当前汽车车身焊装的工艺设计及工装设计探析

闫淑亮

（天津福臻工业装备有限公司，天津 300350）

伴随人们的生活水平提高，在城市里汽车的保有量不断上升。作为汽车生产一个主要工艺的焊装，会对汽车整体美观与外形产生直接影响。所以需要汽车生产厂家高度重视，将汽车车身焊装水平与焊装工艺设计水平提高。

1 汽车车身的焊装工艺设计

1.1 焊装工艺的设计所遵循原则

通常情况下，汽车车身主要采取点焊方式进行焊装，优先选取固定的电焊机作为电阻点焊的接头，如果车身相对较长，且是采取平坦大件焊装加强板、小件与螺母板等零件时，需要选取固定的电焊机。另外，如果是小件，可以在夹具上实施定位的焊装，仅需要手持夹具或是采取大力钳夹紧固定，即可经固定点的电焊机进行焊装，防止焊装夹具上出现过多定位，造成整个空间过度密集，加大作业的强度，将劳动效率降低。

1.2 焊装工艺的设计内容

在汽车车身的焊装过程中，主要是把零件进行拼装与焊装，形成部件或是组合件，再把不同部件与组合件构成一个整体。在汽车车身的焊装构件之中，有几个构件，也有可能有上百个构件，其焊装过程比较复杂。进行焊装以前，需要制定详细焊装工艺的方案，确保焊装结构质量，提升焊装工作的效率。还需要编制每个部件装配焊装的工艺卡，拟定具体焊装的工艺，根据所需要的时间，对焊装所需设备与工艺进行确定，明确工艺设备数量、自动化的程度以及输送线长短，同时制定物流的运输方案与相应的设计书。

1.3 柔性的生产线技术

柔性的生产线技属于智能化、自动化生产的技术，其与微电子学、计算机、控制的技术及信息技术相结合的系统，在生产汽车的过程中，经这种系统可以使得生产过程管理、规划、生产以及动作等环节达到自动化生产，将生产效率大幅度提高。该系统组成部分包含多台的机床或是一台机床构成，如果出现故障，相关物料传输的系统可以自动避开故障的机床，保证物料运输可以正常进行。近来很多汽车的生产厂家都开始采取柔性生产的技术，从零件上料一直到下料，均是经物流系统进行统一的控制，并且为将物流的运输效率提高，将排空、单机以及联机三类状态设置于机床控制的面板上。在系统运行的过程中，进行零件加工或是运输时，可以对不同工作状态进行显示，例如机床是联机运作还是单机作用，有没有零件等，再按照系统的状态，对程序指令进行发布，这样不仅可以将工人的劳动强度降低，而且可以将生产效率提高。

2 汽车车身的焊装工装设计

2.1 车身焊装的工装设计侧重点

通常情况下，车身焊装的工装重点主要包含以下几点：其一是顶盖、前后风的门与窗口总成件洞口的尺寸；其二是后灯、发动机与悬架等装配件尺寸与位置；其三是仪表台、座椅与操纵系统等内饰装配的尺寸；其四是对手件的搭接接头位置贴合度、位置以及形状需要高度一致；其五是车声关键轮廓与尺寸需要和生产要求相符；其六是车身总拼与门盖总成装配尺寸的控制。

2.2 车身工装的设计所遵循原则

在设计车身工装过程中，需要重视以下原则的落实。若是汽车的单个零件，采用二孔二型的夹紧定位原则；若零件比较大，在进行加工时比较容易发生弹性的变形，所以需要增设型面和定位销定位夹紧，根据基准一致性原则，确保定位尺寸的基准和汽车车身装配基准符合车身设计的基准，防止发生原始的误差，各种工序和夹具定位尺寸同样应该维持一致。先对相对复杂与大尺寸零件进行设计，再对相关配件与小零件进行设计，把这些零件装于夹具上，进行定位夹紧。焊装夹具的定位夹紧工具有着开放性的功能，可以和空间操作需求相符，并且各种装配的工作不会出现互相影响的情况，可以将生产效率提高。各个夹紧机构以及定位需要具有三维、二维可调控的功能，方便及时调整。

2.3 车身焊装工装

通常情况下，汽车车身的焊装工装即为焊装的夹具，而焊装夹具是指夹紧件、定位块、支座以及导向支架等附件组成工作的平台，一般是用来夹紧与定位结构零件机械的装置，属于汽车车身焊装整个过程之中比较中的一个基础性工艺。就目前而言，伴随国内汽车行业飞速发展，各种汽车种类与型号不断涌现，使得汽车装配的零件焊装时所用夹具出现了差异。因此，为保证生产夹具都与汽车型号相符，很多汽车的生产厂家需要按照汽车类型对焊装夹具进行自行设计及其制作。此外，由于汽车市场上并没有标准、统一的焊装夹具，其只是非标准化的设计以及制造工艺技术。伴随汽车行业进步与完善，推动汽车焊装的夹具向着标准化的方向发展与进步。在设计夹具结构机械传动装置时，需要与产品自身特点相结合，确保所设计定位夹紧的结构操作方便以及结构简单，同时还需要重视工装设计中常用翻转架、胎具以及包边模等。

2.4 车身焊装的工装特殊性

很大一部分汽车焊装的构件均是通过薄板冲压件组成，这种构件的稳定性、大小、强度以及刚性和材质冲压工艺存在密切联系。基于汽车外形的构件比较复杂，汽车的零件存在诸多不规则形状曲面件，所以会采取三维坐标对尺寸关系进行确定。在设计焊装夹具过程中，会对型面规则零件进行有限选取，一些不规则形状曲面通常不考虑，同时经钣金仿型进行定位，在确保定位可靠的基础上，将零件和定位工装实际接触的面积缩小。因为不少焊装零件需要在薄板的冲压下进行制作，但在薄板冲压过程中，容易发生弯曲变形的情况，因此，需要相关人员及时矫正。现阶段，不少焊装夹具的结构都相对复杂，并且夹具定位的元件有着定位夹紧功能，可以使得已经变形的零件尺寸恢复至原来尺寸。另外，批量冲压件如果尺寸缺乏稳定性，需要采取定位夹紧的机构，同时进行三维或是二维方向调节。

3 汽车车身焊装技术发展趋势

3.1 走向柔性化的发展方向

随着人们对焊装自动化的研究不断深入，当前人们把更多的目光放在电、光以及机器方面，而且将三者之间的融合则可以逐渐提升焊装精确化以及柔性化效率，同时也可以更好地提升焊装综合实力。此外，结合目前微电子技术发展，对焊装水平提升带来良好的辅助作用，即可以推进数控焊装在实践工作中实现柔性化的发展目标，而且该发展方向也更好地适应我国自动化焊装的发展方向。

3.2 减少环境污染

为了可以更好地提升焊装自动化发展的综合效率，人们还需要注重今后焊装发展的环保性以及可持续发展性。焊装行业要得到长久的发展，可持续发展已经成为一个必然选择。因此，在今后的发展过程中，焊装方面需要大力度推广一些清洁化的生产工艺，尤其是针对噪声情况、高温情况、有害气体和弧光等给环境带来的不良影响，都需要在焊装生产中给予减少甚至消除。此外，自动化技术的发展还需要积极利用其他外部良好的条件，如积极总结发展经验，注重创新一方面使得焊装自动化的系统可以得到不断更新换代，另一方面逐渐培养本国焊装自动化技术产权，充分保障工业发展。

3.3 走向智能化发展方向

从焊装过程分析，在今后的发展过程中需要逐渐在智能化的方面给予良好的控制，如在焊装控制系统方面，焊装自动化如果实现智能化，则可以很好地减少许多资源投入，同时也可以很好地保障汽车焊装工艺的质量。因此，在未来的发展方向上，科研专家需要开展多向性研究，如对线性和多种非线性系统控制等，尤其是焊装中出现模糊性控制以及神经网络控制等方面的研究，逐渐提升焊装质量以及效率。

4 结语

由于汽车车身的焊装工艺比较特殊，进行设计的时候，需要严格落实设计原则，不仅需要保证设计方案合理性以及科学性，还需要保证汽车焊装的工艺遵循标准化的流程，将焊装夹具的设计生产时间缩短，控制设计生产的成本。通常情况下，超过80%标准化夹具能够重复的制用，方便进行更换与改型，这样既可以将设计人员劳动的强度降低，又可以将设计的问题从根本上解决，提升夹具设计的质量。