汽车车身焊装夹具的设计探究

苗红丽

摘要：汽车车身焊装夹具的设计属于汽车车身前期设计中的重要环节，汽车车身焊装夹具设计的质量水平与本身加工工艺的精度直接决定了车身加工质量与生产工期的长短。因此，本文总结汽车车身焊装夹具的设计注意事项和基本要求，对汽车车身焊装夹具的设计方法进行研究，并对汽车夹具设计当中常涉及到的问题进行总结，以期对汽车夹具设计过程进行和优化有一定的指导作用。

关键词：汽车车身;焊装夹具;设计;改进方法

1  汽车车身焊装夹具的作用及组成

伴随着我国的经济不断发展，中国国内汽车的使用量位居世界首位，中国汽车制造产业也在不断扩大，在汽车的制造过程当中，汽车车身是保证汽车能够稳定运行的重要组成部分。汽车车身本身的形状设计较为复杂、构图精准程度难以把控，刚性性能差、十分容易出现变形，而且，车身的尺寸也会直接影响汽车在进行后期装配过程当中的效率与质量，这其中的焊接装配工艺本身在车身的成形过程当中起到重要的作用，是保障车身的精度准确的重要工艺。为了提高车身焊接的质量水平，车身的焊装夹具在进行焊接装配当中起到至关重要的作用，是在进行汽车车身焊接设计时不可缺少重要保障，因此，合理的汽车车身焊装夹具设计，能够帮助汽车车身实现流水线生产，有效的降低汽车的焊接装配时间，减少由于夹具的设计原因而导致的汽车质量与装配效率低下的问题。

汽车焊装夹具本身是在进行汽车车身生产过程当中的辅助工具，能够将工作元件迅速的进行定位，实现精准固定，将元件进行准确的焊装。焊接夹具是在进行金属结构的焊接当中，不可或缺的工具，属于焊接工艺当中的核心工艺，在焊接过程中主要起固定、夹持作用，以保证焊接产品的形状与尺寸能够满足前期的设计要求。焊工在进行实际的焊接操作时，使用夹具作为辅助，能够有效的减少焊接所耗费的时间。焊装夹具的内部组成一般分为三部分元件构成，其中包括基礎元件、符合标准元件与外购元件，其中基础元件包含有用来做支撑的元件、负责夹紧的元件与重要型板等;符合标准元件主要包含角座、调整垫片;外购元件主要以轴套为主。

2  汽车车身的焊接夹具设计需要考虑的因素

2.1 设计过程

需要采用合理的焊接夹具设计工具进行设计，例如机械焊接装置的高度是否能够满足，在设计时需要重点考虑人工操作是否方便，且设计用具之间实现各个元件之间能够相互关联，能够保证汽车车身焊装夹具总体装配的可持续性，保证对设计当中的每个部分都能够实现精准控制。

2.2 需要按照实际的车身进行设计

可以对车身焊合件进行分解、研究，针对不同的车身来进行设计，将夹具种类进行分类设计，保证夹具充分利用。

2.3 需要考虑汽车车身的年产量来进行夹具设计，确定是否人工制造或选用自动化，在需求量较大的情况下选用自动化生产，在需求量较小时，考虑成本的原因，可以选用人工。

2.4 汽车车身与夹具的设计需要相结合

焊装夹具的实际设计需要结合汽车车身来进行，焊装部件上的设计位置需要按照车身上的元件来作为标准进行设计，保证最终生产出焊接夹具能够满足实际的焊接应用，避免出现脱离实际汽车车身设计，导致出现最终夹具不能够使用或导致在使用过程中出现安全隐患。

2.5 焊接夹具需要考虑制造材料问题

在进行焊接夹具的设计时，需要选取制造材料进行装配，大多数的制造企业本身以盈利为主，因此，需要考虑成本，在进行设计时，尽可能的选择性价比较高的材料进行设计，在满足实际汽车车身焊接使用的同时，降低成本。

2.6 合理的设计夹紧结构

确定元件在夹具上准确位置之后，在进行焊接时的同时，需要保证各个元件能够实现装配位置的精准控制，同时还需要尽可能的减少元件的回弹变形，因此，需要合理的设计夹紧结构，保证元件之间连接紧凑，避免出现空隙较大的情况出现。

3  车身焊装夹具的基本设计要求

3.1 对于汽车车身焊装夹具设计当中的冲压零件

需要根据车身的各部位进行合理的设计。在进行孔洞设计时，孔洞本身的形状与宽度需要满足技术要求才能够进行钻孔，保证孔洞的设计精准度。

3.2 需要汽车车身焊装夹具能实现快速的定位

被焊接位置便于焊工操作，在松开夹紧结构之后，焊件还能够从夹具上十分安全的拆卸。

3.3 在进行夹具的设计时需要注意夹具上部分元件的导电，在进行设计时，针对元件本身的导电进行处理，进行元件绝缘设计，例如喷绝缘漆等，提高车身的本身的绝缘性，利用绝缘漆本身的绝缘性能，将元件之间隔离，避免出现静电，导致电路并线，保证装焊的质量。

3.4 由于汽车车身的结构设计较为复杂

需要在进行设计时，充分考虑定位元件的加工工艺方便以及部件型号的统一，这样能够便于在之后的使用过程当中如果出现损坏，能够便于更换元件。

3.5 车身的装焊夹具本身比较复杂

车身本身重量较大，仅仅依靠人力来进行车身的调整需要耗费较长的时间，因此，在制造时常需设计样架来实现车身的调整。

4  汽车车身的焊装夹具实际设计方法

旧式的焊装夹具设计大多时候选择手工进行设计，伴随着现代化的制造业不断发展，焊接夹具的设计逐渐选用新型的制造工艺不断的专业化，流水线。传统的手工设计技术已经不能满足现代的要求。目前我国主要应用以下几个设计方法来进行焊接夹具设计：

4.1 利用计算机来辅助，完成制图夹具设计

伴随着中国互联网技术的不断发展，计算机逐渐进入制造业，通过计算机辅助来进行夹具设计目前成为我国最常用的一种设计方法，利用计算机的便捷性与强大的运算能力能够完成车身焊接夹具设计当中庞大的数据计算，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。

4.2 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。

5  车身焊装夹具在进行设计制造过程当中的主要问题

5.1 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難，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。

5.2 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。

5.3 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。

5.4 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。

6  结束语

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。

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