【精品】汽车白车身焊接夹具的结构设计01

汽车白车身焊接夹具的结构设计

汽车工业装备是最近兴起并迅猛发展的一个新兴行业。其实在这之前它也存在着,但由于汽车制造厂的车型更换没有现在这么的频繁，种类这么的多样化，且车型更换时变化最大的就是白车身。这就要求其对应的焊装线能跟上汽车车型和种类的变换。在这种情况下突出了焊装线在汽车生产和制造中的作用，使得人们越来越重视它.在汽车焊接流水线上，真正用于焊接操作的工作量仅占30%～40%,而60%～70％为工件的辅助和装夹工作.因为工件的装夹是在焊接夹具上完成的，所以夹具在整个焊接流程中起着重要作用.

在焊接过程中,合理的夹具结构，有利于合理安排流水线生产，便于平衡工位时间，降低非生产用时节降低生产成本.对于具有多种车型的企业，比如说一汽、沈汽、上汽等。如能科学地考虑共用或混型夹具，还有利于建造混型流水线，提高生产效率。

为提高我们汽车焊接夹具的设计水平,对汽车焊接夹具原理、结构及设计方法、原则有一个更深入的了解，在此把我自己的一些见解和经验与大家一起探讨。

一、汽车焊接工艺特点

(一）白车身的材料与结构

汽车焊接材料主要是低碳钢的冷轧钢板，镀锌钢板等.它们可焊性好，适宜大多数的焊接方法,但由于是薄板件，因而刚性差、易变形。在结构上,焊接散件大多数是具有空

间曲面的冲压成形件，形状、结构复杂。有些型腔很深的冲压件,除存在因刚性差而引起的变形外，还存在回弹变形.这都是在夹具设计构成中应该考虑的问题。

(二)焊接方法

汽车焊接方法主要有CO2气体保护焊和电阻焊。CO2气体保护焊应用范围较广，且对夹具结构要求不十分严格。主要注意防止焊接产生的飞溅。相应采取的措施有主要有夹具表面镀铜、主要夹紧定位部件包铜皮、加装保护盖板等措施.

电阻焊是在汽车白车身焊接中主要采用的一种焊接方法。对夹具要求严格，尤其是多点焊和机器人点焊。要求焊接夹具对工件定位准确，操作方便且焊接牢固可靠.

(三）焊接工艺流程

汽车焊接的基本特征就是单个零件到部件再到总成的一个组合再组合的过程。从零件到白车身焊接总成的每一个过程,既相互独立，又相互联系,因此组件的焊接精度决定着部件总成的焊接精度,最后影响和决定着车身焊接总成的焊接精度与质量,这就要求相互关联的组件、部件及车身焊接总成夹具的定位基准应具有统一性和继承性，只有这样才能保证最终产品质量，即使出现质量问题也易于分析原因，便于纠正和控制。

白车身的焊接过程以流水线生产为主，所以夹具设计应有利于流水线的布置和设计，同时也考虑给生产管理提供方便。

（四）可操作性

我们这里讲的科操作性就是指焊接夹具的使用操作是否方便灵活。一台焊接夹具不仅要保证工件的定位准确,夹紧牢固可靠.还要保证操作者能方便的把零件摆放到夹具上定位夹紧，方便的操作焊枪进行焊接，方便的取出工件。我总结为“三个方便”

.要实现这三个方便就要从整体去考虑这些要素,不如说操作高度是否合理，焊枪选用的是否合理，上件夹紧的步骤是否合理。

对于形状相似不好区分左右的工件是否有防反措施。

对于不好焊接的地方是否有焊枪的导向机构。

不好放置和取出的工件是否有举升机构.

为了方便焊接是否要增加旋转机构等。这都是在设计过程中需要考虑的问题。

二、焊接夹具的设计方法与步骤

1．在设计焊接夹具之前，应首先了解生产纲领、产品结构特征、工艺方法及生产线布置方式，作好充分的准备。参照国内外先进的夹具结构，并结合实际情况确定夹具总体方案.诸如是固定夹具还是随行夹具，机械化、自动化水平是高是低，几种车型主要夹具是否混型共用等.要准备好的工艺文件包括工序卡,技术协议，产品数模，夹具式样书，焊点文件。确定使用那种标准件，那种气动元件以及甲方的特殊要求。

2．根据焊件结构特点及所需焊接设备（焊枪或CO2）型号、规格，确定定位及夹紧方式（如果有式样书直接按照式样书上的夹紧定位方式即可）；同时根据冲压件的工艺特点及后续装配工艺的需要选择合适的定位点及关键定位点。大部分厂家已经规定好了零件定位的RPS孔和RPS面，不需要我们在制定定位基准了.但是大家也一定要了解如何确定定位的基准孔

和基准面。

3．主体机构确定后，便可确定辅助装置.如水、电、气回路，气、液动元件以及覆盖件外部焊点所需保护铜板等。

4．按照确定好的定位点开始3D设计。定位块要求在定位面的法向右3mm 的调整量。定位销要求在与定位孔中心线垂直的平面上有两个方向的调整量。

5．在进行夹具的具体结构设计时，应尽可能多的采用标准化元件，或提高自身的通用化、系列化程度。

三、焊接夹具的组成、结构及要求

汽车焊接夹具通常由夹具地板、定位装置、夹紧机构、测量系统及辅助系统等五大部分组成.

6、命名规则

（一）夹具底板

夹具地板是焊接夹具的基础元件，它的精度直接影响定位机构的准确性，因此对工作平面的平面度和表面粗糙度均有严格的要求.

夹具自身测量装置的基准是建立在夹具底板上,因此在设计夹具底板时，应留有足够的位置来设立测量装置的基准槽和基准孔，以满足实际测量的需要。另外,在不影响定位机构装配和定位槽建立的情况下,应尽可能采用框架结构，这样可以节约材料、减轻夹具自重。

在甲方没有指定的情况下，夹具的底板采用如下的规格:

1、BASE长度在1m以内的，使用厚度16—18mm的板.型钢使用14＃槽钢。

2、BASE长度在1m–2m之间的.使用厚度为20－22mm的钢板。型钢使用16＃槽钢.

3、超过2m的使用大于等于25mm厚的钢板。型钢使用20＃以上的槽钢。

4、BASE为焊接结构件。焊接后要进行退火去应力处理.表面要做防锈处理。并且在BASE面内刻线。

（二）定位装置

定位装置中的零部件通常有固定销、插销、挡铁、V型块，以及根据焊件实际形状确定的定位块等。

1．因焊接夹具使用频率极高，所以定位元件应具有足够的刚性和硬度,以保证在更换修整期的精度.一般采用45#钢。型面要求表面淬火.定位销要耐磨并且有一定的刚度。一般采用40Cr调质，表面镀铬处理。压紧部分的要求与定位部件的要求一致。

定位销又分为固定、摆动、伸缩这几种。