汽车焊装夹具的优化设计研究

杨永辉（唐山松下产业机器有限公司,河北 唐山 063000）

汽车焊装夹具的优化设计研究

杨永辉
（唐山松下产业机器有限公司,河北 唐山 063000）

汽车焊装夹具作为汽车车身生产的重要组成部分，其工艺水平是反映汽车生产制造水平的重要因素。夹具质量直接影响汽车生产规模、生产效率和生产质量。近年来，随着我国汽车工业的迅速发展，激烈的市场竞争使汽车产品的更新换代越来越快，汽车车身设计越来越个性化，对汽车焊装线的需求量巨大，必须自行设计适合我国国情的汽车焊装线，努力提高设计和制造能力。

汽车焊装夹具;优化方法研究;三维设计

0 引言

现如今的汽车行业经济收入在我国的经济总值中的比重日益加重，其中的汽车焊装夹具作为汽车部件中最重要的构成部分，也是制造汽车过程中关乎质量问题的主要部分，对于汽车行业的发展有着重要作用。很大程度上来说，汽车焊装夹具直接影响了汽车制造的规模大小、汽车生产过程中的工作效率和汽车的质量。在经济迅速发展的今天，汽车日益成为人民日常生活中必不可少的交通工具，对于汽车的需求也日益变得个性化和实用化，人民追求更加具有安全性的汽车。所以，汽车焊装夹具的优化方法研究成为了专业人员不可忽视的问题之一。

1 国内外汽车焊装夹具技术的相对比

（1）我国目前的汽车焊装夹具优化设计技术。细数我国的汽车发展历程，我国的汽车发展也有50余年之久，但从前的发展速度都是相当缓慢，而我国的汽车行业发展速度也是近几年才得到快速的发展。在这科技日新月异、快速发展的时代，我国的汽车焊装夹具技术水平还是相对较低的，因为我国的汽车焊装夹具制造还是使用相对传统的工作习惯。由此来说，我国对于汽车焊装夹具技术的重视程度还是不够深刻，所以在很大程度上的焊装夹具都是从国外进口而来，使其严重影响了我国汽车的发展速度。

（2）国外现如今的汽车焊装夹具优化设计技术。在世界各地的发达国家中，汽车焊装夹具成为了汽车制造过程最为重视的问题，并且为此成立了一个专门的设计部门以及生产车间，使之汽车焊装夹具技术达到标准化、通用性、专业化来满足人民的需求，更是保证了汽车技术的坚硬发展。而从制造汽车过程投入资产而言，焊装夹具的投入资金就占整个汽车制造过程的四分之一左右。所以，焊装夹具的优化和设计是相当重要的。

2 汽车焊装夹具发展的变化趋势

日益发展的中国，汽车行业市场的竞争也日益加强，并在近几年来一直处在不断上升发展的趋势。而随着人民的需求，对于汽车的更新换代速度也日益增加，而其中汽车焊装夹具的发展也日益凸显出自身的特点。（1）汽车焊装夹具逐渐向着智能化发展。在汽车焊装夹具的设置中，其中配件的构成会因为很多因素的影响，导致其中的设计周期较长，做工方面相对于别的配件也相当复杂，从这一方面来说，就导致了汽车制造过程中的用时较长。而随着社会科技的迅速发展，专业的工作人员在实践中也专研出了较有效以及制造夹具的规律，这在一定程度上缩短了新汽车焊装夹具的开发周期； （2）自动性能的技术日益增加。现代化的汽车制造对其质量的要求也达到了一定的程度，其中的焊装夹具得到了更一步的提升。在现代的汽车焊装夹具中，其中的自动性能也一步步在提高，由现代化的机器人设备替代了传统的人工操作，促使工程工件上得到大批量的生产，同时也保证了工件的质量和工作效率。在现代化汽车焊装夹具的工作中夹具机器人也得到了大范围的运用，使其自动性能技术得到更一步的增加。

3 分析汽车本身焊装夹具的结构构成和分类

焊装的过程就是利用汽车本身的冲击和挤压使其中的设备形成了一定或者固有的形态，并且将其固定好，促使其成为汽车本身的组成部分，而在这过程中所形成的夹具就是焊装夹具。（1）四连杆结构。四连杆结构也称之为自动夹紧定型机构（手动的夹紧机构），这个结构的工作原理就是利用四连杆结构来对需要处理的工件进行夹紧和定型； （2）摆动引导结构。这一结构是相对于其他结构中最简单及单一的结构，主要运用于汽车焊装夹具当中的运动。其工作原理是根据夹紧器中的活塞进行直线型的运行，并且是保持旋转的运动，使其围绕着其中一点不断的转动； （3）其他相关的结构。焊装夹具结模型是相对较多的，而其工作原理的本质是以四连杆结构作为基础原理。而除了上述的四连杆机构，还有许多没提及的结构，例如转臂结构、摇杆滑动结构、双曲柄结构、曲柄滑块结构等，这几类结构就是构成焊装夹具的共同工作结构。

4 汽车焊装夹具的优化方法设计流程

汽车焊装夹具的优化方案设计流程是将汽车工程工作原理作为前提，而对汽车焊装夹具的工作原理、优化方法进行研究以及简述。（1）参照有关夹具工作的参数。在汽车焊装夹具的工作原理中，都有相关的参数数据进行对比。例如夹具结构中的遥感滑块结构工作是会沿着有关的活塞进行直线型的滑动，但其中压块和工件的距离又不得超过一定的界限，而标准的规划参数是不小于25毫米； （2）夹具中夹紧工作的束缚力。在焊装夹具夹紧工作中也应当具有一定的约束力，而不是随意为之的。而其中应该满足夹具夹紧过程中不应该破坏工件中的形状、规定性的位置、质量等要素，还有最必要的是在夹具夹紧的工作进行完成后，工件应该处在原有的位置，不随意滑动以及包括工件的形态保证；（3）分析工作目标参数。在汽车身的焊装夹具技术中，计算其本身的工作参数也是按照固定的计算公式提取相应的数值，而现实工作中，专业技术人员最常用的计算公式就是Matlab方式，此类方式既能满足工作人员参数目标分析，也能够是计算更加准确； （4）夹具的优化设计。在焊装夹具的优化过程中，应当选定适合条件的气缸并使其在最佳参数范围内进行活动，而又由于每家供应商的气缸之间的价格高低不想上下，所以如要进行夹具的优化设计的实地实验是，可以选择最轻性原则进行优化的设计方案。

5 结语

综合上述，可知在我国要进行汽车焊装夹具的优化设计，一方面需要专业的工作人员计算出精确的参数，另一方面也需要对优化设计中必要条件的约束性进行实地验证。汽车焊装夹具的优化设计在汽车制造行业的发展是至关重要的，它关联着汽车行业制造过程中的各个重要因素，所以需要加大对该方面人才的培养，为对于汽车焊装夹的创新注入新的思想。

[1]陈卫国.浅谈汽车焊装夹具定位一致性验证方法[J].长春工程学院学报,2014(09)：95-98.

[2]杨旭磊.汽车覆盖焊装夹具设计参数库的开发[D].中国汽车工程学会年会论文,2013(08)：25-27.

[3]刘兴.汽车焊装夹具计算机铺助设计与评价系统研究[H].企业科技与发展,2013(09)：101-103.

杨永辉(1978-),河北唐山人,本科,工程师,主要研究方向：焊接生产线的规划，焊接机器人及对应焊接夹具的设计，焊接工作站的设计。