汽车车身焊接夹具设计规律及相关问题探究

杨福林

摘 要：在汽车的生产中，车身的焊装是必不可少的一个环节，其焊接夹具的过程最终会影响到汽车车身的整体质量。随着多样化的汽车设计要求，焊装的质量和效率要求越来越高。因此，这就对相关的工作人员带来了一定的挑战和难度，为了更好的对汽车的车身进行焊装，本文提出了相关的问题，并对这些问题进行了探究，进一步的论述了汽车车身焊接夹具的设计规律。

关键词：汽车车身;焊接夹具;设计规律;设计问题

0 引言

汽车车身的焊接夹具设计具备两方面的特点，其中一方面是具备规律性的特点，是一方面是特殊性。规律性一般指的是在汽车设计过程中，对设计经验有着较高的要求。特殊性指的是汽车车身原本就具备发展和变化的特点。基于此，汽车车身设计焊接夹具是一项比较复杂的工作流程，既要从以往的经验中总结出规律，遵守汽车车身焊接夹具的规律，提高工作的效率;又要及时的学习x新的知识，了解汽车车身的特点，不断的根据汽车的特点和需求进一步的调整自己的设计方式。因此，为了实现以上两个方面的工作内容，相应的人员必须了解的汽车焊接的工艺特点，根据汽车车身的特点，从不同的因素进行分析，实现汽车焊接夹具的全面化和针对化，完善汽车车身焊接夹具的设计规律。

1 汽车车身焊接夹具的相关问题

在对汽车进行焊接夹具的时候，其中设计的问题和设计的难点都是根据汽车车身特点进行设计的，主要有以下几点：

1.1 构图问题

在汽车焊接夹具中，可能会出现设计构图的问题。一般来说，这类问题是由于汽车本身的结构比较复杂而引起的。汽车的车身是空间类的壳体，在装焊的时候是需要使用薄板冲压件的。因为空间壳体有两方面的特点，其中一点是物理性的特点，壳体必须具备一定的刚性，有一定硬度。另一点是要求其必须美观，符合大众的审美特点，也能随着社会审美的发展而变化。因此，这两点要求使得汽车的车身零件延展形成空间类的曲面体，其形状和结构也会变得更加复杂。但是进行焊接夹具必须根据车身的结构进行设计，一旦整个车身的形状和结构变得复杂，就会导致焊接夹具的设计图变得困难。

1.2 变形问题

在前文中提出，汽车车身的壳体具备刚性的要求，但由于汽车车身的组成都是薄板类的冲压件，尽管这类冲压件具备一定的刚性，但是和机械加工件相比，仍然具有一定的差距。尤其是一些大型的冲压件，在单独存在的时候，很容易产生变形，导致其出现严重的质量问题。因此，在设计的时候，焊接夹具不能单纯的考虑是否夹紧，更重要的一点是还需要考虑焊接完成前冲压件的承受能力，若是出现变形的情况，就预示着焊接夹具的设计是存在问题的。

1.3 标注问题

和平面式的焊接夹具设计不一样，是因为汽车车身的焊接夹具具有较强的立体特点，其空间结构的三维跨度是非常大的，这就给焊接夹具设计中的尺寸等标注带来了一定的挑战。因此，为了保证焊接夹具能够符合设计的实际要求，就需要对车身的三维结构进行标注，对于具体的尺寸提供一定的数据和参数要求。但众所周知，三维的空间标注要远远高于二维的难度，再加之对精确度的要求极高。这就使得焊接夹具的设计出现了一定的困难。同时，针对焊接夹具的尺寸设计来看，三维标注的失误就会导致其尺寸出现错误，最终影响焊接夹具的质量。

2 汽车车身焊接夹具的设计规律

2.1 精确度的控制规律

在对汽车车身进行焊接夹具的设计中，精确度的控制规律可以分为不同的两个部分。其中一部分是由于车身本身的装配具有一定的精确度。这种精确度可以分为外观的精确度、骨架精确度两种情况。外观精确度是由于车门的间隙之间存在着差异，骨架精确度是利用三维坐标值进行设计的。因此，设计焊接夹具的工序要求必须满足焊装的要求，确保两种焊装精确度得到保障。另一部分是要根据焊接夹具的本身特点进行精读的标注。坐标线、定位件、支撑点等都要满足一定的精确度要求，要根据焊接夹具的要求精确度进行准确的衡量，以免出现各种限制，导致其出现相关的问题。

2.2 六点定则规律

六点定则是针对焊装件的六个不同方面利用自由度的形式进行限制类的设计，这种设计可以作为一种主要的模式。但是一般在设计的时候，很多人都会对于焊接夹具的设计产生一定的误解，认为汽车车身焊接夹具色设计本身就属于薄板焊装的夹具，使用六点定则的规律并不符合薄板类的特点。但实际上。六点定则的规律在对车身进行焊装夹具的时候是一种常见的设计规律。除此之外，若是在焊装过程中，出现超定位的现象，这就会导致焊接夹具的所有自由度限制出现问题，其后果将会由相关的设计人员承担。设计上，利用制件之间进行约束可以限制焊装的自由度，这样还可以节省焊装夹具的数量，有效的控制企业的成本。

2.3 分块定位的规律

在对汽车车身进行焊装的时候，不能仅仅考虑一部分的内容，也要对焊装夹具的车身分块定位进行考虑。尽管随着分块方式的转变，其车型之间的差异会出现不同的变化，但基本的分块方式依然是一致的。一般可以分为以下三种情况：首先，是对门洞部分的尺寸进行衡量，确保其焊接的部分有侧围的分块，和前后立柱的焊装夹具是一致的，只有侧围能够分块，其焊装夹具的过程才能使门洞形成的正确位置。其次，前后悬置的孔位必须确保精确度，其车身和车架很难顺利的连接在一起，导致其出现质量问题。最后，是对车身前后的窗户进行衡量，对其尺寸等有着很高的要求，在设计的时候，必须优先的进行考虑。

2.4 结构夹紧规律

汽车车身的焊接夹具有一定的共同特点，在设计的时候，要提高其效率，就需要从总体的水平发展进行设计和加工，让坐标、底板之间都能根据基准槽进行衡量，最终形成完整的夾具。

3 结语

综上所述，对汽车的车身进行焊装夹具设计的过程不是独立的工作。前置的冲压件等设计安装都会对焊接夹具的过程造成一定的影响，可能会产生严重的质量问题。因此，在设计的时候，需要考虑汽车的特点，对工序等进行研究，总结焊装夹具的规律，保障整个过程。

参考文献：

[1]刘秋芸.汽车车身焊接夹具设计规律及相关问题探析[J].中国机械，2014（23）：200-201.

[2]李国林，姜春晓，张俊华.@@%汽车车身焊装夹具的结构优化及设计规则提取的研究[J].焊接技术，2018，043（006）：42-46.

[3]罗来军.基于焊装特征和偏差控制的车身柔性件焊装夹具设计方法研究[D].2016.