汽車車身焊接夾具的設(shè)計(jì)是一門經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的綜合性技術(shù)，在設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定生產(chǎn)綱領(lǐng)，熟悉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，了解變形特點(diǎn)，把握制件及裝配精度，通曉工藝要求。只有做到這些，才能對(duì)焊接夾具進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)。

一、生產(chǎn)綱領(lǐng)

生產(chǎn)綱領(lǐng)決定焊接夾具的自動(dòng)化水平及焊接工位的配置，是通過生產(chǎn)節(jié)拍體現(xiàn)的。生產(chǎn)節(jié)拍由夾具動(dòng)作時(shí)間、裝配時(shí)間、焊接時(shí)間、搬運(yùn)時(shí)間等組成。夾具動(dòng)作時(shí)間主要取決于夾具的自動(dòng)化程度；裝配時(shí)間主要取決于沖壓件精度、工序件精度、操作者的熟練程序；焊接時(shí)間主要取決于焊接工藝水平、焊接設(shè)備的自動(dòng)化程度、焊鉗選型的合理化程度等；搬運(yùn)時(shí)間主要取決于搬運(yùn)的自動(dòng)化程度、物流的合理化程度等。只要把握住以上幾點(diǎn)，就能合理地解決焊接夾具的自動(dòng)化水平及制造成本這對(duì)矛盾。

二、汽車車身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

汽車車身一般由外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件和骨架件組成，覆蓋件的鋼板厚度一般為0.8-1.2mm，骨架件的鋼板厚度多為1.2-2.5mm，也就是說(shuō)它們大都為薄板件。對(duì)焊接夾具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，有以下特點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，構(gòu)圖困難

汽車車身都是由薄板沖壓件裝焊而成的空間殼體，為了造型美觀和殼體具有一定的剛性，組成本身的零件通常是經(jīng)過拉延成型的空間曲面體，結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜。

2、剛性差、易變形

經(jīng)過成型的薄板沖壓件有一定的剛性，但和機(jī)械加工件相比，剛性要差得多，而且單個(gè)的大型沖壓件容易變形，只有焊接成車身殼體后，才具有較強(qiáng)的剛性。

3、以空間三維坐標(biāo)標(biāo)注尺寸

汽車車身產(chǎn)品圖以空間三維坐標(biāo)來(lái)標(biāo)注尺寸。為了表示覆蓋件在汽車上的位置和便于標(biāo)注尺寸，汽車車身一般每隔200mm或400mm劃一坐標(biāo)網(wǎng)線。三個(gè)坐標(biāo)的基準(zhǔn)是：前后方向(Y向)———以汽車前輪中心為0，往前為負(fù)值，往后為正值；上下方向(Z向)———以縱梁上平面為0，往上為正值，往下為負(fù)值；左右方向(X向)———以汽車對(duì)稱中心為0，左右為正負(fù)。

三、裝配精度

裝配精度包括兩方面內(nèi)容：外觀精度與骨架精度，外觀精度指車門裝配后的間隙面差，骨架精度指三維坐標(biāo)值。貨車車向的裝配精度一般控制在2mm內(nèi)，轎車控制在1mm內(nèi)。焊接夾具的設(shè)計(jì)既要保證工序件之間的焊裝要求，又要保證總體的焊接精度，通過調(diào)整工序件之間的匹配狀態(tài)來(lái)滿足整體的裝配要求。

四、6點(diǎn)定則在車身焊裝夾具上的應(yīng)用

6點(diǎn)定則指限制'個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的自由度，在設(shè)計(jì)車身焊裝夾具時(shí)，常有兩種誤解，一是認(rèn)為6點(diǎn)定位則對(duì)薄板焊裝夾具不適用；二是看到薄板焊裝夾具上有超定位現(xiàn)象，產(chǎn)生這種誤解的原因是把限制6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的自由度理解為限制6個(gè)方向的自由度，焊接夾具設(shè)計(jì)的宗旨是限制6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的自由度，這種限制不僅依靠夾具的定位夾緊裝置，而且依靠制件之間的相互制約關(guān)系。只有正確認(rèn)識(shí)了薄板沖壓件焊裝生產(chǎn)的特點(diǎn)，同時(shí)又正確理解了6點(diǎn)定則，才能正確應(yīng)用這個(gè)原則。

從定位原則看，支承對(duì)薄板來(lái)說(shuō)是必不可少的，可消除由于工件受夾緊力作用而引起的變形。超定位使接觸點(diǎn)不穩(wěn)定，產(chǎn)生裝配位置上的干涉，但在調(diào)整夾具時(shí)只要認(rèn)真修磨支承面，其超定位引起的不良后果是可以控制在允許范圍內(nèi)的。

80年代，車身焊接使用的大量夾具其型式是從沖壓模具的定位面截切而來(lái)，即在車身沖壓零件的型腔上定位，它被稱為‘定位塊’，其特點(diǎn)是定位面積大，據(jù)統(tǒng)計(jì)投影面積在50×100以上。定位塊是加工件，其余支撐部分為鑄鐵件，定位塊在裝配調(diào)整后再配作定位銷。在外觀上它有兩種式樣：大面積的定位塊，小面積的氣動(dòng)或手動(dòng)壓頭；大面積的定位塊，大面積的氣動(dòng)或手動(dòng)壓頭。前者造成定位塊加工復(fù)雜，產(chǎn)生車身零件壓緊力不夠，后者干涉焊鉗的點(diǎn)焊操作及裝件困難。在生產(chǎn)中使用的夾具，其精度必須保證產(chǎn)品總成的要求；其選擇定位面的數(shù)量也是比較保守的，寧多勿少。另外，每個(gè)定位塊的裝配全部是用四個(gè)螺釘在沉孔中固定在焊接支承底板上，因焊渣飛濺的填充，造成返修更換的困難。因此這種整體為鑄件的‘定位塊’式夾具是耗能耗材的，其設(shè)計(jì)、制造周期和成本都比較高。

隨著工裝制造水平與檢測(cè)手段的提高，車身焊接夾具的定位轉(zhuǎn)化為定位板定位，板的厚度在16、19、25幾檔中選用。整個(gè)夾具本體改為焊接合件，在制造、裝配上都縮短了周期，相對(duì)降低了成本。定位板與角支座、角支座與底板各定位銷孔均采用鏜孔，孔間距偏差為, L±0.02。這種在加工上采用此方式，在調(diào)試中若車身產(chǎn)品尺寸略有變化(如沖壓件常有的尺寸誤差)，機(jī)加中保證的尺寸精度就浪費(fèi)掉了。要想使車身幾何精度在夾具上一次裝調(diào)成功，沖壓件就不能有較大的尺寸偏差，而且定位點(diǎn)的數(shù)量也比較多。用直角塊可調(diào)定位方式與上相同，只是定位板、壓頭用直角塊加墊片過渡。它的優(yōu)點(diǎn)是定位板、壓頭用損后修復(fù)、裝調(diào)比較方便；也比較容易形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、制造(除定位塊、壓頭上壓塊外，其余零件均可制成標(biāo)準(zhǔn)件)。但設(shè)計(jì)人員要解決鏜出的定位銷孔與墊片的關(guān)系，不能讓定位板無(wú)公差加工。也延長(zhǎng)了裝配周期，從定位型面到檢測(cè)銷孔等尺寸鏈增多，累計(jì)誤差上升。如平頭車身左/右側(cè)圍夾具，僅直角塊就有900個(gè)左右。可想裝配調(diào)整工作量之大，它同樣是以提高加工精度為代價(jià)換來(lái)的。夾具從整體外形看0有章法、但不美觀。

采用三個(gè)圓柱銷定位各零、部件，它把以上兩種定位法加工精度從, L±0.02降到, L±0.05，就使夾具在生產(chǎn)使用中加工、裝配上使車身裝焊精度得到了保證。但在設(shè)計(jì)、裝配中，要考慮定位部件的使用狀況，否則精度就會(huì)隨磕碰等不良因素走失掉。

五、車身分塊和定位基準(zhǔn)的選擇

車身焊接總成一般由底板、前圍、后圍、側(cè)圍和頂蓋幾大部分組成，不同的車型分塊方式不同，在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，一般應(yīng)做到：

1、保證門洞的裝配尺寸

當(dāng)總成焊接無(wú)側(cè)圍分塊時(shí)，門洞必須作為主要的定位基準(zhǔn)，在分裝夾具中，凡與前后立柱有關(guān)的分總成裝焊都必須直接用前后立柱定位，而且從分裝到總裝定位基準(zhǔn)應(yīng)統(tǒng)一；當(dāng)總成焊接有側(cè)圍分塊時(shí)，則門洞應(yīng)在側(cè)圍焊接夾具上形成，總裝焊時(shí)以門洞及工藝孔定位，且從分裝到總裝定位基準(zhǔn)也應(yīng)統(tǒng)一。