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汽车焊接夹具设计概述

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王金凤

摘要：焊接夹具在汽车生产制造过程中，起着至关重要的作用，本文主要实际应用出发，简述目前焊接夹具设计行业中的设计方法与注意事项。并且剖析焊接夹具的前景与未来。

关键词：汽车焊接；焊接夹具；夹具设计；应用前景；

中图分类号：F407文献标识码：A

一、前言

汽车一般由发动机盖、车顶盖行李箱盖、翼子板、前围板等主要机构组成。主要材质为钢板、碳纤维、铝、强化塑料等。每个部分又由由外板件、内板件和骨架件组成，外板件的钢板厚度一般为0.8-1.2mm，骨架件的钢板厚度多为1.2-2.5mm，也就是说它们大都为薄板件。汽车车身就是由这些冲压出来的薄板件通过焊接、铆接、或者机械连接等方法而构成的一个完整的车体，从单个的零件到部件，再到总成的一个组合的过程。其中焊接是最主要的连接方法，也是经过长时间的经验累积以及技术更新，得到的一种比较成熟的应用技术。汽车的焊接方法主要是CO2的气体保护焊和电阻焊，铜焊。CO2的气体保护焊应用范围较广，并且对焊接夹具结构要求不十分严格，主要主要防治焊接产生的飞溅。

焊接工艺的好坏，以及焊接夹具的精度，直接影响到了焊接质量，关系到日后在汽车使用过程中是否会存在开焊的现象，从而影响汽车的安全性。随着汽车厂商的不断更新，以及车型的更新换代速度的加快，焊接夹具业也日剧发展。在焊接过程中，合理的夹具结构，直接影响着生产规模与质量，有利于形成良好的生产节拍，合理安排流水线生产，便于平衡各个工位时间，降低非生产用时间，降低生产成本。为了提高焊接夹具的设计水平，对汽车焊接夹具分类、结构、以及设计流程，原则有一个了解，在此做一个简单的介绍。

二、焊接夹具设计常用软件介绍

目前，焊接夹具业主要应用的3DCAD应用软件为AutodeskMechanicalDesktop（简称MDT)、AutodeskInventorProfession、CATIA、UG等，其中MDT在焊接夹具业应用比较广泛，并且以其为平台，二次开发的软件也层出不穷，既方便了软件的使用，又缩短的设计时间，使设计简便化，模式化。

三、焊接夹具的主要分类以及构造

焊接夹具主要分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，磁力夹具，真空夹具，电动夹具，混合式夹具。

汽车焊接夹具主要由夹具地板，定位装置、夹紧机构，测量系统，以及辅助系统等五大部分组成

一个完整的夹具由基板，脚架，定位块，夹紧机构，夹具体连接件等几个部分组成。

四、焊接夹具的设计流程

1.收到客户式样书，明确设计任务，收集设计所需要的资料

焊接夹具设计就是在明确客户生产目标的前提下，认真研究式样书中提出的设计要求，明确设计任务并收集下列资料：

1）工件的数据，焊枪的数据，焊接方式以及技术要求等

2）工件的焊点总数以及焊点分布位置等

3）了解客户所能提供的场地大小，固定方式，车间生产条件，气压电压，起重叉车等运输能力，水气供应和技术水平等

4）了解客户工作人员的操作习惯，以及硬性的要求，以及客户是否有自己的标准品库。比如安全级别，螺栓和定位销子样式等。

客户的式样书还规定了焊接夹具的焊接方式为手动或者自动，或者机器人焊接以及焊接工位的配置，准的位置，操作的方式，电器化的程度，控制方式以及生产的节拍。生产节拍在车身的生产过程中，是需要严格控制的一个数据，直接影响到汽车的产量以及客户的利益。控制生产节拍主要需要控制如下几点：

1）夹具动作时间：主要取决于夹具的自动化程度，能够整合到一起的动作尽量整合到一起，以减少动作时间；

2）装配时间：主要取决于冲压件精度、操作者的熟练程度、夹具设计是否给带来便利以及工序件精度；

3）焊接时间：主要取决于操作者的焊接技术水平、焊接夹具的自动化程度、焊钳操作的流畅性以及选型的合理化程度等；

4）搬运时间：主要取决于搬运的吊具的操作便利程度以及自动化程度等。

只要把握住以上几点，就能合理地解决焊接夹具的自动化水平及制造成本这对矛盾，在设计的过程中，从操作者的角度出发进行考虑，将夹具设计成省事，省事，便利，轻巧的设计能够大大的减少劳动者的工作强度。好的焊接夹具不仅能够提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度,降低企业的制造成本,保证车间的安全生产还能为企业创造更高的经济效益。

2.根据设计要求，绘制构想图

根据式样书的要求，确定基准销以及定位面的位置，并且考虑工人的操作方便性，以及，前后工位的流动方向，取放工件的空间等条件，绘制构想图，确定动作方向与方法，控制元器件的大小，方案构思主要考虑下列内容：

1）夹具是专用设备还是通用设备。如果是专用设备，水气电的供应可以做成固定模式，如果为通用设备，需要考虑通用的程度，并且水气电的供应，需要用快换，方便各个车型的切换。相比较而言，通用设备比较节约成本，产品更新换代的时候，旧设备仍然有很多