电动汽车车架焊接工装技术方案介绍

焊接工装夹具在汽车制造业的发展

摘要

东莞市三威柔性自动化装备有限公司专注于工装夹具、焊接工装、柔性组合工装、专用工装夹具、自动专机、智能焊接工装工艺装备及提高生产效率解决方案的研发和运营。装配夹具和焊接夹具在汽车车身装配和焊接生产线与生产制造优质的汽车设备息息相关，焊装夹具是焊接工艺的重要组成部分，装配和焊接夹具除了是完成这个过程中零部件装配的途径和定位，同时在生产线上也作为一个测试和校准程序，完成检测焊接配件和焊接质量的任务。因此焊装夹具的设计和制造，直接影响焊接过程中汽车的生产能力和产品质量。汽车焊装夹具是保证其制造质量，缩短制造周期的重要手段。因此，正确理解焊装夹具的设计要点，改善和提高焊装夹具的设计手段和设计水平，并提高夹具的调整和验证水平等三方面都是必不可少的，也是汽车制造公司在竞争中得以生存需解决的问题。汽车的风格不同，焊接夹具的形状，因而有着很大的不同，但在设计、制造和调整都是一样的可以借鉴的。

一.焊接工装夹具

焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠加紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊件生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。

在焊接生产过程中，焊接所需的工时较少，而约占加工工时的2/3以上的时间是用于备料、装配及其他辅助的工作，极大地影响着焊接的生产速度。为此，必须大力推广使用机械化和自动化程度较高的装配焊接工艺装备。

焊接工装夹具的主要作用有以下几方面：

（1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。

（2）有效地防止和减轻了焊件变形。

（3）是工件处于最佳的施焊部位，焊缝的成形性良好，工艺缺陷明显降低，焊接速度得以提高。

（4）以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。

（5）可以扩大先进的工艺方法的适用范围，促进焊接结构的生产机械化和自动化的综合发展。

二.汽车焊接工装夹具

中国汽车工业经历了从无到有、从小到大，从货车时代到轿车时代，从“公车”到“私车”的发展过程，其创建、成长的每一步都成为中国制造业发展与开拓的见证。而作为汽车生产四大工艺之一的车身焊装生产线，也经历了一个从低端到高端，从手动到自动的发展过程。为了赶上国际水平，在提高产量的同时，要求努力提高汽车制造质量，因此对焊装夹具也提出了新的要求，以满足更快的新品开发速度。在研发新车型的过程中，需要一种柔性化、模块化的三维组合工装替代传统的专用工装，可以大量缩短设计、制造时间，并可以反复使用，节约研制成本。同时，在专用车辆，工程车辆和大客车的生产中，由于批量小、客户要求不同，使用柔性化工装制造也是非常实用和经济的方法。

1.焊装工装夹具的发展

焊装夹具也称焊接工装夹具，它与焊接变位机械装备在焊接结构生产中总称为工艺装备。其中，工装夹具包括夹紧器、定位器、推拉装置等。夹紧器是焊装夹具中最基本、应用量最多的设备，通过夹紧器对焊接工件的夹紧，可有效保证焊接工件的焊接精度和焊接质量。

从50年代开始发展的中国汽车制造业，以手工焊和电阻点焊作为主要加工手段，跨出了汽车制造的第一步，其焊装夹具也主要是以手工操作为主。夹紧器的应用经历了以手动夹紧器为主，到以拉杆式气缸驱动夹紧机构为主，再到现今的以气动一体式夹紧器为主的一个发展过程。

2.焊装夹具对夹紧器/机构的基本要求

1）、夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠；

2）、夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损坏零件表面质量；

3）、夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调的；

4）、结构力求简单，便于制造和维修。

3.柔性组合焊接工装的应用

焊接工装夹具过去一直没有受到机械焊接与切削行业的重视。各厂家都实行自己开发设计制造，专用性强，费时费工，工装成本非常高。柔性组合焊接工装基本上是一个空白。东莞三威公司在自身承接客户变化多样的结构件的生产过程中，应用组合夹具的设计思想，以其创意和创新的巧妙构思、灵活多样的结构组合，独创了组合式三维焊接工作台，并逐渐从满足自我的使用到供应给各行各业的用户。柔性化的焊接工装免除了设计人员重复设计和制作工装的投入,在短短10年左右的时间内，就已经在几千家欧美著名的机械焊接与切削行业成功应用。

3.1柔性组合焊接工装概述

东莞三威公司三维组合焊接工作台有D28和D16两个系列。在高精度的台面上，每隔100mm均布D28的圆孔或每隔50mm均布D16的圆孔，这些孔可用于拼接各种功能的定位模块和夹具。各种功能模块除台面外，还有定位块，直角块，立柱，任意角度调整，V形块，销栓，各类快速夹具，间隙调整片及各种辅助模块。模块的设计构思巧妙，可以进行各种组合和反复应用。

用于模块之间互相紧固连接的销栓，内部采用五个同心钢珠。销栓松开时，钢珠退入销栓内，此时销栓可方便地插入模块的孔内。当用手逐渐拧紧时，五个钢珠逐渐弹出，自动对中并夹紧模块。用扳手扳紧后，其对模块的夹紧力可达5吨，剪切力可达25吨。

3.2柔性组合焊接工装特点

东莞三威三维柔性组合焊接夹具系统广泛应用于各类钢结构、工程机械制造、压力容器、建筑框架、汽车工业、自行车(摩托车)制造、钣金加工、金属家具、工业管道(法兰)、机器人技术以及设备装配和检测设备等。这种组合夹具的突出优点是：

1）模块化：所有组件分门别类，进行了标准化和系列化，互相匹配。选用最少的模块，就可以实现各种快速定位和夹紧的功能。

2）柔性化：拼装方式多样，用户只要充分发挥想象力，几乎可达到任何专用夹具同样的定位和夹紧功能。拼装快速，装拆方便；工作台面可以根据工件形状、大小进行拼装组合。台面上的刻度和模块尺寸的设计，使操作工人不用量具就可以根据工件尺寸迅速搭出所需要的工装。