基于汽车车身焊接夹具的设计刍议

姬月辉+赵立志

摘 要：汽车行业的迅速发展也促使着汽车的相关制造工作变得更加精密化、优良化、人性化，其中关于车身焊接夹具的设计问题，也成了车身制造中的重点内容之一。本文便从汽车车身的焊接夹具设计内容及其设计方法作出探究，以期为各位读者提供参考。

关键词：汽车车身；焊接夹具；设计

关于汽车制造的技术创新问题与操作流程问题一直是汽车行业发展的重要内容，为了要实现技术性能的突飞猛进，同时使得汽车车身焊接夹具获得最佳使用效果，因此需要更加优良的设计方式。

一、汽车车身焊接夹具设计的相关概述

（一）焊接夹具的设计内涵

关于汽车车身的焊接夹具所包含的种类是比较多的，其分类的方法也有所不同，按照使用功能来说可以分为焊接夹具与装配定位焊夹具。但在焊装夹具的设计和制造过程中还是通常将二者共同结合起来使用，通过不同焊接夹具的不同用途实现同时装备定位与焊接双重的功能，在此过程中焊接夹具中的元件通过夹具设计对基准予以确定，相互结合着设计出焊装夹具。焊接夹具的设计的技术要求要为焊接创造有利的环境，保证焊接与装配工作必须在良好的情况下进行，同时焊接夹具的结构应当是开放的，进而才能使得操作更为方便。

（二）焊接夹具在车身的焊接夹具设计时的主要问题

第一，容易出现机械故障的情况导致设计工作陷入困难。在焊接时有些位置的气缸压头在打开时明显角度还不够，不能够对相关的元件部件实现轻易的取出。同时，这种双抽缸定位方式也是极不稳定的，在许多时候都会出现机械故障，并且这些故障的处理都是依靠人力来完成的，所以关于人机协作的工程知识还无法很好的显现出来。

第二，在开展设计工作时还容易出现结构的设计不合理问题。关于汽车车身的焊装结构设计的不尽合理也会使得在制造过程中遇到技术门槛太低的问题，汽车车身的焊装夹具要尽量采取分体式的模式，这样的设计方案也更加有利于夹具的调整与拆装。

二、关于设计车身焊接夹具的具体方法

（一）车身焊接夹具结构特点

第一，形状结构十分困难，构图也相对更加复杂。汽车车身主要是由一些薄板冲压件组装焊接而成的空间体，在车身的组合过程中为了保证其造型的美观以及其刚性使用要求，因而车身的构成零件都必须是经拉延而成型的立体型曲面体，其结构性状自然十分复杂。

第二，车身焊接会在空间的三位坐标上标注尺寸。汽车的车身产品主要是以三位坐标来对尺寸进行标注，并且为了体现覆盖件被安排在汽车上位置以及更加有利于尺寸标注更加方便，我国的汽车车身一般相隔200mm/400mm便要划定坐标网线，其三维坐标的基准应当为：前后向（y向）—以车身前轮位置为原点，向前为负值，向后为正值；以向上方向（z向）—纵梁平面为原点，原点以上为正值，以下为负值；以左右方向（x向）—汽车车身的对称中心位置为原点，左右也无需区分正负。

第三，焊接夹具还具备精密的装配精度。这里的装配精度主要包含了两方面的内容即外观精度和骨架精度。其中外观精度指的是汽车车门位置在装配后出现的间隙面差，而骨架精度指的是三维的坐标值。货车车身装配的精度通常被控制在2mm之类，而轿车车身则一般被控制在1mm之内。在焊接时不仅要保证各项焊接工作需要按照工序焊装的要求，同时也要对整体的焊装精度也要进行严密的把握，以此才能通过不同工序件的匹配、调配来满足汽车装配的整体要求。

第四，在对车身的焊接夹具进行设计时，还要符合其定位夹紧的特点。车身的焊装的复杂结构与庞大体积都给焊接夹具工作带来巨大的挑战，所以为了方便整个制造、装备、检测、维修的过程，在设计时也要对夹具实行分解，否则便无法完成测量工作。在对车身的焊装夹具进行定位时，要利用冲压件的曲面外形，并在曲面平台上经过拉伸、压弯等一系列加工以及经过修边窗口与外部的边缘，装配时也要用工艺孔来定位，此种方法便在一定程度上帮助其决定了具备特殊性的定位形状。此外，焊接夹具在定位过程中，还不能让其形成互相干涉，将定位元件设置好时，要对工件的装配中的依赖关系也要相互利用起来，并以此作为定位的自然支撑。

（二）设计车身焊接夹具的具体方法

第一，对于工件的焊接。在焊接工作的处理过程中，要结合汽车其他部件的制造形成统一的制造标准，并且对其具体的指标也要进行严格控制，特别是其中关于工件的焊接精密程度与速度指标，并且要保障在机器制造过程中的电焊同弧焊形成相应的技术控制。在当前的关于汽车焊接夹具的制造过程中，要完成加工工件的精确控制，那么焊接过程中的焊钳姿态以及运动过程中形成的运用轨迹都要做到有所把握。此外，在夹具的焊接中还要对焊接的工件形成夹持定位，以此满足整个非移动类工件的全面性定位，由此，也可以保证整体的定位功能同运动功能能够得到完美呈现。

第二，焊接质量的检查。为了确保整个焊接工作的高质量完成，在焊接整体的技术处理中要对车上的重要部位要做好焊接的检查工作，确保整个焊接的牢固、焊缝位置的恰当，要实现焊接形状的复合型、详细化的检测工作，以此实现夹具焊接工作的质量控制。

第三，注塑模的相关设计工作。这其中主要包含了几方面的内容：凹模、分型面、凹模数量的安排状况、冷却通道布局的情况以及浇注位置的设计。模具工件的设计，必须要按照一模一腔的方式来完成，这样既可以实现制造效率的提升，同时也可以对整体的花费起到降低的作用。

第四，利用新型计算机技术辅助焊接夹具设计工作的完成。计算机的辅助技术能够在夹具设计中发挥效用，主要是通过计算机强大的系统处理功能来实现的，其具有的模块化、集成化以及超强的诊断能力与变化能力，不仅能够满足可重复夹具的设计，同时还能够对设计组合的水平起到一个有效提高的作用。

结束语：

在焊接夹具的设计过程中，设计人员必须要从汽车车身焊接的整体出发，在整体认知的情况下才能进行技术的创新工作。随着这些极具进步性的设计模式的出现，也为汽车制造行业实现新的技术突破、降低焊接生产成本以及推动技术手段的优化创造了有利条件，进而促进汽车产业的全面繁荣。

参考文献：

[1]许瑞麟等.汽车车身焊接技术现状及发展趋势[J].电焊机，2010，05：1-18.

[2]徐柳等.汽车车身焊接夹具设计简介[J].大众科技，2010，07：140+73.

[3]王学强.焊装夹具在车身制造中的应用分析[J].企业技术开发，2016，18：45-46.

作者简介：

1.姬月辉， 男，汉族，身份证号是120222198702204837，大学本科， 研究方向是机械设计与自动化，助理工程师。

2.赵立志，男，汉族，身份证号是120102198607230331，大学本科，研究方向是机械设计与自动化，助理工程师。