1 車(chē)身焊接夾具的特點(diǎn)

1.1 焊裝夾具的結構特點(diǎn)

車(chē)身焊裝夾具體積大，結構復雜是最明顯的特點(diǎn)，為有利于加工和裝配，便于在后期使用過(guò)程中進(jìn)行維護和檢修，必須分解夾具的結構。車(chē)身焊裝夾具有三個(gè)裝配基準，分別是左、右側圍和底板，在相關(guān)平面上設定有坐標線(xiàn)以及基準槽，只要按對應的坐標和基準槽進(jìn)行裝配、檢測，然后把各部分統一組合起來(lái)，就是一個(gè)合格的夾具。

1.2 焊裝夾具的定位特點(diǎn)

焊裝夾具的定位元件多為不規則的曲面，一般很少用到標準元件。焊接夾具應定位好每一個(gè)被焊工件，保證相互之間不會(huì )干涉，這就要求在設計定位元件時(shí)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(diǎn)

車(chē)身沖壓件經(jīng)常使用電阻焊接，如果點(diǎn)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，那么夾緊機構可以忽略。焊接針對的是兩個(gè)以上的工件，夾緊點(diǎn)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(shí)間。夾緊宜采用多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)機構與快速高效裝置。

對于薄板沖壓件夾緊力的關(guān)鍵是找準支承點(diǎn)，沖壓件由于剛性受到結構以及鋼材厚度的影響，參數是不一樣的，夾緊應該保證工件不會(huì )發(fā)生變形。夾緊力的設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(lèi)材質(zhì)可以滿(mǎn)足工件的不同要求。

2 夾具設計的定位元素

2.1 定位銷(xiāo)

定位銷(xiāo)是用于零部件定位的重要元素。在設計車(chē)身零件的焊接夾具時(shí)，通常我們會(huì )設計一組由一個(gè)圓形定位銷(xiāo)和菱形銷(xiāo)組成的定位銷(xiāo)組來(lái)進(jìn)行定位，保證在焊接過(guò)程中零件定位的精度，和放取件的方便性。定位銷(xiāo)我們根據使用形式可分為固定銷(xiāo)，伸縮銷(xiāo)，和擺動(dòng)銷(xiāo)。我們將使用方式為固定安裝的銷(xiāo)稱(chēng)為固定銷(xiāo)。因為固定銷(xiāo)易于安裝，并且制造加工比較方便所以在夾具設計時(shí)常常會(huì )使用到。但它的數量也不能太多。因為我們知道，零部件都是通過(guò)銷(xiāo)孔和定位銷(xiāo)的銷(xiāo)體接觸，形成定位。當一個(gè)零部件上的固定銷(xiāo)太多時(shí)，雖然在短期內易于保證精度，但是由于定位銷(xiāo)太多，鈑金件加工質(zhì)量一致性難于保證，而設計時(shí)設計的定位孔和銷(xiāo)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(guò)多次的拿取操作后會(huì )造成定位銷(xiāo)的磨損，定位銷(xiāo)的剛度也會(huì )受一定影響，從而影響定位精度。因此，我們設計的時(shí)候，一套夾具的固定銷(xiāo)數量一般不超過(guò)兩個(gè)。伸縮銷(xiāo)和擺動(dòng)銷(xiāo)也是用的比較多的一種定位銷(xiāo)。當一套夾具需要多個(gè)定位銷(xiāo)時(shí)，而固定銷(xiāo)的數量又受到限制，我們就考慮設計時(shí)增加伸縮銷(xiāo)或者擺動(dòng)銷(xiāo)。當然，改變銷(xiāo)的結構形式也需考慮零件的結構，和預留的操作空間，不能與零件有干涉。當定位銷(xiāo)由于受到零件結構限制而不是水平的，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(xiāo)設計成擺動(dòng)或伸縮的。

2.2 定位塊及壓塊

定位塊和壓塊在夾具設計中也用的比較多，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。在設計的時(shí)候，我們要根據工藝上要求的 RPS 并結合自己的經(jīng)驗來(lái)設計定位塊的結構形式進(jìn)行定位塊的設計。壓塊主要是用于保證零件的壓緊。它的設計主要考慮因素是能不能在保證壓緊零件的同時(shí)，又能保證焊槍良好的操作性。它的結構形式因而也會(huì )因為零件和其他夾具結構體的形式而不同。

3 車(chē)身的焊接夾具設計要點(diǎn)

3.1 采用合適的焊接夾具設計工具

（1）WAVE 是三維造型軟件 UG 的重要模塊，能實(shí)現“部件間的關(guān)聯(lián)”，可完成汽車(chē)車(chē)身焊裝夾具總體裝配設計，實(shí)現對設計過(guò)程的有效控制；

（2）根據分解后的車(chē)身焊合件，合理設計夾具的種類(lèi)；

（3）考慮年產(chǎn)量確定夾具的自動(dòng)化水平和定位裝置；

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

（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(guò)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(shí)中各個(gè)工件的裝配位置，同時(shí)考慮克服工件的回彈變形，一般需要用夾緊機構。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(chē)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(lái)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(kāi)發(fā)的時(shí)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(xué)、人工智能、并行工程和多媒體技術(shù)等多學(xué)科知識形成的綜合系統技術(shù)。產(chǎn)品和過(guò)程的建模與仿真技術(shù)是實(shí)現虛擬制造的核心技術(shù)。汽車(chē)焊裝夾具在制作現實(shí)的成品之前，如果先采用虛擬制造，可以對產(chǎn)品進(jìn)行仿真化模擬制造，可以通過(guò)虛擬的制造技術(shù)來(lái)對現實(shí)中的制作過(guò)程中可能出現的問(wèn)題進(jìn)行預測與分析，如此一來(lái)，再進(jìn)行現實(shí)的制造時(shí)，就會(huì )減少許多問(wèn)題，提高產(chǎn)品的質(zhì)量與效率。具體的內容為：在焊裝夾具虛擬制造系統中，通過(guò)建立夾具設計的產(chǎn)品模型、工藝模型、裝配模型和成本模型等，利用設備模型庫和仿真服務(wù)模塊來(lái)定義虛擬車(chē)間，由設備模型庫中的對象類(lèi)定義來(lái)創(chuàng )立車(chē)間對象模型，在虛擬車(chē)間內進(jìn)行汽車(chē)車(chē)身覆蓋件的裝夾、焊接和拆卸過(guò)程，用計算機記錄下這個(gè)過(guò)程中汽車(chē)車(chē)身覆蓋件的變形規律此外，利用仿真接口可實(shí)現虛擬制造系統與用戶(hù)、應用系統以及真實(shí)設備之間的接口。

3.2.2 汽車(chē)焊裝夾具利用

計算機輔助設計的可行性對于焊裝夾具來(lái)說(shuō)，通常由支座、定位板、壓板、銷(xiāo)軸、夾緊器及限位塊等組成，共計 5大類(lèi) 200 多種，這些結構以及元件都對精密度有著(zhù)嚴格的要求，同時(shí)汽車(chē)焊裝夾具結構也有著(zhù)許多的特點(diǎn)，比如想要讓車(chē)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(jìn)行制造。在實(shí)際的投入使用案例中，也可以明顯發(fā)現采用大量的標準化元件的許多優(yōu)勢，最具有說(shuō)服力的就是當今世界上許多汽車(chē)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(kāi)用計算機技術(shù)進(jìn)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(zhù)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(jìn)行加工以及校正，而采用計算機技術(shù)可以很好地進(jìn)行元件的精密控制；所以根據汽車(chē)焊裝夾具的特點(diǎn)可以決定焊裝夾具進(jìn)行計算機輔助設計具有可行性。

通過(guò)對高壓電機主絕緣內部導體角部電場(chǎng)的計算，得出發(fā)電機定子線(xiàn)棒導體角部存在電場(chǎng)集中現象，當導體圓角處等位層的曲率半徑≥2mm 時(shí)，發(fā)電機定子線(xiàn)棒絕緣的場(chǎng)強分布得到明顯改善。最大場(chǎng)強和不均勻系數下降明顯。導體等位層與導體接觸的裸銅點(diǎn)間距在不超過(guò) 300mm 的范圍內時(shí)，等電位層效果最好。導體角部電場(chǎng)分布優(yōu)化措施能有效的提高高壓電機定子線(xiàn)棒電氣性能。不同結構內屏蔽的線(xiàn)棒可獲得不同的電氣性能，與局部屏蔽層處理的線(xiàn)棒相比，采用全屏蔽層處理的線(xiàn)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 結束語(yǔ)

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