关键词：汽车焊接夹具；结构设计
引言：
对汽车制造行业而言，汽车车身装焊是制造过程中的重要环节。焊接夹具是进行装焊过程中生产线上所用到的一种关键工具、工艺设备，焊接夹具本身的质量和性能及在使用过程中所遵循的工艺流程直接影响到所生产汽车质量。在设计制造焊接夹具的同时，为节省时间尽快将新款汽车投放市场，夹具设计和汽车车身的设计应同步进行，既能缩短设计、生产周期，又可以大大降低成本。
一、汽车焊接夹具的结构设计
1.1汽车焊接材料及结构分析
在汽车焊接过程中，材料选择存在一定局限性，主要由于汽车所要求的性能及材料的物理性质较为苛刻，导致所使用的材料存在限制。因此在汽车制造行业中，其焊接技术可分为三种，（1）低碳钢构成的冷轧钢板：（2）镀锌钢板；（3）热轧钢板。对三种材料而言，其可焊接性极强，也可以适用大多数的焊接技术。但由于这几种材料的板件较薄，在焊接过程中容易出现变形的现象。
1.2支撑和夹紧的设计
冲压件外形复杂性导致支撑夹紧的定位面形状不一，复杂多变。为了使零件的制造和调整方便，可将支撑和夹紧与过渡板及夹紧臂分体设计，减小定位板尺寸，避免整体加工。定位板上的定位面形状取决于与其相接触的冲压件的数据，在制造过程中，为了保证定位面的形状，尺寸精度，应采用数控加工或靠模加工。
1.3定位销的设计
为保证工件的孔的定位精度，定位销直径一般为-0.1mm，其位置精度为+/-0.05mm。在车身焊装过程中，若定位销的固定位置妨碍了工件的装卸，就必须将定位销设计成移动式结构。如在自动化程度不高的手工操作中，设计成结构简单，实用方便的活动销，在大批量的自动化生产线上可设计成以气缸为动力源的移动销结构。
1.4夹紧元件的设计
夹紧机构根据产量和生产率的需要可采用气动和手动两种夹紧方式，夹紧时不可破坏工件的确定位置和工件自身的形状，要设定适当的夹紧力。夹紧件在设计时应充分考虑其打开状态时的空间量，以便于焊件的装卸及工人的操作，还要注意与相临夹具的干涉问题。夹紧件的结构设计形式不同，其运动也不相同，在保证正常工作的情况下，尽量使其结构简单化和统一化。
1.5测量机构
利用夹具本体自身设计测量机构是提高夹具设计和制造精度的重要措施。在传统夹具设计中，夹具合格标准是利用实际冲压件进行装配组合来检验的，但由于冲压件不可能十分准确，部件总成更有累计误差，所以车身焊接总成的精度必然不高。有不少厂家使用三坐标测量仪进行检验，可其对一些结构复杂的定位元件仍无法测量。利用夹具自身测量机构与三坐标测量仪配合使用，可大大提高焊接夹具的精度。
测量机构组成
（1）基准面和基准槽。测量机构的基准面为夹具地板的工作表面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基准槽是在夹具地板上设计两条相互垂直的十字交叉槽，槽子的位置可由实际需要确定。
（2）测量器具。测量器除常规量具、三坐标测量仪外，还需设计专用量块和方箱。
1.6焊接夹具调试过程中的再设计
焊接夹具调试过程中的再设计对汽车焊接夹具生产具有非常重要作用，作为汽车焊接夹具的设计者及生产者必须要提高对调试过程中再设计的重视程度。对一些大型的焊接夹具，由于其结构较其他焊接夹具较复杂，导致这型焊接夹具在再设计过程中极其容易引起许多设计及制造上的问题，大大降低产品的使用寿命和使用效率。为了解决这一问题，汽车焊接夹具的生产者必须要尽快发现这些问题，并找出造成这些问题的原因，然后根据实际情况来采取相对应的解决措施。调试规模过大或过小对焊接夹具的生产都有一定影响，因此必须要在调试过程中不断发现并找出调试规律，使汽车焊接夹具可以更好被应用到实际过程中。
二、新型焊接夹具设计要点分析
2.1 柔性焊接夹具设计
随着科技发展，现在制造业中夹具的要求越来越高。因此，人们提出柔性焊接夹具设计的概念，并在该领域作了大量研究。柔性焊接夹具系统能快速适应不同几何形状零件的装夹要求，对不断变化的零件装夹需求能做出快速响应，以满足加工要求。夹具组成元件少，拆装方便，一次装夹能够同时进行多个表面的加工。工件的形状和尺寸有一定变化后，夹具不仅能适应这种变化，还能继续使用，适应加工对象的变换。夹具结构简单，元件的拼装环节少，避免误差的累加，提高装夹精度。柔性夹具强度高和刚度大，为了降低准备时间，过程中可采用大切削用量。柔性焊接夹具通用性好，夹具元件可适应于多个夹具系统，满足柔性制造系统数控加工的需要。
2.2 可重构焊接夹具设计
可重构制造系统RMS是专用机器和柔性制造的组合，是快速大规模、在制造过程中可变换的系统133-36I。其具有可模块化、可集成化、用户定制化、可扩展能力、可变换能力、可诊断能力等特点。可重构制造系统能较好适应市场需求的产品变换，按系统规划的要求，以重排、重复利用、革新组元或子系统的方式，快速调整制造过程、制造功能和制造生产能力。可重构焊接夹具设计是在RMS基础上进行的，其要求焊装夹具零部件通用化高，结构可调性好。
三、汽车焊接夹具设计的发展趋势
3.1汽车产业发展动向及车身构造的变化带来夹具设计的更新
随着人们对汽车文化的追求，舒适安全又不失个性迫使车身结构向着稳定化、结构合理化发展。车身结构的轻量化和合理化使新的车身材料和新的车身结构出现，同时对焊接方法提出新的要求，对焊装夹具的设计和制造提出新要求。汽车生产技术的创新，精益生产、并行工程即时生产等生产方式的出现，导致新型汽车夹具的出现。
3.2 焊接新技术的更新带来夹具设计的更新
随着汽车轻量化的要求.一些轻型材料的应用，如铝合金的焊接需要促进焊接新技术的发展，也给汽车焊装夹具的设计带来新课题。机器人技术的更新带来夹具设计的更新在车身工程中，车身装配机器人随着伺服技术发展，将周围机器的工作逐渐转移到机器人上。伺服焊接机器人的伺服焊枪是气压驱动和电极压力的点焊焊枪变换为伺服电机化的焊枪，焊枪机器人轴化的最大优点是可简化焊装夹具。
结束语：焊接夹具是汽车制造过程中的重要部分，关系着汽车整车质量及生产时间。在进行汽车焊接过程中，焊接精度和准确度是要靠焊接夹具进行控制和调节，良好达标的焊接夹具可保证汽车在焊接过程中达到标准焊接精度，确保汽车可以合格出厂投入使用。
参考文献
[1]边明军.浅谈汽车焊接夹具的结构设计研究与发展趋势[J].军民两用技术与产品，2015（12）.
[2]葛怀林，李二铁.多品种车型混流主焊线的开发研究[J].汽车工艺与材料，2013（9）：50-55.
论文作者:廖晓阳1,李泰江2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/12
标签：夹具论文; 汽车论文; 过程中论文; 车身论文; 精度论文; 结构论文; 柔性论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;