邹泉
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摘要：在汽车车身前期设计中，焊装夹具设计是十分关键的内容，设计质量以及加工工艺能够直接影响汽车车身制造质量。对此，本文首先对汽车车身焊装夹具的作用及组成进行介绍，然后对汽车焊装夹具设计原则以及具体的设计策略进行详细探究。
关键词：焊装；夹具；设计
新时期，汽车已成为人们日常出行中的常用交通工具，通过加强汽车焊接质量控制，有利于提高汽车制造质量，促进汽车行业稳定发展。汽车焊装夹具会直接影响汽车制造周期以及精度，因此，必须重点关注汽车焊装夹具设计。
一、汽车车身焊装夹具的作用及组成
现如今，我国汽车使用量在世界范围内占据首位，国内汽车制造行业面临很多发展机遇和挑战，在汽车生产制造方面，车身质量管控至关重要，而不同车型的车身结构形式比较复杂，在具体的设计过程中构图难度大，在各类因素影响下容易发生变形，同时，车身尺寸还会对汽车结构装配质量以及效率产生较大影响，对此，需加强焊接装配工艺控制。为了促进汽车车身焊接质量提升，应对焊装夹具进行优化设计，进而实现汽车车身流水线生产，尽量缩短焊接装配所需时间，同时通过提高夹具设计精度，还可保证汽车焊接装配质量和效率。
在汽车车身生产制造中，焊装夹具是十分重要的工具，通过快速定位工作元件，能够保证元件焊装的准确性。在汽车制造中，在金属结构焊接方面，焊装夹具为十分关键的工具类型，在焊接工艺中可发挥夹持和固定的功能，确保汽车焊接工件的形状以及尺寸能够满足企业前期设计方案要求。在具体的汽车车身焊接过程中，需充分发挥夹具的辅助作用，尽量减少焊接所需时间。通常情况下，焊装夹具是由三个元件所组成的，即基础元件、符合标准元件以及外购元件[1]。
二、汽车焊装夹具设计原则
在汽车焊装夹具设计中，对于整个设计过程，可分为四个环节，包括定位、夹紧、辅助元件以及夹具空间设计。在具体的设计过程中，必须严格遵循六点定则，具体而言，需对六个方向自由度进行严格控制。在对汽车车身六个方向自由度进行限定时，可联合应用孔定位法、面定位法等，确保零件定位准确性。汽车焊装夹具设计原则包括以下几点：第一，在工件定位中，如果将工件的外形或者工件平面作为基准，则可采用支撑柱或定位块进行定位；第二，在工件定位中，如果将工件圆孔内表面积作为基准，则可应用定位销进行定位，对孔自身轴线垂直切面的自由度进行严格控制；第四，在工件定位中，如果将工件外表面作为基准，则可采用V型铁进行定位。当明确定位点后，即可确定夹紧机构，与夹紧块进行连接，进而形成整体结构[2]。
三、汽车车身焊装夹具设计策略
在汽车车身焊装夹具设计方面，要求设计人员首先确定产品结构形式以及夹具的生产工艺，同时掌握变形特征，严格控制夹具制作精度以及装配精度。另外，还应详细了解焊装夹具的生产工艺以及具体的生产程序，做好全面调研分析，在此基础上对车身焊装夹具进行优化设计。
（一）焊装夹具三维图绘制。在汽车车身焊装夹具设计中，需应用各类三维软件，其中，UG软件、Pro-E软件比较常见，通过选用适宜的三维软件，能够准确的反映出不同结构件之间的关联，同时还可为二维图绘制奠定基础，提高焊装夹具设计高效性，及时完善设计细节，同时缩短设计方案修改所需时间。比如，在汽车焊装夹具设计中可应用CATIA软件，CATIA软件具有零部件造型设计、装配设计等功能，能够为具体的设计过程提供便利。
汽车车身焊装夹具为非标工件，夹具类型比较多，而很多夹具的结构形式类似，对此，可创建标准件库，同时还可应用Catalog管理标准件，有利于设计人员根据设计要求及时查询标准结构，进而有效提高设计效率。在汽车车身焊装夹具设计中，需创建夹具几何模型，在具体的设计创建中，首先绘制草图，然后再对草图平面进行旋转，并创建零部件毛坯，再应用布尔算法、特征建模等，即可创建焊装夹具零部件的三维模型。在焊装夹具的装配设计过程中，一般需依据从下而上的设计形式，设计人员首先需创建装配部件，然后逐渐加入车身零件。在标准件设计中，由于已创建三维模型，因此，在具体的设计过程中，可采用从下而上的装配方式。在装配设计完成后，即可形成装配三维结构[3]。
（二）焊装夹具精度控制。在汽车车身焊装夹具设计精度控制方面，要求设计单位能够明确规定板基准草、坐标线的形状以及精度控制要求，同时还需确定各类定位支撑件尺寸控制要求。在焊装夹具设计精度控制中，根据上述要求进行检验以及调控。
（三）夹具束缚力。在焊装夹具的实际应用中，在夹紧操作中，必须确保具有一定的约束力。对此，在夹具设计中，必须明确夹具的形状和质量控制要求，在夹具的实际应用中，在处于夹紧状态后，还应保证工件不能随意发生滑动，同时避免工件形态发生变化。
（四）焊装夹具六点定则规律。在汽车车身焊装夹具设计中，需坚持六点定则，对焊装夹具六个方向的自由度进行严格限定，但是，很多设计人员在应用六点定则时依然存在一些不足。汽车车身焊装夹具为薄板状，因此有些设计人员认为六点定则的适应性比较差，而六点定则是焊装夹具设计中的常用设计规律，另外，在具体的定位过程中，可能会发生超定位现象，因此有些设计人员认为夹具需限定所有方向的自由度。但是，在实际设计过程中，在方向限定方面，在零部件之间可发挥彼此限制作用。
（五）焊装夹具分块定位。在汽车车身焊装夹具设计中，应注意在车身焊接制造中，必须综合考虑车身的分块定位要求，在分块过程中必须遵循一定的规律。随着汽车行业的快速发展，车型不断增多，而不同车型的分块形式也有所不同：第一，通常情况下，底板加强梁即底板悬置孔部位，因此，在焊接作业中，必须保证悬置孔相对部位准确性，确保能够与车架、车身进行准确连接，同时还应调节前后悬置孔精度。第二，前后风窗口一般位于分装夹具中，另外，还可安装在总装夹具中，在夹具设计中应对其装配尺寸进行优化调整。第三，严格控制门洞部分装配结构尺寸，比如，如果有侧围分块，则需加强侧围焊装夹具控制。
（六）柔性焊装夹具设计。在柔性焊装夹具设计中，应注意以下几点：第一，在保证焊装夹具使用功能的基础上，尽量减少元件数量，便于对各类元件进行拆装，确保在一次装夹时，能够同时进行多个表面加工制作。第二，在对工件的设计形状以及尺寸进行调整后，夹具能够适应这一变化形式，同时还可适应加工对象的变化形式。第三，简化夹具结构形式，减少拼装步骤，进而提高装夹精度。第四，提高柔性焊装夹具的设计强度以及刚度，在加工过程中，可适当增加切削用量。第五，在柔性焊装夹具设计中，提高夹具的通用性，确保夹具元件符合多个夹具体系形式，确保在汽车制造中能够满足柔性加工实际需要。
总结：
综上所述，本文主要对汽车车身焊装夹具设计要点进行了详细探究。在汽车车身焊接制造中，焊装夹具发挥着十分重要的作用，可直接影响汽车制造生产效率以及质量，因此，汽车制造企业必须高度重视焊装夹具设计。在焊装夹具设计中，应对焊装夹具的应用功能和要求进行分析，准确把握设计原则以及关键控制点，提高焊装夹具设计水平。
参考文献
[1]薛磊.汽车车身焊装夹具设计分析[J].中国机械，2019，000（014）：7，9.
[2]梅丽平.汽车车身焊装夹具设计的关键技术研究[J].汽车世界，2019，000（011）：P.20-20.
[3]曹腾.汽车焊装夹具设计理论研究[J].科学与信息化，2019，000（017）：64.