀態，一般會將一些零件組合在一起進行使用，如氣動三聯件就是將減壓閥和油霧器、空氣過濾器組合在一起的單元系統，在實際應用中，會將氣動三聯件中的某一結構，如減壓閥，和氣源管路連通在一起，而另一端口則會和換向閥的進氣口連接在一起，使其可以形成一個穩定的通路[2]。在單元系統中，一般都會配備氣壓表，用來監測氣動系統壓力的變化情況。在具體的工作期間，過濾器會對空氣中的水分和顆粒物過濾掉，將干凈的壓縮空氣傳入到氣缸當中，而油霧器則會結合情況為軸桿提供霧化處理的潤滑油，以此來確保整個工作流程的順利進行。

4.4 管路應用

在氣動系統工作過程中，會使用到許多的管路結果，其主要作用是用來傳輸壓縮空氣，所使用的材料主要有鋼制管道和尼龍膠管兩種。如果使用的管道為鋼制材料，那么可采用水煤氣管來輔助工作的進行，因其穩定性較強，一般會將其直接和氣缸連接在一起，作為系統運行期間的主氣管道[3]。而使用到的膠管會作為輔助氣路，將其和小型系統關聯在一起。但是接頭位置都是用鋼制管道，而且還需要搭配密封圈進行使用，從而確保管路運行過程的穩定性。

4.5 消聲器應用

在氣動系統工作期間的主要原料為空氣，壓縮空氣在管路中傳輸時會產生一定的噪音，影響到工作周圍環境質量。因此在氣動系統組建期間也會使用到消聲器結構，用于降低管路使用噪音，提高氣路運行期間的穩定性。在對消聲器進行選擇時，需要結合工裝夾具的基礎規模和氣動系統規模來進行篩選。同時也需要明確消音器具體的安裝位置，如管道連接處、彎道處、排氣口等，借此來提高消音器的應用效果。另外，對于經常接拔的部位也需要使用消音器，同時也需要安裝轉換頭，確保系統工作狀態穩定性[4]。

5 結束語

綜上所述，在汽車車身工裝夾具應用過程中，氣動系統具備很強的使用價值。該系統在使用期間，能夠輔助工裝夾具動態調整夾取壓力、移動速度，這也避免了夾取過程中零件脫落、變形的情況出現。而且系統在應用中，還可以優化生產線的資源配置，在確保產品生產質量的同時，減少生產期間的成本支出。

參考文獻：

[1]徐鍇.關于氣動系統在客車工裝夾具上的應用探討[J].汽車實用技術，2019（16）：182-183.

[2]涂凱功.無極繩絞車與氣動單軌吊運輸系統在新義礦業的應用[J].內蒙古煤炭經濟，2019（07）：95-96.

[3]陳飛，王林照.頂模塊化焊接夾具在客車上的應用[J].安徽科技，2019（02）：53-54.

[4]石成義，劉恒，丁學全，張令軍.客車訂單式生產模式下的骨架工裝體系建立[J].客車技術與研究，2016，38（02）：43-45.