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摘 要：在生产汽车的焊接流水线上，夹具的稳定性和精度与车身质量是密不可分的，夹具的质量和焊接质量以及冲压件的质量决定了车身质量，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，便于平衡工作时间，缩短街拍、提高生产率，对具有多种生产车型的企业如能科学地考虑共用或混型夹具，可以建立混型流水线提高生产效率。
关键词：焊接；夹具设计；精度
概述：
汽车车身是由若干个冲压件拼装而成的，车身在装配过程中所使用的夹具称为焊接夹具，夹具分为手持式夹具、固定台式夹具、移动式夹具，按打开方式可分为气动式和手动式两种，车身的精度主要是靠夹具和冲压件来保证的。
一、焊装夹具的作用：
（1）在车身装配焊接过程中，利用焊装夹具使车身零件定位、夹紧并焊接以确保车身组合件、分总成或总成具有正确的几何位置及几何形状。
（2）保证焊接工艺的正常进行，当焊枪不能达到工件的焊接位置时，可通过焊接夹具上的电极铜板进行焊接，即提高焊接的可达性。当对焊接位置有要求或视线不能达到的部位，夹具应加焊接导向装置，以便焊接操作方便并能保证焊点质量。
（3）采用良好的装焊夹具，可以大大的减轻工人的劳动强度，减少装配时间。提高工作效率，保证焊接质量。
（4）对于大的总成及分总成夹具设计时，顶升装置可帮组工人取件，减轻工人的劳动强度，减少工时。
二、焊装夹具在结构上的特点：
（1）定位元件形状复杂精度要求高，设计制造难度大。车身零件大多是具有曲面的冲压件，他们不仅形状复杂而且刚性差易变形，在夹具中定位时，往往要取车身各重要部位的断面作为定位面，为了保证车身装配精度，必须保证夹具单元的工作表面与车身上相应的定位表面形状一致，故装焊夹具上定位元件的工作表面，只有用仿形或数控设备加工，才能获得准确的形状和尺寸。定位点要符合定位原理及正确的RPS点图纸要求，上、下序夹具主定位点应统一。工装夹具定位点的尺寸符合有效版本的数模尺寸。
（2）夹具的夹紧机构应能敞开以便于焊后能将整体制件从夹具中取出，在焊接时，通常是将零件一一放入夹具中，而焊接后，从夹具中取出的是已连成整体的车身组合件，分总成或总成件，为了将焊件取出，夹具的开敞性要好，操作者取放工件方便，夹具松夹后，夹具要张开足够的角度，方便工件总成输送，夹具的焊接可达性要好，方便操作者焊接操作。一般采用气动开夹，大的分总成要安装顶升装置。工装夹具动作顺序除满足工艺要求、质量要求外，还要保证操作安全，气动夹具各气路间要有互锁功能且气路、电路的安装要安全、整洁、有序，同时要设有保护联锁装置。
（3）车身是由多个零件组成的，为了保证整车内饰件的装配性，就应保证车身安装孔的稳定性，工装夹具结构应具有标准、可换、稳定、可靠、安全等性能，除保证易损件拆装及复制方便，定位形面、定位销拆装复制方便外，还要求定位方向（X、Y、Z）可调整，调整垫片厚度在3±2mm（2+1+1+0.5+0.5）的范围。
（4）整车裸露在外边的焊点，夹具相应的部位应加铜垫板，保证焊点表面质量。铜垫板材质CuCr，厚度为20～25mm，硬度HRC才>80有些焊接夹具应根据电极的结构形式，设置必要的导电绝缘装置，防止焊接分流。
三、焊接夹具的设计方法与步骤
（1）、设计焊接夹具之前，应首先了解生产纲领，产品结构特征，工艺需要及生产线布置方式，做好充分的工艺调研，广泛收集国内外先进的技术资料，深入了解类似车型设备的性能、结构特点及存在的问题。
（2）、根据生产纲领、产量的大小确定夹具的复杂程度和自动化程度，设计焊接流程图、平面布置图。
（3）、根据焊接方法，即所需焊接设备的型号、规格、确定定位方式及夹压部位。
（4）、根据焊件的尺寸、形状和结构复杂程度，确定夹具的结构形式，设计夹具夹紧分析图、节拍分析表、夹具气路图。
（5）、根据工件的流向、确定夹具的辅助装置，撑托顶起、输送等机构的联系。
（6）、主体结构确定后，便可确定辅助装置，如设计气、电路、合理的布置快速接头装置，气动元件及覆盖件外部焊点所需保护铜垫板等、设计夹具气路图。
（7）、确定安全措施，在夹具及生产线适当部位设置安全装置（光栅、报警器等）
四、焊装夹具的组成、结构及要求。
汽车焊接夹具通常由夹具地板（base板）、定位装置、加紧机构、顶升、运输系统等几部分组成的。
（1）、夹具地板：
夹具地板是焊接夹具的基础元件，他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要求，夹具测量时要以夹具台基准孔进行检测，夹具平台上要标注检测基准孔数据和车身坐标，基准孔设在夹具平台的四角，平台中间每间隔1米，有1套基准孔，具体位置要考虑避让夹具上的输送装置，以及三座标测量臂的可达性。夹具台面上每隔100mm标注一条车身坐标线，并在座标线两端标注坐标值。每个基准孔上有防飞溅、灰尘等的金属保护措施。
（2）、定位装置：
定位装置中的零部件通常包括固定销，移动插销、限位块、以及根据焊件的实际形状确定定位块等。
A、因焊接夹具使用频率极高，所以工装夹具的材质要具有耐磨性好、刚性好、强度高等特性。焊接元件应有足够的刚性和硬度，以保证夹具的精度。夹具材质定位面、夹紧面采用45#钢；硬度：HRC40-50，淬火深度0.5-1mm，發黑处理。
B、夹具紧固件、定位件应具有标准、可靠，夹具加工、安装工艺性要好，易于维护。工装夹具操作性满足人机工程学要求，同时具有安全性。
C、为了便于调整和更换主要定位元件及使夹具具备柔性的功能，定位机构应设计成组合可调整的。夹具的移动定位销或移动定位系统要有可靠的导向和限位装置，导向装置具备足够的刚性和耐磨性。
D、标准化设计：支撑件可设计成标准通用系列元件、定位元件厚度可选择16mm、18mm、20mm三种尺寸的钢板统一备料，定位销的安装方式也应统一。
（3）、夹具的加工精度要求：
定位销的加工精度：￠Dmm，定位销的位置精度：0.1mm，定位块的加工精度：0.3mm，定位块的位置精度：0.2mm，夹具平台的平面度：0.3/1000
结束语：
目前，车身焊装夹具的设计刚刚形成比较成熟的方法，主要是依据数模进行计算机辅助设计，但还仍尽快引进、消化吸收技术，加工精度及巧妙的机械结构需要向日本、德国等先进国家学习，不断完善车身装焊夹具。
关键词：焊接；夹具设计；精度
概述：
汽车车身是由若干个冲压件拼装而成的，车身在装配过程中所使用的夹具称为焊接夹具，夹具分为手持式夹具、固定台式夹具、移动式夹具，按打开方式可分为气动式和手动式两种，车身的精度主要是靠夹具和冲压件来保证的。
一、焊装夹具的作用：
（1）在车身装配焊接过程中，利用焊装夹具使车身零件定位、夹紧并焊接以确保车身组合件、分总成或总成具有正确的几何位置及几何形状。
（2）保证焊接工艺的正常进行，当焊枪不能达到工件的焊接位置时，可通过焊接夹具上的电极铜板进行焊接，即提高焊接的可达性。当对焊接位置有要求或视线不能达到的部位，夹具应加焊接导向装置，以便焊接操作方便并能保证焊点质量。
（3）采用良好的装焊夹具，可以大大的减轻工人的劳动强度，减少装配时间。提高工作效率，保证焊接质量。
（4）对于大的总成及分总成夹具设计时，顶升装置可帮组工人取件，减轻工人的劳动强度，减少工时。
二、焊装夹具在结构上的特点：
（1）定位元件形状复杂精度要求高，设计制造难度大。车身零件大多是具有曲面的冲压件，他们不仅形状复杂而且刚性差易变形，在夹具中定位时，往往要取车身各重要部位的断面作为定位面，为了保证车身装配精度，必须保证夹具单元的工作表面与车身上相应的定位表面形状一致，故装焊夹具上定位元件的工作表面，只有用仿形或数控设备加工，才能获得准确的形状和尺寸。定位点要符合定位原理及正确的RPS点图纸要求，上、下序夹具主定位点应统一。工装夹具定位点的尺寸符合有效版本的数模尺寸。
（2）夹具的夹紧机构应能敞开以便于焊后能将整体制件从夹具中取出，在焊接时，通常是将零件一一放入夹具中，而焊接后，从夹具中取出的是已连成整体的车身组合件，分总成或总成件，为了将焊件取出，夹具的开敞性要好，操作者取放工件方便，夹具松夹后，夹具要张开足够的角度，方便工件总成输送，夹具的焊接可达性要好，方便操作者焊接操作。一般采用气动开夹，大的分总成要安装顶升装置。工装夹具动作顺序除满足工艺要求、质量要求外，还要保证操作安全，气动夹具各气路间要有互锁功能且气路、电路的安装要安全、整洁、有序，同时要设有保护联锁装置。
（3）车身是由多个零件组成的，为了保证整车内饰件的装配性，就应保证车身安装孔的稳定性，工装夹具结构应具有标准、可换、稳定、可靠、安全等性能，除保证易损件拆装及复制方便，定位形面、定位销拆装复制方便外，还要求定位方向（X、Y、Z）可调整，调整垫片厚度在3±2mm（2+1+1+0.5+0.5）的范围。
（4）整车裸露在外边的焊点，夹具相应的部位应加铜垫板，保证焊点表面质量。铜垫板材质CuCr，厚度为20～25mm，硬度HRC才>80有些焊接夹具应根据电极的结构形式，设置必要的导电绝缘装置，防止焊接分流。
三、焊接夹具的设计方法与步骤
（1）、设计焊接夹具之前，应首先了解生产纲领，产品结构特征，工艺需要及生产线布置方式，做好充分的工艺调研，广泛收集国内外先进的技术资料，深入了解类似车型设备的性能、结构特点及存在的问题。
（2）、根据生产纲领、产量的大小确定夹具的复杂程度和自动化程度，设计焊接流程图、平面布置图。
（3）、根据焊接方法，即所需焊接设备的型号、规格、确定定位方式及夹压部位。
（4）、根据焊件的尺寸、形状和结构复杂程度，确定夹具的结构形式，设计夹具夹紧分析图、节拍分析表、夹具气路图。
（5）、根据工件的流向、确定夹具的辅助装置，撑托顶起、输送等机构的联系。
（6）、主体结构确定后，便可确定辅助装置，如设计气、电路、合理的布置快速接头装置，气动元件及覆盖件外部焊点所需保护铜垫板等、设计夹具气路图。
（7）、确定安全措施，在夹具及生产线适当部位设置安全装置（光栅、报警器等）
四、焊装夹具的组成、结构及要求。
汽车焊接夹具通常由夹具地板（base板）、定位装置、加紧机构、顶升、运输系统等几部分组成的。
（1）、夹具地板：
夹具地板是焊接夹具的基础元件，他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要求，夹具测量时要以夹具台基准孔进行检测，夹具平台上要标注检测基准孔数据和车身坐标，基准孔设在夹具平台的四角，平台中间每间隔1米，有1套基准孔，具体位置要考虑避让夹具上的输送装置，以及三座标测量臂的可达性。夹具台面上每隔100mm标注一条车身坐标线，并在座标线两端标注坐标值。每个基准孔上有防飞溅、灰尘等的金属保护措施。
（2）、定位装置：
定位装置中的零部件通常包括固定销，移动插销、限位块、以及根据焊件的实际形状确定定位块等。
A、因焊接夹具使用频率极高，所以工装夹具的材质要具有耐磨性好、刚性好、强度高等特性。焊接元件应有足够的刚性和硬度，以保证夹具的精度。夹具材质定位面、夹紧面采用45#钢；硬度：HRC40-50，淬火深度0.5-1mm，發黑处理。
B、夹具紧固件、定位件应具有标准、可靠，夹具加工、安装工艺性要好，易于维护。工装夹具操作性满足人机工程学要求，同时具有安全性。
C、为了便于调整和更换主要定位元件及使夹具具备柔性的功能，定位机构应设计成组合可调整的。夹具的移动定位销或移动定位系统要有可靠的导向和限位装置，导向装置具备足够的刚性和耐磨性。
D、标准化设计：支撑件可设计成标准通用系列元件、定位元件厚度可选择16mm、18mm、20mm三种尺寸的钢板统一备料，定位销的安装方式也应统一。
（3）、夹具的加工精度要求：
定位销的加工精度：￠Dmm，定位销的位置精度：0.1mm，定位块的加工精度：0.3mm，定位块的位置精度：0.2mm，夹具平台的平面度：0.3/1000
结束语：
目前，车身焊装夹具的设计刚刚形成比较成熟的方法，主要是依据数模进行计算机辅助设计，但还仍尽快引进、消化吸收技术，加工精度及巧妙的机械结构需要向日本、德国等先进国家学习，不断完善车身装焊夹具。