摘要：本文将从当前车身焊接夹具的概况出发，阐述可重构车身焊接夹具的主要设计，对可重构车身焊接夹具的具体应用进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地设计车身的焊接夹具。
关键词：焊接夹具；汽车车身；可重构
引言
可重构的夹具通常被划分成两个不同类型，分别是模块化夹具与适应性夹具，现阶段大部分学者研究可重构夹具时通常把机械加工类型的工件当成研究的主要对象，而研究易变形可重构夹具的内容相对较少，必须展开大量可行性研究，使其能够投入应用中。因此，研究可重构车身焊接夹具的设计具有一定现实意义。
一、当前车身焊接夹具的概况
从上个世纪的六十年代，机床制造行业开始出现可重构的夹具。通常来讲，可重构的夹具存在多种特征，最为显著的一点就是能够把夹紧元件、V型块、定位元件等多种模块化的构建在相同基板上进行组合，让加工工件的安装与定位要求充分实现。利用此种结构模块化设计，若加工工件需要进行更换，对模块化的构件进行再次选配，夹具系统便能够让夹具重构在短时间内完成，让订单生产、按需生产或小批量生产等各种规格的生产要求都能得到有效满足。现阶段，大量可重构的夹具集中于机床加工工件方面，相比之下，能够对汽车车身适用的焊接夹具却较少。从这个角度考虑，为了让夹具实现快速定位与快速安装，有必要研究该类夹具。
二、可重构车身焊接夹具的主要设计
由于焊接夹具具备快速可重用的特殊性质，使其逐渐变成重组或新建车身系统、快速对车身产品改型的一个瓶颈，对于车身装配的成本、质量、生产率以及车型改型周期产生了巨大影响。针对该状况，日本、韩国、英国等多个发达国家中的大量汽车生产厂家对于焊接夹具设计，决定转变整体设计的传统方式，开始采用基于车身焊接夹具的模块式组合设计策略，然后在制造、设计夹具时使用了很多通用的零部件，对其进行一系列模块组合，使焊接夹具制造、设计等工作得以保质保量的完成。相比之下，我国在通用夹持系统方面的开发工作相对落后且起步较晚，必须进行行之有效的设计。
（一）遵循焊接夹具设计的基本要求
通常来讲，冲压件焊接夹具需遵循以下焊接生产要求。第一，提高定位精度，确保工件完好。进行装配的过程中，夹具应让被装配部件、零件都处于正确位置，逐一牢固地夹紧，这样一来，工作人员在焊接过程中就可以避免焊接变形的出现，实现有效焊接。
第二，应可靠地设计焊接夹具结构，对于任何夹具上的受力器件，都必须有充足的刚度与强度，能够承受住较强的重力或由于焊接变形而在不同方向产生的力。
第三，应方便操作与施焊。焊接夹具需要最大限度地简化焊接过程户装配过程，增强程序操作的合理性。无论是卸下还是安装工件都应注重便利性，既不能被各个夹具器件所干扰，又不会卡在夹具上而不能卸下，并让焊缝始终保持在施焊便捷的位置。应在刚度和强度得到保障的基础上，提高灵便性与轻巧性，确保松开、夹紧或定位等过程能够快速、省力。
第四，制造周期应尽可能短。所有夹具上的部件、零件都要容易制作、加工，易磨损的零件需更换便利，设计每套夹具时，同规格、同种通用件能够在所有通用件中占据三分之二的比例。
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第五，应便于调整。焊接夹具工作台面需要通过孔系进行定位，将这一孔位当成后续调整工作的主要测量基准。若需要对定位块尺寸进行调整时，仅通过垫片数量的变化就能够调整成需要的尺寸[1]。
（二）明确焊接夹具设计的整体结构
首先，应将以上的设计要求当成焊接夹具设计基础，并注重夹具设计工作一般性，对焊接夹具全新结构展开设计。焊接夹具需要包含基台，独立主定位机构与夹紧机构需要固定于基台。其中，夹紧机构主要包括压紧连杆、压紧块、平板连接件、L立柱、外套筒、内套筒、立柱等共同构成。内套筒下端和立柱上端相互连接，外套筒接在内套筒另一端，外、内套筒间需要进行可调连接的设置，然后把L立柱固定于外套筒的上部，将平板连接件固定于L立柱的侧面，平板连接件的另一端使用压紧连杆对压紧块进行固定。
其次，独立注定为结构主要包括平板、L连接块、孔系平板、L块、过度中间件、定位件等。平板上面有L连接块通过，与孔系平板相固定，然后把L块固定于孔系平板上，L块的另一端与过渡中间件相连接。
最后，应将阵列孔布置于机台上，把过渡平板设置于基台和夹紧机构间，且过渡平板需具备水平位置方向的调节功能。使用螺钉来连接基台、过渡平板与立柱。应将垫片设置到内套筒和立柱间，从而能够垂直地调节夹紧机构实际高度。应使用定位销钉、螺钉等在高度方向上有效连接外套筒、内套筒。压紧连杆与压紧块需要借助过渡件实现连接。除此之外，阵列孔还应布置于平板上。
（三）焊接夹具设计特性
比起原有焊接夹具，全新焊接夹具具备多种结构特征。第一，夹具元件在系列化、标准化和模块化以后，不同组件的组合与连接更为便利，可以充分适应更多类型、更大范围的工件安装重构，让生产成本大大减少，生产效率得到了不同程度的提高。第二，孔系基础板存在精准定位的功能，与能够更换的过渡平板相互配合，可以让坐标轴线在相同水平面上的调节精准性得到保证。第三，结构为方形套筒结构，根据特定孔间距能够在水平面上作出准确的调整，与精密垫片相互配合能够进一步提高调整的精准度。第四，主定位模块更为独立，通过分层设计夹紧机构与定位机构，能够使夹具制造与夹具设计更加顺利的完成，并实现柔性的重构[2]。
（四）可重构焊接夹具应用
某汽车制造厂家在2019年生产了两厢与三厢车轮罩总成内板支撑延长件，两个支撑延长件在定位时的自由度限制均为3，定位孔的数量也为3。在二者冲压件定位的部分，定位孔变动被限制于不同坐标方向、相同平面的调整。因此，进行定位设计的过程中，该汽车制造厂家只对安装定位块的位置在主定位板作出重新调整，就能让主定位变化需求得到满足，从而让调整夹具以后的重构时间大幅缩短，并在一定程度上让夹具的制造减少。
结语
总而言之，研究可重构车身焊接夹具的主要设计具有重要的意义。相关人员应对当前车身焊接夹具的概况有一个全面了解，严格遵循焊接夹具设计的基本要求，明确焊接夹具设计的整体结构，充分发挥焊接夹具设计特性，并将可重构焊接夹具投入到实际的应用中，从而让夹具自动化设计的目标得以实现。
参考文献
[1]冯雪刚.提高N106侧围线3#A柱上内板焊接夹具定位夹紧精确稳定性的研究[J].企业科技与发展,2019，(24):26-29.
[2]金海平.利用焊缝余热压力成形控制焊件位置精度的焊接夹具——蚌壳式汽车催化转化器连接法兰焊接夹具的设计[J].焊接技术,2019，(02): 59-60.
论文作者:黄艺
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/8
标签：夹具论文; 重构论文; 车身论文; 平板论文; 套筒论文; 工件论文; 立柱论文; 《基层建设》2019年第17期论文;