基于汽车车身柔性焊接夹具的夹紧机构仿真探析

申营辉 黄金宝 徐佳佳

摘 要：在当前工业化生产时代背景下，机械自动化水平的不断提升和广泛应用，在推动工业化建设进程的同时，也为国民经济的进一步发展奠定良好基础，尤其在机械制造中，机械自动化技术的应用不仅简化了制造流程，还降低了人力资源的消耗，为预期工业化建设目标的实现奠定了良好基础。鉴于此，本文主要基于汽车车身柔性焊接夹具夹紧机构仿真制造，对柔性化焊接设计和夹紧机构的静力学进行了系统化剖析，并针对设计过程中存在的问题提出了相应的优化处理对策，为预期产业发展目标的实现创造良好条件。

关键词：汽车车身;柔性焊接夹具;柔性自动化设计;静力学剖析

1 汽车车身柔性焊接夹具的夹紧机构仿真设计剖析

就目前来看，随着我国工业化建设进程的不断加快，机械制造过程中将自动化技术应用其中，从某方面而言，不仅能显著地提高制造质量和制造效率，与此同时还能有效地规避因人为因素引发的各种制造问题，为预期生产效益目标的实现奠定良好基础。

柔性自动化技术是机械自动化在机械制造中最常应用的一种技术手段，据调查在以往机械产品制造和生产过程中，生产的单向性导致企业往往只能生产某一种产品，若要生产新产品则需要大规模改变亦或是重新引进生产线，在增加生产成本的同时也给企业经济效益带来了巨大损失，更无法满足现阶段人们对于产品的多样化需求，企业的整体发展势必将受到一定影响。柔性自动化技术的引进，从某方面而言可实现对多品种小批量的产品进行生产，以此在满足市场产品需求的基础上，提高企业在多元化市场中的竞争力和竞争优势，最终为预期企业可持续发展目标的实现奠定良好基础，具体而言，以计算机为平台的柔性自动化技术在机械制造过程中，操作者可将相应自动化设计作为几何模型，通过计算机对生产加工进行精细化设计和数字化控制，由此在提高产品生产控制精准度以及企业生产效率的同時，也确保产品实现了参数化，最终为机械自动化设计提供有效数据支持的同时，为企业可持续发展目标的实现创造良好条件。

在汽车车身柔性焊接夹具夹紧机构仿真机构设计过程中，设计者以车身焊接加工工艺为基础，依据车身柔性焊接夹具的特点，以待焊工件的焊接精度和夹具定位夹紧精度为要求，对柔性焊接夹具进行的设计，具体设计图如下。通过下图可知汽车车身柔性焊接夹具夹紧机构主要由主要包括夹具底座（焊接夹具的基础元件，支撑夹具体和工件）、定位机构（保证待焊工件精确位置）、夹紧机构（规避焊接时发生位移）等组成。

柔性焊接夹具夹紧机构的静力学分析。柔性焊接夹具中最为重要的机构是夹紧机构。为了校核夹紧机构的强度，将夹紧机构的简易模型导入Ansys Workbench软件进行静力学分析可计算得到应力云图，根据夹紧机构的工作方式，对夹紧机构的简易模型施加载荷和设定约束条件，进行计算分析后得到夹紧机构的总变形云图。

2 汽车车身柔性焊接夹具的夹紧机构仿真设计的优化策略

就目前来看，在汽车车身柔性焊接夹具的夹紧机构仿真设计中应用柔性焊接，从某方面而言不仅提高了企业生产质量和生产效率，与此同时在提高生产安全性和可靠性的基础上，汽车车身柔性焊接夹具的夹紧机构仿真设计与先进工艺的有效融合还能从根本上缩短产品制造生产时间，最终在满足市场产品需求的基础上，提高制造业企业的核心竞争力，由此为预期企业发展目标的实现奠定良好基础。但纵观在当前柔性焊接应用过程中，技术水平落后、自动化技术人才素质不足以及自动化技术管理水平较低等问题的存在，不仅限制了制造业的进一步发展，与此同时也严重阻碍了企业的进一步发展，故此为从根本上有效地解决上述问题，在后期汽车车身柔性焊接夹具的夹紧机构仿真设计过程中，企业需做好如下工作：

2.1 不断优化和提高柔性焊接水平

在当前柔性焊接在汽车车身柔性焊接夹具的夹紧机构仿真设计应用中，自动化技术水平的高低是影响企业核心竞争力的重要因素，因此在当前多元化市场竞争环境中，为有效地推动制造业的进一步发展，不断优化和提高柔性焊接水平时推动企业进一步发展的重要战略基础，具体而言就是在自动化技术应用过程中，企业需大力发展相关学科，由此在不断提高自动化技术水平的基础上，为预期企业制造目标的实现创造良好条件。

2.2 构建科学完善的企业培训体系

人才作为二十一世界企业核心竞争的重要元素，人员自身综合素养有待提高是影响企业市场核心竞争力以及机械自动化应用效益的重要因素，换言之要想从根本上改善当前企业发展现状，构建科学完善的企业培训体系，确保人员管理培训作业落实到位，是现阶段推动企业进一步发展，提高企业核心竞争力的重要战略基础。在进行专业人员培训过程中，高校作为人员培训的主要场所，企业需加强与高校的合作交流，在提高培训专业性和针对性的同时，确保自动化技术人才培养的有效性，此外企业还需提高自动化技术人员选拔标准，并通过定期开展培训活动对自动化从业人员的技能再教育、再培训，亦或是定期派高级技术人员出国学习国外先进自动化技术，来改善当前我国自动化技术水平。

3 结语

简而言之，在当前新市场经济常态下，随着消费者对于车型产品化要求的不断提高，传统加工工艺现已无法满足当下生产方式的制造要求，柔性自动化技术由此应运而生，在汽车车身零部件的设计制造过程中，利用有限元软件对夹具体关键部件夹紧机构进行了静力学分析，得到应力、总变形云图，并以此为依据进行设计不仅有助于提高柔性焊接夹具的整体结构设计质量，与此同时也是促进机械化工领域可持续发展的重要基础和根本前提。

参考文献：

[1]贾建华，范建蓓，徐海洋.柔性夹具在现代制造业中的应用与展望[J].机电工程，2015，13（12）：53-55.

[2]郑立斌，张家华，李雯雯.车身焊接夹具设计的研究[J].机械设计与制造，2013，13（01）：250-251.