汽车车身焊接夹具的设计

一、焊接夹具的设计要求

（一）焊接夹具设计的精确控制

焊接夹具的精度控制由两部分组成。一个是焊接夹具的精度标准。一般情况下，制造企业要对定位销、基准槽、坐标线、各种类型支撑部件的精度要求，如形状、精度、尺寸、公差等做一个标准化的要求。另外是装配精度，它分为两种类型：骨架精度和外观精度。骨架精度指的是三维坐标值，货车车向的装配精度一般控制在2mm内，轿车控制在1mm内；外观精度指车门装配后的间隙面差。设计的焊接夹具必须满足工艺部件的焊接要求，同时上述两个焊接精度要确保达到标准要求。

（二）焊接夹具设计的六点定则

焊接夹具设计的基本目的是限制六个方向的运动自由度，并通过零件之间的相互约束、夹具定位和夹紧来限制运动的自由度。生产中夹具的精度范围必须保证产品的装配要求，并且应选择合理数量的定位表面。为了确保夹具成功调整以满足精度要求，冲压件必须按较高规格生产，并应进行相关技术检查以确保产品尺寸偏差，同时定位点应为设置为整车主定位点，尽量避免上下工序定位点转换。为了确保焊接夹具的精度满足加工和装配要求，相关的设计者需要考虑每个定位部件的使用。

（三）焊接夹具设计的分块定位

在设计焊接夹具时，焊接主体应考虑到主体的块定位。分块模式的规则通常是相同的，但它们会随车型而变化。可以包括以下三点：第一个是因为底部悬挂孔的位置通常是底部的加强梁，因此焊接时悬挂孔的相对位置必须准确，否则框架和车身不能平滑连接，前后悬挂孔还必须确保准确性。第二个是前后风窗组件尺寸非常高，其形成位置要么位于分装夹具中，要么在总体组装夹具中，应充分考虑设计夹具。第三是必须确保门孔位置的装配尺寸，如果有侧壁块，侧壁焊接夹具是形成门孔的正确位置。如果组件焊接时没有侧壁块，则与前柱和后柱有联系的分装夹具必须根据前柱和后柱定位。

（四）焊接夹具设计的结构夹紧

车体的焊接夹具拥有相同的夹紧特性和结构特征，可用于提高设计效率。从夹紧特性的角度来看，由于焊接需要一起固定两个以上复杂的工件，因此夹紧点的数量一般很大，并且因为车身是薄板冲压，所以应该注意设计过程中夹紧力的应用点准确到支撑点上，否则工件很可能超出定位标准甚至直接弯曲。从结构特征来看，车身的总体装配夹具应在底板，左侧和右侧的平面内用参考槽和坐标线加工。在随后的夹紧组合阶段，根据参考槽进行检查和组装，最后形成成品夹具。

二、 汽车车身的焊装夹具实际设计方法

（一）利用计算机来辅助，完成制图夹具设计

传统的夹具设计需要设计人员自己完成数据运算，但是由于车身一般庞大，各种内部元件数据测量数据量庞大，仅仅依靠设计人员进行计算，耗费时间较长，且部分的图纸只能依靠人工手绘，耗费周期长，选择计算机进行辅助设计，利用计算机当中的数据成像功能，将车身的数据进行存储，利用软件实现前期的图纸演算，保证图纸的精准度，能够明显的缩短设计周期。

（二）利用柔性的焊装夹具进行实际设计

在进行焊接夹具的设计时，可以进行柔性化设计，能够较好的保证后期夹具在调整过程中简便快捷，其本身的优点包括以下几个方面：①组成夹具所需要的元件相对较少，安装便捷，能够实现一次性的安装，缩短装配周期；②车身内部元件的尺寸如果需要调整，传统夹具在车身尺寸出现变化后，就只能重新装配元件，但柔性焊接夹具，在车身尺寸出现改变后，仍能够使用，能够适应车身变化；③设计制造的柔性夹具强度较高，具有较强的稳定性。

三、车身焊装夹具在进行设计制造过程当中的主要问题

（一）车身结构在使用焊接夹具进行设计时，三维图像难以实现构图

汽车车身本身的结构较为复杂，其内部较大的元件与较多的拉延壳体件相互连接，造成了车身在使用焊接夹具时的困难。因此，车身形状复杂程度较高时，焊接夹具的设计会出现三维图像的成像困难，在进行构图时，图纸的设计数据需要极其精准，否则在后期的制造过程当中，一旦出现数据偏差，将会导致夹具不能使用。

（二）车身的刚性性能较差导致在焊接过程中车身出现变形

一般来说，由于汽车车身本身尺寸较大，在进行设计时，需要考虑车身整体的稳定性能，在进行实际的设计时，需要考虑车身一定的刚度。避免在使用焊接夹具的过程当中，出现冲剪破坏，车身本身的刚度如果无法承受较大的承载力，也会导致车身出现变形。

（三）车身的焊接夹具设计过程中的数据标注

汽车车身的焊接本身具有较强的操作性能，需要根据车身实际的尺寸进行焊接，因此，这就导致焊接夹具在进行设计时，需要考虑车身的尺寸数据，在前期设计时，需要把车身的尺寸数据进行标注，由于车身的焊接当中所涉及到的数据较多，难以保证每个数据的精准程度。

（四）设计人员本身的工艺技能较低，不能满足汽车车身焊装夹具工艺需求

由于汽车车身焊装夹具的设计本身需要结合车身进行设计，在进行设计时需要精准的控制车身的内部元件各项数据，在进行焊接夹具设计时，部分设计人员在图纸上难以实现精准的数据标注，且部分的设计人员本身职业技能水平较低，在设计时不能够结合实际的车身进行夹具设计，最终导致车身在焊接装配过程中出现问题。

四、结语

伴随着人们对于汽车的要求不断的提升，汽车车身的焊接夹具在汽车车身的装配当中起到作用也越来越重要，本文就汽车车身焊装夹具的具体作用进行了阐述，对车身焊装夹具设计要求进行了具体分析，并对设计当中存在的问题进行了阐述说明。