关于汽车焊接夹具设计的初步探讨

刘振京

引言：在汽车焊接的流水线生产中，焊接操作的工作量不是太大，平均每日工作量只占车间工作总量的三分之一上下，但各种辅助工作和装夹工作所占比例却较大。但汽车的焊接夹具又是进行装夹工作的基础，因此，汽车的焊接夹具工作在整个焊接工作中占有极其重要的位置。

在对汽车车身进行装配工作时，通常都将夹具叫做装配夹具。我们都知道，装配夹具的组成包括样板设备、装配件设备、型架设备以及与之相关的装配台设备等，这些与基础设备位置装配定位方式相关的夹具工作都主要依靠获取零件来完成，在进行焊接工作时为了满足产品装配的要求以及汽车的使用要求，在开始焊接前的定位焊操作中都需用到上述设备。

一、汽车焊接线车身主检具特点与要素分析

汽车的闭合件、车身翼子板和汽车的内部外部装饰组合而成的形式叫做汽车车身自检，借助这种组装方式能够比较准确的确定各个零件的安装位置、零件安装间隙、两个零件之间的形面高差。并且在整个基础上能够对已运行的相应零件及零件功能进行科学的检测。借助汽车车身主检设备完成车体规格和使用效果检查时，各种零件的基础工作情况都比较稳定，但是也不能忽略有关校正问题，要及时发现并对实物或模型进行调整。

通过上述方式能有效的减少汽车车身产品开发所需的生产周期，同时还能提高零件质量，降低零件生产的误差。零件供应商在供给零件时一般都要对供货质量进行检查，然后才能对装配工艺有一个深入的了解并加以研究。开始生产前必须进行严格的检查，以便于及时发现、解决问题，减少不必要的损失。我们还应该知道，现今的供应商较多，在零件制作上已不会出现太大的问题。可是在实际工作中，还要受到我国汽车开发现状的制约，不过主检具已开始在我国得到推广并有着良好的发展态势。

二、装焊夹具的具体作用要点分析与概述

在对车身进行焊接时，各个车身零件的夹紧及定位工作都需要借助相应的装焊夹具才能完成，因为只有使用这些设备，才能使车身组件分总成及车身组件总成都能超过规定的标定位置，还能保证两者一直维持原有的几何形态。装焊夹具的质量决定着焊接施工能否顺利进行，在选择焊枪时，如果使用了反作用焊枪则能对有关机构系统起到预订支撑装置的作用，然后再进行焊接连接位置的压紧工作，这样才能保证后面的焊接能顺利完成。焊接夹具的质量越高，则装配耗时越短，工作效率越高，所以，在焊接工作中，一定要保证焊接夹具的高质量。

三、装焊夹具在整体系统结构中主要特点分析

定位零件的形态、种类都较多，对精度也有较高得到要求，所以设计起来有较大的难度。汽车车身零件的冲压件几乎都是曲面，这种曲面冲压件的形态较繁复但其刚性比较小，深度加工时容易发生变形。所以在开展夹具定位工作时，一定要先确定好操作定位面，一般定位面都选取在车身的断面。为使汽车车身的装配精度能够符合有关标准，我们就要选择零件表面和车身定位表面一致的零件。所以，最好使用装焊夹具远近定位表面仿形定位方式来完成焊接操作，这样能够借助数控加工设备对零件的最终形态和规格进行较准确的确定。夹紧设备处于敞开状态能使后面的续焊夹具制件操作更便捷，装焊焊接时要本着循序渐进的原则。把零件准确排放在夹具的相应位置，等到焊接工作结束后，夹具车身组件也已经被拿出，分总成及总成件也大致成形。

四、焊接夹具的设计方法及流程分析

开展夹具焊接的基础设计之前，一定要尽快熟练了解生产设计纲领、产品自身的特性、生产工艺、具体生产流程，还要保证所掌握的设计纲领的准确性。此外，要善于收集国内外与此有关的信息，更好的掌握这类技术的特点和各种设备的结构、使用功能及普遍性问题。还要根据制定的生产计划、产量要求，来科学的确定夹具的复杂程度和自动化程度。还应对具体焊件的形态、质地、规格和复杂程度进行实地考量，以准确选择其结构形式。然后科学的选用焊接方法，也就是科学控制焊接设备的运行，焊件的规格和夹压部位。根据冲压件的焊接特征和后面的工作需要，合理确定关键点和定位点。还要根据工件的流向，将夹具的各种辅助装置、传送装置、承托装置等连接起来。主体结构确定完毕后，还要确定辅助装置，包括设计所需的水、气、电等。设置快速接头时要严格按照规定，还要对气动元件盒覆盖件外部焊点的铜板科学的安排。在整个操作过程中还要时刻保证操作的安全性。

五、装焊夹具的构成和相关要求

5.1 夹具地板

一般情况下，汽车焊接夹具由夹具地板定位设备、夹紧设备、测量仪器和辅助系统组成。其中夹具地板是最基本的组成，对精度有较高的要求，这是为了避免其影响定位设备的工作。因此，对工作地面的平整度和光滑度要求近乎苛刻。夹具地板是夹具进行自身测量的基准装置，因此在设置夹具地板时，要留有合适的空间来安装测量装置的基准槽和基准孔，这样能使实际测量工作更加方便。

5.2 定位装置

汽车中的定位装置结构包含多种定块，例如：固定销定块、插销定块、挡铁定块和依据据焊件实际形状确定定位块等。焊接夹具工作时的频率较高、应用范围也较广，所以要求定位元件有较好的刚度及硬度。为了使调整、更换定位元件的工作更便捷，一般都将定位机构装置成组合可调式。所以，一旦确定某个定位元件的具体形状，就可以将其用于多个车型，这样还可把定位元件设计成标准通用系统元件。各个汽车的结构差异是很大的，特别是重、中、轻、微型车之间，所以，要根据车型来科学的确定各种焊接夹具的标准，以满足不同车型的需求。

5.3副车架下板分总成焊接夹具设计制作应包括工装旋转台，工装能够在旋转台上快速安装、拆卸。

5.4副车架总成焊接工装包含夹具安装架，保证焊接时焊枪的可达性及可操作性。

5.5工装局部结构设计时，必须保证定位端部（工装基准）的刚性，使用30Kg的力向下压时，定位端部的变形量应该在0.1mm以下。

5.6焊接工装采用模块化、标准化设计制造，采用SMC品牌气动元件，工装气动机构主动防护工装定位面或定位孔。所有气缸带有缓冲装置，并装有消声器。

5.7工装设计要充分考虑工件定位及焊接工艺性，保证最小的焊接变形，各压紧机构均带有死点，每个机构连接的定位点或压紧点最多不超过2个。

6 结束语

综合本文论述，焊接流水线生产工作的顺利与否与夹具结构的合理程度有着极大的关系，焊接耗时也受此影响，所以必须选择结构合理的夹具，这样才能保证生产质量，提高生产效率。笔者分析了汽车焊接施工的特点和发展现状，并对汽车焊接夹具的设计理念和方式进行了详尽的阐述。

参考文献

[1]赵静，张俊华，李春植，邓早春.汽车车身焊装生产线和焊装夹具简介[J].现代制造技术与装备，2007（01）：44-46.

[2]张无忧.焊接夹具影响车身制造精度[J].现代零部件，2010（05）：15-17.

（作者单位：长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车工程技术研究中心）