浅析汽车焊接夹具设计方案

杨朋 金钰

摘要：汽车焊接夹具是汽车生产设计中重要的环节之一，汽车焊接夹具结构的合理性，科学性，可操作性的直接影响白车身整车生产质量，随着汽车生产技术的不断提高，对焊接夹具结构的要求也随之越来越高， 所以汽车焊接夹具结构设计的研究具有重要的现实意义。

关键词：汽车;焊接夹具;结构设计

1汽车焊接夹具的重要性

夹具是生产制造过程中一个生产的辅助条件，是把加工对象和装配对象迅速，准确定位和固定的特殊工具。一套完整夹具包括基座，对工件的定位机构，支撑和夹紧装置。汽车焊接夹具在汽车的整个制造过程中都占有重要的地位。它能保证车身在利用装焊夹具定位加紧的前提下获得各个零件组装的合格尺寸。焊接夹具除了可以起到固定零部件，保证汽车焊接工艺质量的作用，还具有重复性，模块化，减小工作人员的工作强度，节省时间，操作简单，很好的保证焊接质量。

2汽车焊接夹具工艺要求及设计上存在问题

焊接夹具的存在，能很好地把单件通过连接，焊接等方法装配完成。而焊装夹具地设计和制作需满足零件定位准确、工件容易取放、在夹紧的状态下完成所有操作、焊接操作的可行性要好等条件。

2.1汽车焊接夹具设计要求

（1）零件定位准确性。焊接夹具首先要满足的就是零件定位信息要准确，这是保证焊接质量和零件装配质量的重要环节。所以，夹具设计的依据就是MCP， MCP是MASTER CONTROL POINT的首字母缩写，是车身各装配组构件或装配工件中最重要的功能部位，即模具加工或装配时正确固定容易、没有变形的点。以此为依据进行设计来确保零件定位的准确性。

（2）工件取放的便捷性。焊接夹具的重复性、模块化的特点使得操作者对夹具的要求就是操作简单，省时省力，所以工件取放的便捷直接影响操作者的工作效率。夹具设计的高度，定位装置的尺寸，操作空间等都是夹具设计的内容。

（3）夹具结构设计合理性。设计时充分考虑焊枪、操作者与夹具的操作合理性。焊接位置与夹具夹紧、支撑装置有合理间距，所有焊接点必须在夹具夹紧状态下完成，不允许存在打开夹具进行焊接的情况发生，焊枪合理焊接位置、角度的避让等。

（4）其他特点。夹具的重复性和模块化使得夹具的磨损增加，那么在设计时对材料应该尽量选择适合并且耐用的材料。一般都是选择低碳钢或者渡锌钢板。

2.2在焊接夹具设计上存在的问题

焊接夹具应用于汽车生产流水线上，由于重复工作，夹具单元装置磨损严重，磨损造成定位不准确据，夹具夹紧力选择不当损害零部件等都是夹具现生产中存在的问题。

3焊接夹具设计方案

焊接夹具的设计主要是根据“3-2-1”六点定位原理，针对需要装焊的零部件设计专用夹具。设计完成的焊接夹具总体结构都很庞大，空间结构及尺寸复杂，所以其设计最好采用坐标法及模块化设计的方法，以提高设计效率。同时，根据目前焊接夹具在生产上存在的问题，可以设计方案的优化。

3.1确定焊接夹具结构设计总体方案

汽车生产需要一整套行之有效的夹具方案，它是整个车身生产的基础。

首先，对生产的车身特性有深入的了解。

其次，掌握车身生产布置、焊件的尺寸、形状和精度。其中形状和精度是确定夹具方案，夹紧机构类型和结构形式的主要依据。

再次，焊接工艺要求，包括焊件的装配顺序，焊接顺序，定位基面，夹紧方向等要求，在整体设计方案中都应得到满足。

最后，对设计完成的焊接夹具结合实际进行合理优化，是否所有操作同一夹具全部完，是否需要补焊工位等都是优化内容。

3.2使用符合标准材料

确定了焊接夹具结构方案，首先就是要选择符合要求的材料。好的材料能保证机械的寿命以及性能，因此无论为了保证机械寿命还是提高机械的性能，在生产焊接夹具之前，必须选取合适的材料。

3.3 确定焊接夹具定位信息

任何物体在空间都有六个自由度，而六点定位原则对车身焊装夹具的适用度很高，在零件设计初期进行的单件RPS定位体现到夹具MCP中，从而保证从单件到总成件的定位信息的传递，和一致性。这样能很好的进行零件合格性的检验，同时也便于夹具的调整和优化。

3.4 焊接夹具夹紧支撑的选择

工件定位最常见的就是销、支撑块和压紧块。当夹具打开时，夹紧块位置应不影响取放工件;当夹紧时，工件不因支撑块或者夹紧块发生位移和变形。同时夹紧力的大小要适当，既能客服工件的局部形变，又能克服重力和惯性应力将工件牢牢固定在夹具上，同时，夹具块的接触面要与制件面接触，着力点为工件刚度最大位置。

3.5使用模块化设计的生产方法

采用坐标法以及模块化设计的方法生产汽车焊接夹具所涉及的范围非常广泛，这样做较为有效、便捷。这两种生产方法不仅仅可以简化生产过程，还可以大大提高设计和生产效率。

3.6焊接夹具结构和制造精度

焊接夹具体积庞大，结构复杂，其设计原则应该便于制造，装配，检测和维修。并且夹具的稳定性和精度直接影响零部件焊装质量，进而影响车身质量。

4结语

汽车焊接夹具的设计、生产在我国发展、研究和生产取得了很大的成就，但是仍然存在很多问题。与部分发达国家相比较，我们的设计以及生产方法还有缺憾。焊装夹具的优化、发展直接影响我国装备制造业的整体水平。研究、发展和改进焊接夹具的设计生产将对我们装备制造水平提升起到关键作用。我们通过自身的改革创新、改变现状的同时，还可以借鉴外国的生产技术，达到改进我国焊接夹具现状的目的。

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（作者单位：华晨汽车集团控股有限公司）