汽車車身焊接夾具的設計規律

劉瑞娟

摘 要：在我國經濟發展的過程中，有很多行業的發展都在很大程度上幫助了我國經濟的快速增長。在世界范圍內，國家經濟體系中，汽車工業占有的比例很大程度上決定了國家的發展程度。目前，世界上的發達國家汽車占有的經濟比重都非常大，汽車已然成為國家的經濟支柱。在汽車工業中，汽車的研制以及汽車的生產，汽車的銷售和汽車的運營都在很大程度上關系到一個國家的經濟發展，任何一個同汽車工業相關聯的環節出現變化，都能夠導致國家經濟的改變以及推動，因此很多國家現在已經在逐漸地重視汽車工業的發展和創新，我國也不例外。在汽車車身的設計以及研制過程中有許多需要注意的事項，文章主要針對汽車車身焊接夾具的設計普遍規律進行詳細的論述以及分析，希望通過文章的闡述以及分析能夠有效地提升我國汽車車身焊接夾具的發展，同時也希望為我國汽車行業的進一步發展以及創新貢獻一份力量。

關鍵詞：汽車車身；焊接夾具；設計規律；分析

在我國的汽車研制以及生產過程中，焊裝過程、總裝過程以及涂裝過程都是其中非常關鍵的核心內容。在汽車焊接裝配的過程中，為了有效地保障車身的焊接質量，要對焊接夾具的質量進行有效的控制以及把關。作為焊接裝配的重要組成部分，焊接夾具的質量直接關系到汽車車身的具體形狀以及精度和尺寸。因此在汽車設計過程中我們要對汽車焊接夾具的設計以及生產質量給予足夠的重視。只有在汽車制造過程中有效地控制汽車夾具的質量和精度，才能夠保障汽車車身的制造質量，保障車身的最終精度要求和汽車的生產周期的控制。

1 我國汽車行業中汽車車身的主要結構特點

在汽車車身制作過程中，我們通常采用的結構是由內外覆蓋件以及骨架件部分構成的。車身覆蓋件的鋼板厚度通?？刂圃?.8mm到1.2mm，骨架件的鋼板厚度控制在1.2mm到2.5mm，在設計以及制作過程中上述的部件厚度是一個非常嚴峻的挑戰。

1.1 汽車車身的結構較為復雜，對于汽車車身的繪制以及造型有很大的難度

汽車車身構件都是薄板沖壓件，這些相關的零件多是拉延而成的多維曲面體，結構比較復雜，在裝焊成組件或殼體的時候，還需要考慮到車身造型，同時由于組件或殼體剛性的限制，給設計中的圖紙繪制和三維造型帶來難度。

1.2 汽車車身沒有很強的剛性，對于車身的形狀保持以及固定有很大的難度

薄板的加工工藝是沖壓，這種制造方法會造成產品剛性不足，和普通機械加工件對比剛性相差較大，這種過于柔韌的沖壓件不利于固定和保持形狀，因此設計焊接夾具必須保證工序件焊裝的要求，同時也需要保證整體焊接精度，滿足裝配的基本要求，這給焊接工作也帶來了困難。

1.3 在汽車車身的設計過程中利用三維特征會出現焊接尺寸標準的問題

汽車車身的焊接具有非常強的三維空間特征，而且三維跨度非常大，這給焊接夾具設計中的尺寸標注帶來了一定的困難。為保證夾具能符合要求，必須對車身進行空間坐標標注，為夾具的空間尺寸特征提供必要的參數。三維坐標標注非常困難，相應的精度要求也更高。根據實際生產經驗，部分焊接夾具的失誤就源自三維坐標的標定失誤。

2 汽車車身在焊裝過程中焊接夾具的主要特點

2.1 汽車車身焊接夾具的主要結構特點

汽車焊接夾具的主要特點有兩個，首先是汽車焊接夾具的體積非常大，其次是汽車焊接夾具的結構較為復雜。在實際的設計以及生產過程中為了便于車身加工以及裝配，同時也有利于后期的使用維修等，我們通常采用焊接夾具分解的方式來進行設計以及生產。汽車焊接夾具在裝配過程中主要有三個基準裝配點。首先是左圍板基準；其次是右圍板基準，最后是底板基準。我們要在相關的平面上進行坐標線的設定，基準槽的設定，只有按照相應的坐標線基準以及基準槽進行裝配作業以及檢測，同時還要將每一個相關的分體部件組合起來，才是一個合格、達標的車身焊接夾具，才能夠在生產裝配過程中進行使用。

2.2 汽車車身焊接夾具的主要定位特點

在汽車焊接夾具中，定位元件的外形大多數是不規則的，因此在汽車焊接夾具中，標準件的使用少之又少，基本沒有應用的空間和條件。在焊接夾具的使用過程中，定位是一個非常重要的加工環節，我們要將被焊接的部件進行夾具定位，這樣能夠有效地保證各個部件之間不出現干涉情況。關于定位問題在設計過程中要求充分利用和挖掘各個元件在工作過程中的配合關系，在實際的使用過程中我們通常采用定位支撐進行定位。需要強調的一點是，如果在車身裝配的過程中對施工要求不高，可以在操作過程中不使用焊接夾具。

2.3 汽車車身焊接夾具的主要夾緊特點

在生產過程中，車身沖壓經常采用電阻焊接的方式。在點焊加壓的方向和加工件受力方向一致，同時保證焊接壓力不導致焊接件變形，在工件的定位基準以及裝配位置不受焊接壓力影響的情況下，我們可以忽略夾緊機構在加工過程中的作用。焊接的過程主要是針對兩個相鄰工件，這樣就說明夾緊點在加工過程中較多。這種情況下，電阻焊的焊接工藝應用會很大程度上提升焊接加工的加工效率，有利于裝卸時間的減少。在針對薄板進行夾緊操作的過程中，重點就是要準確地找到支撐點，這是由于沖壓件在受力的作用下，夾緊參數會出現變化，因此焊接夾具的夾緊要保障工件在加工過程中不出現變形問題。焊接夾具的夾緊器材的材質，我們通常使用碳鋼材質以及不銹鋼材質。這些材質的夾緊效果在實際的生產過程中較為明顯、可靠。

3 汽車車身焊接夾具的主要設計規律

3.1 在焊接夾具的設計過程中要對精度進行有效的控制

在焊接夾具的設計過程中我們要對焊接夾具的精度進行有效的控制，主要分為了兩個方面。首先是要保障焊接夾具的精度標準在設計過程中得到有效的落實；其次是要保障設計提出的精度要求在裝配過程中能夠有效的實現。

3.2 在焊接夾具的設計過程中要遵循設計過程的六點定則

焊接夾具的設計六點定則主要就是要對六個方向的自由度進行有效的控制，我們在設計過程中要通過相鄰件的相互制約以及夾緊的定位來有效地控制運動自由度。在設計過程中要保障夾具的精度范圍在產品的裝配精度要求內。在定位面的選擇上要盡量選擇多面定位，保障焊接夾具的精度達到標準要求。

3.3 在焊接夾具的設計過程中要對分塊定位給予足夠的重視

在車身焊接夾具的設計過程中要充分的考量車身分塊定位問題，設計過程中遵循的設計原則主要有三點。首先是焊接裝配過程中要保障底板加強梁加工以及位置精度；其次是要對車身的前后兩個風窗口的裝配尺寸精度進行設計保障以及要求；最后是要對車身門洞的裝配尺寸進行設計保障。

3.4 在焊接夾具的設計過程中要對結構的夾緊設計給予足夠的重視

在汽車車身的夾具特征中，有兩個相同的特征，其中之一就是結構特點，另外一個是夾緊特征。我們在設計過程中必須要合理地利用上述兩個特征進行設計，這樣才能夠提升我們在設計過程中的工作效率。

參考文獻

[1]陳猛，郭鋼，馮衛，等.汽車焊接夾具CAD系統研究與開發[J].汽車科技，2001（1）.

[2]文廣南.淺議汽車焊接夾具的設計制作[J].焊接技術，1996（4）.

[3]趙靜，張俊華，李春植，等.汽車車身焊裝生產線和焊裝夾具簡介[J].現代制造技術與裝備，2007（1）.

[4]余建軍，任治軍，王輝.先進焊接工裝夾具及其在機械裝備制造業中的應用[J].機床與液壓，2011（12）：56-58.

[5]楊旭磊，李新社.微型車車身焊裝夾具的調試和驗證[J].汽車工藝與材料，2010（3）：44-48.