汽车焊接夹具的标准化设计及其关键技术研究

苏畅+宋云

（长城汽车股份有限公司技术中心1河北省汽车工程技术研究中心2 保定 071000）

摘要：在汽车焊接夹具的设计过程中，要运用标准化的设计方法，运用更加科学合理的设计体系，才能够把握设计的关键。本文主要针对汽车焊接夹具的设计展开分析，提出了一些更加有效的设计理念，从标准化设计的角度出发，研究了其关键的设计技术，希望能够为今后的汽车焊接夹具设计带来参考和借鉴。

关键词：汽车焊接夹具，标准化设计，关键技术

前言：汽车焊接夹具的标准化设计，是当前设计的要求，也是未来设计的新趋势，而如何把握设计的关键技术，选取更加合理的设计技术，有的放矢地开展设计工作，这是焊接夹具的设计人员需要明确的要点。

1、汽车焊接夹具在设计过程中的结构设计主要内容

随着我国汽车需求量的增加，汽车生产制造商也不断的增多，汽车制造产业也不断地进行优化，现在汽车的生产中，汽车焊接技术也得到了可持续发展，现在我国的汽车焊接夹具设计仍有很大的进步空间，我国汽车制造行业应该在现阶段达到科学水平的基础上保证技术设计的合理性，提高产品的质量，从而将我国汽车制造行业推上一个新高度。下面进行详细的论述以及分析。

1.1汽车焊接夹具的主要分类

伴随着我国汽车工业的不断发展，我国汽车焊接夹具的种类也在不断的增多，可以从焊接夹具的具体动力类型，夹具的具体使用途径以及夹具的具体工作结构来对焊接夹具进行详细的分类。首先我们从焊接夹具的驱动形式来分类，焊接夹具主要可以分为无驱动形式的焊接夹具；气动形式的焊接夹具以及手动形式的焊接夹具。在汽车生产制作过程中手动形式的汽车焊接夹具以及气动形式的汽车焊接夹具应用最为广泛。在上述三种形式的焊接夹具中，无驱动形式的焊接夹具是应用定位块来进行焊接定位的一种类型。无驱动形式的焊接夹具在应用过程中需要对定位进行具体操作，在定位完毕后就不需要给予额外的动力。手动形式的焊接夹具最主要的动力源就是通过人力来进行推动；手动形式的焊接夹具的设计原理就是四连杆结构，最主要是应用了四连杆结构的自锁原理。

1.2汽車焊接夹具的设计基本机构以及设计过程中的主要事项

焊接夹具在结构上主要分为了六个主要部分，分别是夹具的机座机构，夹具的支撑机构；夹具的夹紧机构，夹具的定位机构，夹具的辅助机构和夹具的控制系统等。在上述的组成部件中，我们需要注意的一点是支撑机构是一种基本元件，同时也是汽车焊接夹具的最重要的组成部分。我们要严格的控制元件表面的精度，通过科学的控制来实现精度的达标。焊接夹具中的夹紧系统没有特别指明的情况下是气动形式的夹紧系统，同时手动的夹紧系统在设计过车过程中也有一定比例的应用。

2、汽车焊接夹具标准化设计的关键技术

2.1建立汽车焊接夹具类似零部件的标准化数据库

（1）标准件的标准化数据库建立。例如某型号标准件含有四个参数：长度L，宽度B，厚度T，孔径D。夹具设计选用该类型标准件时，只需对上述四个参数进行赋值，即可寻找到数据库中唯一对应上述参数的该类型标准件。如果参数赋值过程中，所需要参数的标准件不存在数据库中，数据库会提示出可供选择参数，从而避免参数赋值过程的随意性操作；（2）常用机构的标准化数据库建立。常用机构是指汽车焊接夹具设计过程中使用频率较高、功能较为统一的机构，如顶升机构、翻转机构等。汽车零部件焊接生产线上，机构的数量大、种类多，但仍可将这一类的常用机构进行归类整理，建立常用机构的标准化数据库，从而缩短焊接夹具设计的周期；（3）外购件的标准化数据库建立。常见的外购件包括气缸、导轨、运动执行机构等，相对于标准件而言，夹具设计中外购件的选取余地不大。对外购件建立标准化数据库后，只需对关键的使用参数进行赋值，在满足夹具设计要求的情况下，无需关注外购件的细节部分参数。以气缸为例，在满足重量、运动轨迹、不干涉的要求下，无需关注于气缸的内部结构、局部尺寸等次要的参数。基于参数化的汽车焊接夹具标准化数据库建立后，只需对零部件的可供选择参数进行赋值，即可对应唯一零部件供设计使用。

2.2 汽车焊接夹具的机构运动分析如图1

机构中一定数量的运动副连接从而能够产生机构的运动。焊接夹具设计中最常用的运动机构属于一类四连杆机构，其主要形式分为三类：1）摆动导杆机构，图2（a）中气缸的活塞杆推动压板转动从而对工件进行夹紧；2）曲柄滑块机构，图2（b）中连杆绕支点做曲柄转动，压板绕支点转动，且气缸导杆做直线运动，于是压板的运动轨迹为曲线；（3）自锁机构，图2（c）中机构的锁紧状态实现了对工件的夹紧。

3、焊接夹具调试过程中的再设计

焊接夹具调试过程中的再设计对汽车焊接夹具的生产具有非常重要的作用，因此，作为汽车焊接夹具的设计者以及生产者必须要提高对调试过程中再设计的重视程度。对于一些大型的焊接夹具，由于它们的结构较其他焊接夹具比较复杂，从而导致这些焊接夹具在再设计过程中极其容易引起许多设计以及制造上的问题，从而大大降低产品的使用寿命和使用效率。为了解决这一问题，汽车焊接夹具的生产者必须要尽快地发现这些问题，并且找出造成这些问题的原因，然后根据实际情况来采取相对应的解决措施。另外，调试规模过大或者过小对焊接夹具的生产都有一定的影响，因此，我们必须要在调试的过程中不断发现并且找出调试规律，从而使汽车焊接夹具可以更好的被应用到实际过程中。

结束语

综上所述，汽车焊接夹具的标准化设计是为了进一步提高设计的水平，而且在焊接夹具的设计过程中，关键的技术必须要运用到位，避免在设计的过程中存在瑕疵和问题，才能够提高汽车制造业的整体水平。

参考文献：

[1]边明军.浅谈汽车焊接夹具的结构设计研究与发展趋势[J].军民两用技术与产品，2015（12）：22-22.

[2]万文.汽车焊接夹具的结构设计研究[J].大科技，2016（24）：237-238.