楊永輝（唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司,河北 唐山 063000）

汽車焊裝夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

楊永輝
（唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司,河北 唐山 063000）

汽車焊裝夾具作為汽車車身生產(chǎn)的重要組成部分，其工藝水平是反映汽車生產(chǎn)制造水平的重要因素。夾具質(zhì)量直接影響汽車生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。近年來，隨著我國汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，激烈的市場競爭使汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快，汽車車身設(shè)計(jì)越來越個性化，對汽車焊裝線的需求量巨大，必須自行設(shè)計(jì)適合我國國情的汽車焊裝線，努力提高設(shè)計(jì)和制造能力。

汽車焊裝夾具;優(yōu)化方法研究;三維設(shè)計(jì)

0 引言

現(xiàn)如今的汽車行業(yè)經(jīng)濟(jì)收入在我國的經(jīng)濟(jì)總值中的比重日益加重，其中的汽車焊裝夾具作為汽車部件中最重要的構(gòu)成部分，也是制造汽車過程中關(guān)乎質(zhì)量問題的主要部分，對于汽車行業(yè)的發(fā)展有著重要作用。很大程度上來說，汽車焊裝夾具直接影響了汽車制造的規(guī)模大小、汽車生產(chǎn)過程中的工作效率和汽車的質(zhì)量。在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，汽車日益成為人民日常生活中必不可少的交通工具，對于汽車的需求也日益變得個性化和實(shí)用化，人民追求更加具有安全性的汽車。所以，汽車焊裝夾具的優(yōu)化方法研究成為了專業(yè)人員不可忽視的問題之一。

1 國內(nèi)外汽車焊裝夾具技術(shù)的相對比

（1）我國目前的汽車焊裝夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。細(xì)數(shù)我國的汽車發(fā)展歷程，我國的汽車發(fā)展也有50余年之久，但從前的發(fā)展速度都是相當(dāng)緩慢，而我國的汽車行業(yè)發(fā)展速度也是近幾年才得到快速的發(fā)展。在這科技日新月異、快速發(fā)展的時(shí)代，我國的汽車焊裝夾具技術(shù)水平還是相對較低的，因?yàn)槲覈钠嚭秆b夾具制造還是使用相對傳統(tǒng)的工作習(xí)慣。由此來說，我國對于汽車焊裝夾具技術(shù)的重視程度還是不夠深刻，所以在很大程度上的焊裝夾具都是從國外進(jìn)口而來，使其嚴(yán)重影響了我國汽車的發(fā)展速度。

（2）國外現(xiàn)如今的汽車焊裝夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。在世界各地的發(fā)達(dá)國家中，汽車焊裝夾具成為了汽車制造過程最為重視的問題，并且為此成立了一個專門的設(shè)計(jì)部門以及生產(chǎn)車間，使之汽車焊裝夾具技術(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、通用性、專業(yè)化來滿足人民的需求，更是保證了汽車技術(shù)的堅(jiān)硬發(fā)展。而從制造汽車過程投入資產(chǎn)而言，焊裝夾具的投入資金就占整個汽車制造過程的四分之一左右。所以，焊裝夾具的優(yōu)化和設(shè)計(jì)是相當(dāng)重要的。

2 汽車焊裝夾具發(fā)展的變化趨勢

日益發(fā)展的中國，汽車行業(yè)市場的競爭也日益加強(qiáng)，并在近幾年來一直處在不斷上升發(fā)展的趨勢。而隨著人民的需求，對于汽車的更新?lián)Q代速度也日益增加，而其中汽車焊裝夾具的發(fā)展也日益凸顯出自身的特點(diǎn)。（1）汽車焊裝夾具逐漸向著智能化發(fā)展。在汽車焊裝夾具的設(shè)置中，其中配件的構(gòu)成會因?yàn)楹芏嘁蛩氐挠绊懀瑢?dǎo)致其中的設(shè)計(jì)周期較長，做工方面相對于別的配件也相當(dāng)復(fù)雜，從這一方面來說，就導(dǎo)致了汽車制造過程中的用時(shí)較長。而隨著社會科技的迅速發(fā)展，專業(yè)的工作人員在實(shí)踐中也專研出了較有效以及制造夾具的規(guī)律，這在一定程度上縮短了新汽車焊裝夾具的開發(fā)周期； （2）自動性能的技術(shù)日益增加?，F(xiàn)代化的汽車制造對其質(zhì)量的要求也達(dá)到了一定的程度，其中的焊裝夾具得到了更一步的提升。在現(xiàn)代的汽車焊裝夾具中，其中的自動性能也一步步在提高，由現(xiàn)代化的機(jī)器人設(shè)備替代了傳統(tǒng)的人工操作，促使工程工件上得到大批量的生產(chǎn)，同時(shí)也保證了工件的質(zhì)量和工作效率。在現(xiàn)代化汽車焊裝夾具的工作中夾具機(jī)器人也得到了大范圍的運(yùn)用，使其自動性能技術(shù)得到更一步的增加。

3 分析汽車本身焊裝夾具的結(jié)構(gòu)構(gòu)成和分類

焊裝的過程就是利用汽車本身的沖擊和擠壓使其中的設(shè)備形成了一定或者固有的形態(tài)，并且將其固定好，促使其成為汽車本身的組成部分，而在這過程中所形成的夾具就是焊裝夾具。（1）四連桿結(jié)構(gòu)。四連桿結(jié)構(gòu)也稱之為自動夾緊定型機(jī)構(gòu)（手動的夾緊機(jī)構(gòu)），這個結(jié)構(gòu)的工作原理就是利用四連桿結(jié)構(gòu)來對需要處理的工件進(jìn)行夾緊和定型； （2）擺動引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)是相對于其他結(jié)構(gòu)中最簡單及單一的結(jié)構(gòu)，主要運(yùn)用于汽車焊裝夾具當(dāng)中的運(yùn)動。其工作原理是根據(jù)夾緊器中的活塞進(jìn)行直線型的運(yùn)行，并且是保持旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動，使其圍繞著其中一點(diǎn)不斷的轉(zhuǎn)動； （3）其他相關(guān)的結(jié)構(gòu)。焊裝夾具結(jié)模型是相對較多的，而其工作原理的本質(zhì)是以四連桿結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)原理。而除了上述的四連桿機(jī)構(gòu)，還有許多沒提及的結(jié)構(gòu)，例如轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)、搖桿滑動結(jié)構(gòu)、雙曲柄結(jié)構(gòu)、曲柄滑塊結(jié)構(gòu)等，這幾類結(jié)構(gòu)就是構(gòu)成焊裝夾具的共同工作結(jié)構(gòu)。

4 汽車焊裝夾具的優(yōu)化方法設(shè)計(jì)流程

汽車焊裝夾具的優(yōu)化方案設(shè)計(jì)流程是將汽車工程工作原理作為前提，而對汽車焊裝夾具的工作原理、優(yōu)化方法進(jìn)行研究以及簡述。（1）參照有關(guān)夾具工作的參數(shù)。在汽車焊裝夾具的工作原理中，都有相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。例如夾具結(jié)構(gòu)中的遙感滑塊結(jié)構(gòu)工作是會沿著有關(guān)的活塞進(jìn)行直線型的滑動，但其中壓塊和工件的距離又不得超過一定的界限，而標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃參數(shù)是不小于25毫米； （2）夾具中夾緊工作的束縛力。在焊裝夾具夾緊工作中也應(yīng)當(dāng)具有一定的約束力，而不是隨意為之的。而其中應(yīng)該滿足夾具夾緊過程中不應(yīng)該破壞工件中的形狀、規(guī)定性的位置、質(zhì)量等要素，還有最必要的是在夾具夾緊的工作進(jìn)行完成后，工件應(yīng)該處在原有的位置，不隨意滑動以及包括工件的形態(tài)保證；（3）分析工作目標(biāo)參數(shù)。在汽車身的焊裝夾具技術(shù)中，計(jì)算其本身的工作參數(shù)也是按照固定的計(jì)算公式提取相應(yīng)的數(shù)值，而現(xiàn)實(shí)工作中，專業(yè)技術(shù)人員最常用的計(jì)算公式就是Matlab方式，此類方式既能滿足工作人員參數(shù)目標(biāo)分析，也能夠是計(jì)算更加準(zhǔn)確； （4）夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在焊裝夾具的優(yōu)化過程中，應(yīng)當(dāng)選定適合條件的氣缸并使其在最佳參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行活動，而又由于每家供應(yīng)商的氣缸之間的價(jià)格高低不想上下，所以如要進(jìn)行夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)地實(shí)驗(yàn)是，可以選擇最輕性原則進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。

5 結(jié)語

綜合上述，可知在我國要進(jìn)行汽車焊裝夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)，一方面需要專業(yè)的工作人員計(jì)算出精確的參數(shù)，另一方面也需要對優(yōu)化設(shè)計(jì)中必要條件的約束性進(jìn)行實(shí)地驗(yàn)證。汽車焊裝夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)在汽車制造行業(yè)的發(fā)展是至關(guān)重要的，它關(guān)聯(lián)著汽車行業(yè)制造過程中的各個重要因素，所以需要加大對該方面人才的培養(yǎng)，為對于汽車焊裝夾的創(chuàng)新注入新的思想。

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楊永輝(1978-),河北唐山人,本科,工程師,主要研究方向：焊接生產(chǎn)線的規(guī)劃，焊接機(jī)器人及對應(yīng)焊接夾具的設(shè)計(jì)，焊接工作站的設(shè)計(jì)。