1 車身焊接夾具的特點

1.1 焊裝夾具的結(jié)構(gòu)特點

車身焊裝夾具體積大，結(jié)構(gòu)復雜是最明顯的特點，為有利于加工和裝配，便于在后期使用過程中進行維護和檢修，必須分解夾具的結(jié)構(gòu)。車身焊裝夾具有三個裝配基準，分別是左、右側(cè)圍和底板，在相關(guān)平面上設(shè)定有坐標線以及基準槽，只要按對應的坐標和基準槽進行裝配、檢測，然后把各部分統(tǒng)一組合起來，就是一個合格的夾具。

1.2 焊裝夾具的定位特點

焊裝夾具的定位元件多為不規(guī)則的曲面，一般很少用到標準元件。焊接夾具應定位好每一個被焊工件，保證相互之間不會干涉，這就要求在設(shè)計定位元件時必須充分利用工件的裝配關(guān)系作為定位支承。如果裝配要求不嚴格，可以不使用焊接夾具操作。

1.3 焊裝夾具的夾緊特點

車身沖壓件經(jīng)常使用電阻焊接，如果點焊的加壓方向同工件重力一致，且焊接壓力不使工件變形，定位基準和裝配位置也不受到影響，那么夾緊機構(gòu)可以忽略。焊接針對的是兩個以上的工件，夾緊點很多，使用電阻焊這種焊接工藝可以提高工作的效率，減少裝卸時間。夾緊宜采用多點聯(lián)動機構(gòu)與快速高效裝置。

對于薄板沖壓件夾緊力的關(guān)鍵是找準支承點，沖壓件由于剛性受到結(jié)構(gòu)以及鋼材厚度的影響，參數(shù)是不一樣的，夾緊應該保證工件不會發(fā)生變形。夾緊力的設(shè)定主要是為工件的裝配提供便利，使其貼合于定位支承。在夾緊器制作材質(zhì)的選取上，夾緊頭部多是碳鋼、不銹鋼等，這類材質(zhì)可以滿足工件的不同要求。

2 夾具設(shè)計的定位元素

2.1 定位銷

定位銷是用于零部件定位的重要元素。在設(shè)計車身零件的焊接夾具時，通常我們會設(shè)計一組由一個圓形定位銷和菱形銷組成的定位銷組來進行定位，保證在焊接過程中零件定位的精度，和放取件的方便性。定位銷我們根據(jù)使用形式可分為固定銷，伸縮銷，和擺動銷。我們將使用方式為固定安裝的銷稱為固定銷。因為固定銷易于安裝，并且制造加工比較方便所以在夾具設(shè)計時常常會使用到。但它的數(shù)量也不能太多。因為我們知道，零部件都是通過銷孔和定位銷的銷體接觸，形成定位。當一個零部件上的固定銷太多時，雖然在短期內(nèi)易于保證精度，但是由于定位銷太多，鈑金件加工質(zhì)量一致性難于保證，而設(shè)計時設(shè)計的定位孔和銷的公差范圍比較小，造成工人焊接上件，和焊接完取件不方便，經(jīng)過多次的拿取操作后會造成定位銷的磨損，定位銷的剛度也會受一定影響，從而影響定位精度。因此，我們設(shè)計的時候，一套夾具的固定銷數(shù)量一般不超過兩個。伸縮銷和擺動銷也是用的比較多的一種定位銷。當一套夾具需要多個定位銷時，而固定銷的數(shù)量又受到限制，我們就考慮設(shè)計時增加伸縮銷或者擺動銷。當然，改變銷的結(jié)構(gòu)形式也需考慮零件的結(jié)構(gòu)，和預留的操作空間，不能與零件有干涉。當定位銷由于受到零件結(jié)構(gòu)限制而不是水平的，而是帶有一定角度或者垂直于BASE 板，考慮到取放件的便易性，我們也應將定位銷設(shè)計成擺動或伸縮的。

2.2 定位塊及壓塊

定位塊和壓塊在夾具設(shè)計中也用的比較多，他們分別起定位和壓緊作用。定位塊主要用于對面的定位，它能保證一些重要的型面和功能面的尺寸。在設(shè)計的時候，我們要根據(jù)工藝上要求的 RPS 并結(jié)合自己的經(jīng)驗來設(shè)計定位塊的結(jié)構(gòu)形式進行定位塊的設(shè)計。壓塊主要是用于保證零件的壓緊。它的設(shè)計主要考慮因素是能不能在保證壓緊零件的同時，又能保證焊槍良好的操作性。它的結(jié)構(gòu)形式因而也會因為零件和其他夾具結(jié)構(gòu)體的形式而不同。

3 車身的焊接夾具設(shè)計要點

3.1 采用合適的焊接夾具設(shè)計工具

（1）WAVE 是三維造型軟件 UG 的重要模塊，能實現(xiàn)“部件間的關(guān)聯(lián)”，可完成汽車車身焊裝夾具總體裝配設(shè)計，實現(xiàn)對設(shè)計過程的有效控制；

（2）根據(jù)分解后的車身焊合件，合理設(shè)計夾具的種類；

（3）考慮年產(chǎn)量確定夾具的自動化水平和定位裝置；

（4）車身和夾具的設(shè)計基準一致。焊裝夾具上的部件位置都是根據(jù)車身零件的設(shè)計基準而定，最終要保證生產(chǎn)出合格的焊接工裝結(jié)構(gòu)；

（5）焊接夾具的定位合理。夾具的定位包括孔定位和面定位。夾具定位大都采用過定位方式，以增加焊接的剛度，減少焊接變形。采用孔定位，優(yōu)先考慮的是沖壓工序的定位孔，要求孔的尺寸和位置準確可靠；

（6）正確設(shè)計夾緊裝置。當正確確定零件在夾具上定位后，為確定焊接時中各個工件的裝配位置，同時考慮克服工件的回彈變形，一般需要用夾緊機構(gòu)。該裝置能使工件和支承面、定位面和工件以及工件之間夾緊貼合。

3.2 焊裝夾具中的計算機技術(shù)

3.2.1 淺談汽車焊裝夾具的虛擬制造環(huán)境

當今，遍布全球的制造企業(yè)之間的競爭也變得越來越激烈，而決定企業(yè)全球競爭能力的主要指標是新產(chǎn)品開發(fā)的時間(Time)、質(zhì)量(Quality)、成本(Cost)和服務(wù)(Services)，即 TQCS。對此，國際上于 90 年代初提出了一項具有挑戰(zhàn)性的制造技術(shù)——虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)是由計算機仿真、建模技術(shù)、計算機圖形學、人工智能、并行工程和多媒體技術(shù)等多學科知識形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。產(chǎn)品和過程的建模與仿真技術(shù)是實現(xiàn)虛擬制造的核心技術(shù)。汽車焊裝夾具在制作現(xiàn)實的成品之前，如果先采用虛擬制造，可以對產(chǎn)品進行仿真化模擬制造，可以通過虛擬的制造技術(shù)來對現(xiàn)實中的制作過程中可能出現(xiàn)的問題進行預測與分析，如此一來，再進行現(xiàn)實的制造時，就會減少許多問題，提高產(chǎn)品的質(zhì)量與效率。具體的內(nèi)容為：在焊裝夾具虛擬制造系統(tǒng)中，通過建立夾具設(shè)計的產(chǎn)品模型、工藝模型、裝配模型和成本模型等，利用設(shè)備模型庫和仿真服務(wù)模塊來定義虛擬車間，由設(shè)備模型庫中的對象類定義來創(chuàng)立車間對象模型，在虛擬車間內(nèi)進行汽車車身覆蓋件的裝夾、焊接和拆卸過程，用計算機記錄下這個過程中汽車車身覆蓋件的變形規(guī)律此外，利用仿真接口可實現(xiàn)虛擬制造系統(tǒng)與用戶、應用系統(tǒng)以及真實設(shè)備之間的接口。

3.2.2 汽車焊裝夾具利用

計算機輔助設(shè)計的可行性對于焊裝夾具來說，通常由支座、定位板、壓板、銷軸、夾緊器及限位塊等組成，共計 5大類 200 多種，這些結(jié)構(gòu)以及元件都對精密度有著嚴格的要求，同時汽車焊裝夾具結(jié)構(gòu)也有著許多的特點，比如想要讓車企的改型速度快以及研制周期短，可以采用大量的標準化元件進行制造。在實際的投入使用案例中，也可以明顯發(fā)現(xiàn)采用大量的標準化元件的許多優(yōu)勢，最具有說服力的就是當今世界上許多汽車工業(yè)發(fā)達國家采用的都是這樣的方法，而
要想元件大量標準化生產(chǎn)，這就離不開用計算機技術(shù)進行控制；此外，由于上文提到的支座、定位板、壓板等焊裝夾具對于精密度有著嚴格的要求，有的元件甚至要求為百分之幾毫米，因此要想大量快速地生產(chǎn)這些元件，不可能靠人力進行加工以及校正，而采用計算機技術(shù)可以很好地進行元件的精密控制；所以根據(jù)汽車焊裝夾具的特點可以決定焊裝夾具進行計算機輔助設(shè)計具有可行性。

通過對高壓電機主絕緣內(nèi)部導體角部電場的計算，得出發(fā)電機定子線棒導體角部存在電場集中現(xiàn)象，當導體圓角處等位層的曲率半徑≥2mm 時，發(fā)電機定子線棒絕緣的場強分布得到明顯改善。最大場強和不均勻系數(shù)下降明顯。導體等位層與導體接觸的裸銅點間距在不超過 300mm 的范圍內(nèi)時，等電位層效果最好。導體角部電場分布優(yōu)化措施能有效的提高高壓電機定子線棒電氣性能。不同結(jié)構(gòu)內(nèi)屏蔽的線棒可獲得不同的電氣性能，與局部屏蔽層處理的線棒相比，采用全屏蔽層處理的線棒介質(zhì)損耗角正切值要低，局部放電量以及擊穿電壓要高。

4 結(jié)束語

汽車車身的焊裝，焊裝夾具不可或缺，它影響著汽車生產(chǎn)的水平，對汽車生產(chǎn)的效率、質(zhì)量和規(guī)模都產(chǎn)生重要作用。因此，重視焊裝夾具設(shè)計的常見問題和掌握焊裝夾具設(shè)計的要點，革新焊裝夾具的設(shè)計方法和設(shè)計水平非常重要，同時也是汽車制造公司在激烈的競爭中得以生存的重要因素。