关于气动系统在汽车工装夹具上的应用探讨

韩钰

摘 要：本文基于汽车车身工装夹具基础内容展开分析，结合气动系统的基础组成和应用特征。通过研究气缸的应用、控制阀应用、气动三联件、管路应用、消声器应用等内容。其目在于明确气动系统的应用要点，为后续应用体系的完善奠定基础。

关键词：气动系统 汽车工装夹具 应用特点 控制阀

Discussion on the Application of Pneumatic System in Automobile Tooling Fixtures

Han Yu

Abstract：This article is based on the analysis of the basic content of the car body tooling fixture， combined with the basic composition and application characteristics of the pneumatic system. By studying the application of cylinder， control valve application， pneumatic triplet， pipeline application， muffler application and so on， the article is to clarify the application points of the pneumatic system and lay the foundation for the improvement of the subsequent application system.

Key words：pneumatic system， automobile tooling and fixture， application characteristics， control valve

1 引言

在新时代交通运输行业发展速度不断加快的背景下，我国汽车制造业也迎来了新的发展机遇。汽车车身工装夹具作为汽车车身生产零件的重要工具，其工作质量直接影响到产品的生产速度和生产质量。而气动系统作为工具运行时的动力来源，通过将气动系统应用到汽车工装夹具当中，不仅可以提升系统运行稳定性，而且对于提升成品应用价值也有着积极的现实意义。

2 汽车车身工装夹具的基础内容

2.1 基本组成

如图1所示，在汽车生产过程中，其车身工装夹具主要有工作拼台、支撑件、引入件、定位件、压紧件、锁紧件等部分组成，这些个部件可以根据产品结构不同自由组合，方便灵活，能适用于所有类型工件结构，属于全能工装类结构。在汽车制造过程中，常用到的工装夹具为柔性工装夹具，其是介于传统结构和现代化結构之间的一种类型，在部分小总成模块上应用先进的柔性工装技术，但在一些大总成上使用的是传统与柔性相结合的方式，在局部小总成模块上进行柔性处理，在基准工装上使用传统的非柔性结构。而在经常变动的小总成部件工装中，设计时会考虑使用柔性焊接夹具工装，达到部分或局部等模块单独设计工装，起到优化应用系统，提升设计内容可靠性的作用。

2.2 应用价值

汽车车身车工装夹具在应用过程中，具备了以下应用价值：第一，帮助零件进行转移，工装夹具在工作期间，会利用定位件对于待夹取零件进行位置定位，在夹取到零件之后，会借助压紧件和锁紧件对其进行固定，以免转移期间脱落的情况出现。在转移到下一个操作平台后，夹具松开零件，将其放置在定位件上，该夹具回归到初始位置重复移动操作。第二，减少劳动力支出，工装夹具能够保持持续、重复的工作状态，并且在程序引导下，操作误差较小，减少了人为失误几率，起到节约资源的作用。

3 气动系统的组成特点

3.1 基础组成

总结以往工厂生产经验，气动系统主要由两部分内容组成：一部分是气体能量转换装置（即空气压缩机），其作用是将原动机运行时所产生机械能顺利转换为气体压力能，以供给给气缸进行下一环节的操作。另一部分则是动力装置，即气缸、气马达等，其主要作用是将产生的压力能，再次转换为机械能，从而推动工装夹具进行上升、下降、旋转、夹取等操作。两组系统会通过管路进行连接，其流量情况则会通过控制阀来调整，借此来确保工装夹具运行过程的稳定性和安全性，具体组成部件如图2所示。

3.2 应用特点

在实际应用中，气动系统在使用期间具备了以下应用特点：第一，系统将空气作为动力来源，其原料不具备任何的污染问题，而且也不需要担心来源问题，原料的来源十分广泛。第二，因为系统在工作期间，将空气作为了主要的生产原料，因此系统工作时具备了较强的经济性，可以有效降低材料生产期间的应用成本。第三，气动系统的构成相对简单，在应用期间基本不存在燃爆的问题，系统使用时的安全性较强，满足系统的基础应用需求。第四，系统在应用期间具备了较强的使用寿命，而且在出现应用问题后进行检修时，也可以在短时间内完成故障排查工作，具备了较强的经济性。

4 气动系统在汽车车身工装夹具上的应用

4.1 气缸的应用

在气动系统组成结构中，气缸属于基础的构成部分，如图3所示，气缸主要由缸筒、缓冲套、密封圈、缓冲阀等结构组成。在工作中，其主要作用是将压缩空气内的能量转换为机械能，气缸另一端通过轴杆和工装夹具关联在一起，产生的机械能通过轴杆传递到夹具中，推动其进行上升、下降、旋转、夹取等操作。在对气缸进行选择时，也需要注意以下几点内容：第一，进行气缸缸径的选择，该数值需要通过计算模型来获得;第二，对于气缸的行程进行选择，除特殊要求需要定制行程外，可选择标准行程作为参考;第三，加强安装型式的选择，目前使用较多的型式包括前法兰式、后法兰式、悬耳式等，结合实际需求进行选择即可。

4.2 控制阀应用

在气动系统运行过程中，控制阀的主要作用是对进气量进行控制，以稳定汽车车身工装夹具的工作状态。在夹具执行不同操作指令时，其耗费的能量存在着一定差异，此时便需要借助控制阀来完成进气量调整，借此来影响到气缸运行时产生的机械能。在气动系统中的控制阀很少单独进行应用，一般都会和其他气动附件，如油雾器、空气过滤器等附件一起进行使用。目前应用较多的控制閥有两类，一类是节流阀，其作用是用来控制系统内的流速，常用的节流阀有单向节流阀和双向节流阀[1]。另一类是换向阀，我们常常用的是二位五通阀，用来控制气流的流通方向，稳定系统工作状态稳定性。

4.3 气动三联件

为了稳定夹具的工作状态，一般会将一些零件组合在一起进行使用，如气动三联件就是将减压阀和油雾器、空气过滤器组合在一起的单元系统，在实际应用中，会将气动三联件中的某一结构，如减压阀，和气源管路连通在一起，而另一端口则会和换向阀的进气口连接在一起，使其可以形成一个稳定的通路[2]。在单元系统中，一般都会配备气压表，用来监测气动系统压力的变化情况。在具体的工作期间，过滤器会对空气中的水分和颗粒物过滤掉，将干净的压缩空气传入到气缸当中，而油雾器则会结合情况为轴杆提供雾化处理的润滑油，以此来确保整个工作流程的顺利进行。

4.4 管路应用

在气动系统工作过程中，会使用到许多的管路结果，其主要作用是用来传输压缩空气，所使用的材料主要有钢制管道和尼龙胶管两种。如果使用的管道为钢制材料，那么可采用水煤气管来辅助工作的进行，因其稳定性较强，一般会将其直接和气缸连接在一起，作为系统运行期间的主气管道[3]。而使用到的胶管会作为辅助气路，将其和小型系统关联在一起。但是接头位置都是用钢制管道，而且还需要搭配密封圈进行使用，从而确保管路运行过程的稳定性。

4.5 消声器应用

在气动系统工作期间的主要原料为空气，压缩空气在管路中传输时会产生一定的噪音，影响到工作周围环境质量。因此在气动系统组建期间也会使用到消声器结构，用于降低管路使用噪音，提高气路运行期间的稳定性。在对消声器进行选择时，需要结合工装夹具的基础规模和气动系统规模来进行筛选。同时也需要明确消音器具体的安装位置，如管道连接处、弯道处、排气口等，借此来提高消音器的应用效果。另外，对于经常接拔的部位也需要使用消音器，同时也需要安装转换头，确保系统工作状态稳定性[4]。

5 结束语

综上所述，在汽车车身工装夹具应用过程中，气动系统具备很强的使用价值。该系统在使用期间，能够辅助工装夹具动态调整夹取压力、移动速度，这也避免了夹取过程中零件脱落、变形的情况出现。而且系统在应用中，还可以优化生产线的资源配置，在确保产品生产质量的同时，减少生产期间的成本支出。

参考文献：

[1]徐锴.关于气动系统在客车工装夹具上的应用探讨[J].汽车实用技术，2019（16）：182-183.

[2]涂凯功.无极绳绞车与气动单轨吊运输系统在新义矿业的应用[J].内蒙古煤炭经济，2019（07）：95-96.

[3]陈飞，王林照.顶模块化焊接夹具在客车上的应用[J].安徽科技，2019（02）：53-54.

[4]石成义，刘恒，丁学全，张令军.客车订单式生产模式下的骨架工装体系建立[J].客车技术与研究，2016，38（02）：43-45.