汽车车身焊接夹具的设计规律

2017-02-09刘瑞娟

科技创新与应用 2017年2期

刘瑞娟

摘要：在我国经济发展的过程中，有很多行业的发展都在很大程度上帮助了我国经济的快速增长。在世界范围内，国家经济体系中，汽车工业占有的比例很大程度上决定了国家的发展程度。目前，世界上的发达国家汽车占有的经济比重都非常大，汽车已然成为国家的经济支柱。在汽车工业中，汽车的研制以及汽车的生产，汽车的销售和汽车的运营都在很大程度上关系到一个国家的经济发展，任何一个同汽车工业相关联的环节出现变化，都能够导致国家经济的改变以及推动，因此很多国家现在已经在逐渐地重视汽车工业的发展和创新，我国也不例外。在汽车车身的设计以及研制过程中有许多需要注意的事项，文章主要针对汽车车身焊接夹具的设计普遍规律进行详细的论述以及分析，希望通过文章的阐述以及分析能够有效地提升我国汽车车身焊接夹具的发展，同时也希望为我国汽车行业的进一步发展以及创新贡献一份力量。

关键词：汽车车身；焊接夹具；设计规律；分析

在我国的汽车研制以及生产过程中，焊装过程、总装过程以及涂装过程都是其中非常关键的核心内容。在汽车焊接装配的过程中，为了有效地保障车身的焊接质量，要对焊接夹具的质量进行有效的控制以及把关。作为焊接装配的重要组成部分，焊接夹具的质量直接关系到汽车车身的具体形状以及精度和尺寸。因此在汽车设计过程中我们要对汽车焊接夹具的设计以及生产质量给予足够的重视。只有在汽车制造过程中有效地控制汽车夹具的质量和精度，才能够保障汽车车身的制造质量，保障车身的最终精度要求和汽车的生产周期的控制。

1 我国汽车行业中汽车车身的主要结构特点

在汽车车身制作过程中，我们通常采用的结构是由内外覆盖件以及骨架件部分构成的。车身覆盖件的钢板厚度通常控制在0.8mm到1.2mm，骨架件的钢板厚度控制在1.2mm到2.5mm，在设计以及制作过程中上述的部件厚度是一个非常严峻的挑战。

1.1 汽车车身的结构较为复杂，对于汽车车身的绘制以及造型有很大的难度

汽车车身构件都是薄板冲压件，这些相关的零件多是拉延而成的多维曲面体，结构比较复杂，在装焊成组件或壳体的时候，还需要考虑到车身造型，同时由于组件或壳体刚性的限制，给设计中的图纸绘制和三维造型带来难度。

1.2 汽车车身没有很强的刚性，对于车身的形状保持以及固定有很大的难度

薄板的加工工艺是冲压，这种制造方法会造成产品刚性不足，和普通机械加工件对比刚性相差较大，这种过于柔韧的冲压件不利于固定和保持形状，因此设计焊接夹具必须保证工序件焊装的要求，同时也需要保证整体焊接精度，满足装配的基本要求，这给焊接工作也带来了困难。

1.3 在汽车车身的设计过程中利用三维特征会出现焊接尺寸标准的问题

汽车车身的焊接具有非常强的三维空间特征，而且三维跨度非常大，这给焊接夹具设计中的尺寸标注带来了一定的困难。为保证夹具能符合要求，必须对车身进行空间坐标标注，为夹具的空间尺寸特征提供必要的参数。三维坐标标注非常困难，相应的精度要求也更高。根据实际生产经验，部分焊接夹具的失误就源自三维坐标的标定失误。

2 汽车车身在焊装过程中焊接夹具的主要特点

2.1 汽车车身焊接夹具的主要结构特点

汽车焊接夹具的主要特点有两个，首先是汽车焊接夹具的体积非常大，其次是汽车焊接夹具的结构较为复杂。在实际的设计以及生产过程中为了便于车身加工以及装配，同时也有利于后期的使用维修等，我们通常采用焊接夹具分解的方式来进行设计以及生产。汽车焊接夹具在装配过程中主要有三个基准装配点。首先是左围板基准；其次是右围板基准，最后是底板基准。我们要在相关的平面上进行坐标线的设定，基准槽的设定，只有按照相应的坐标线基准以及基准槽进行装配作业以及检测，同时还要将每一个相关的分体部件组合起来，才是一个合格、达标的车身焊接夹具，才能够在生产装配过程中进行使用。

2.2 汽车车身焊接夹具的主要定位特点

在汽车焊接夹具中，定位元件的外形大多数是不规则的，因此在汽车焊接夹具中，标准件的使用少之又少，基本没有应用的空间和条件。在焊接夹具的使用过程中，定位是一个非常重要的加工环节，我们要将被焊接的部件进行夹具定位，这样能够有效地保证各个部件之间不出现干涉情况。关于定位问题在设计过程中要求充分利用和挖掘各个元件在工作过程中的配合关系，在实际的使用过程中我们通常采用定位支撑进行定位。需要强调的一点是，如果在车身装配的过程中对施工要求不高，可以在操作过程中不使用焊接夹具。

2.3 汽车车身焊接夹具的主要夹紧特点

在生产过程中，车身冲压经常采用电阻焊接的方式。在点焊加压的方向和加工件受力方向一致，同时保证焊接压力不导致焊接件变形，在工件的定位基准以及装配位置不受焊接压力影响的情况下，我们可以忽略夹紧机构在加工过程中的作用。焊接的过程主要是针对两个相邻工件，这样就说明夹紧点在加工过程中较多。这种情况下，电阻焊的焊接工艺应用会很大程度上提升焊接加工的加工效率，有利于装卸时间的减少。在针对薄板进行夹紧操作的过程中，重点就是要准确地找到支撑点，这是由于冲压件在受力的作用下，夹紧参数会出现变化，因此焊接夹具的夹紧要保障工件在加工过程中不出现变形问题。焊接夹具的夹紧器材的材质，我们通常使用碳钢材质以及不锈钢材质。这些材质的夹紧效果在实际的生产过程中较为明显、可靠。

3 汽车车身焊接夹具的主要设计规律

3.1 在焊接夹具的设计过程中要对精度进行有效的控制

在焊接夹具的设计过程中我们要对焊接夹具的精度进行有效的控制，主要分为了两个方面。首先是要保障焊接夹具的精度标准在设计过程中得到有效的落实；其次是要保障设计提出的精度要求在装配过程中能够有效的实现。

3.2 在焊接夹具的设计过程中要遵循设计过程的六点定则

焊接夹具的设计六点定则主要就是要对六个方向的自由度进行有效的控制，我们在设计过程中要通过相邻件的相互制约以及夹紧的定位来有效地控制运动自由度。在设计过程中要保障夹具的精度范围在产品的装配精度要求内。在定位面的选择上要尽量选择多面定位，保障焊接夹具的精度达到标准要求。

3.3 在焊接夹具的设计过程中要对分块定位给予足够的重视

在车身焊接夹具的设计过程中要充分的考量车身分块定位问题，设计过程中遵循的设计原则主要有三点。首先是焊接装配过程中要保障底板加强梁加工以及位置精度；其次是要对车身的前后两个风窗口的装配尺寸精度进行设计保障以及要求；最后是要对车身门洞的装配尺寸进行设计保障。

3.4 在焊接夹具的设计过程中要对结构的夹紧设计给予足够的重视

在汽车车身的夹具特征中，有两个相同的特征，其中之一就是结构特点，另外一个是夹紧特征。我们在设计过程中必须要合理地利用上述两个特征进行设计，这样才能够提升我们在设计过程中的工作效率。

参考文献

[1]陈猛，郭钢，冯卫，等.汽车焊接夹具CAD系统研究与开发[J].汽车科技，2001（1）.

[2]文广南.浅议汽车焊接夹具的设计制作[J].焊接技术，1996（4）.