汽车焊装夹具调整支座的设计

杨达毅，陈丽敏，杜 微，姜秋月，赵宪女

（1.长春工程学院机电工程学院，长春 130012；2.长春职业技术学院工程分院，长春 130031）

0 前言

焊装夹具是汽车车身焊装生产线上的关键工艺设备，事关汽车的制造质量。在焊装生产中，焊装夹具除了完成本工序的零件组装、定位外，还担任检验和校正上道工序焊合件的焊接质量的任务，因而他的设计制造影响着整个焊接工艺水平、汽车生产能力及产品质量。

焊装夹具的结构设计，要保证夹具有良好的操作方便性、夹紧定位的可靠性。同时要保证夹具制造调整容易，各部分结构结合面应有充分的调整余地，保证三维可调。在保证焊接质量和焊接精度的前提下，夹具的结构应尽量简化。通常夹具的设计一般采用焊接结构和螺纹连接结构，由基座、支撑定位和夹紧等3个基本部分组成。

1 定位夹紧调整支座设计

定位夹紧调整支座的设计一般应满足定位精度要求、夹紧可靠性要求、三维调整要求和焊枪工作空间要求。为满足以上要求，与台面间的接触支撑多采用系列L座（图1中（a），可自定标准），具有标准化、系列化、通用化、强度高、刚性好、使用方便等特点；与支座相连的零件挂板（图1中（b））根据夹紧力和选用气缸（也适用GOODHAND等手夹）规格有16mm和19mm 2种厚度，如强度不够，可适当加厚并处理与气缸的连接（图1中（c））；X向和Y向采用2个小L型板架（图1中（d））通过螺纹进行连接，圆柱销进行定位，结合面间留有2mm或3mm的调整间隙，中间使用调整垫片（表1图（e）），为调整和限位的方便、准确，垫片的形状制成M型，其厚度规格可设计为：2→3.5＝（1×2＋0.5×2＋0.3＋0.2）和3→4.5＝（2＋1＋0.5×3）等，当设计调整量为3mm时，制造厚度由1个2mm、1个1mm和3个0.5mm的垫片组成4.5mm的调整垫片组；Z向调整也采用上述相同的方案在定位销和支撑L型板架间用调整垫片进行调整。装配后定位夹紧部件如图2中图（a）、（b）所示。这种定位夹紧调整支座的设计采用了企业内部的标准零件和简单的L板架组成，焊后加工，具有精度高，制造、调整简单，造价低的特点。对于菱形销定位还需用到方向的调整，采用空配合、螺纹和螺钉连接，简单、有效。

2 定位调整支座设计

2.1 可调底座设计

定位调整支座同样也应具有强度、刚度和调整的要求，基本设计与2相同。这种调整支座（图2图（c））的设计采用具有L型限位调整的整体底板和适应调整的大孔连接座、调整垫片等组成，具有较高的强度和刚度，满足于受力较大的场合。这种设计强度高、刚度大、调整方便，结构简单，但存在一定的加工难度和切削量，材料浪费较大，目前已较少使用。

2.2 可调底座设计改进

上述定位调整底座与台面板采用两销、四螺栓连接，支座底板与调整底座采用四螺栓紧固、三螺栓和调整垫片连接，结构复杂、加工难、耗费材料，因而实际工程中改成L型定位调整架。采用三销定位、三螺栓固定、三螺栓和调整垫片连接，结构简单、加工容易、调整方便，图3列出了其发展过程。

这种定位调整虽然有所简化，但使用构件数还是较多，并且只是对平面内2个平移自由度进行调整，缺少对转角的调整。工作中将L型定位调整架改成了定位销调整，使得支座调整更加简洁，具有平面三自由度调整，调整功能增强，填补了有些特殊要求而不能进行转角调整的空白。

图1 基本零件

图2 三维调整方法

图3 可调底座的设计

3 结语

汽车车身是汽车重要的零部件之一，其制造质量是提高汽车整体竞争力的非常重要的一个方面。汽车车身焊装夹具是保证其制造质量、缩短制造周期的重要手段。因此，正确理解焊装夹具设计要点，改善和提高焊装夹具的设计手段和设计水平，并提高夹具的调整和验证水平等三方面都是必不可少的，也是汽车制造公司在激烈的竞争中得以生存所必须解决的问题。

图4 调整方向

［1］游海.汽车车身夹具的设计要点、调试及发展［J］.机械工程师，2007（7）：68－69.［2］卢重瑞.汽车焊装夹具三维设计［J］.金属加工，2008（14）：40－43.