汽車車身零部件為金屬薄板殼 體結(jié)構(gòu)，主要由薄板沖壓件經(jīng)電阻點(diǎn)焊或CO2氣體保護(hù)弧焊等粘結(jié)而成。汽車車身裝焊生產(chǎn)的主要任務(wù)就是 完成汽車車身(即白車身)的制造。對(duì)于轎車來說，車身焊裝線一般是 由地板總成線、左右側(cè)圍總成線、前圍(儀表臺(tái)橫梁)、后圍(后行李倉托架)線、頂棚線、門蓋總成線、車身總成線(主線)等組成。各分總成線又由很多合件、組件及零件焊裝工位組成。汽車車身焊接的基本特征就是 組件到部件再到總成的一個(gè)組合過程，因此汽車零部件的焊接精度決定著車身分總成組件的焊接精度，影響和決定著車身焊接總成的焊接精度與質(zhì)量。汽車車身零部件在焊裝過程中，需要專門的三維柔性焊接夾具來對(duì)零件或組件的相對(duì)位置進(jìn)行定位，并將其夾緊貼合，焊裝夾具起著定位、裝夾、減小零件焊接變形、零件焊接精度的重要作用。汽車車身總成、車身部裝組件及零部件的制造尺寸精度主要取決于三維柔性焊接夾具的設(shè)計(jì)及制造精度。因此，汽車車身零部件的制造過程中，對(duì)焊裝夾具的設(shè)計(jì)和制造提出了較高的要求。

　　三維柔性焊接夾具一、車身零部件焊裝夾具的特點(diǎn)

　　汽車車身焊裝夾具一般可分為夾具本體、焊接系統(tǒng)、傳輸裝置、控制部分及輔助設(shè)備(如三維柔性焊接平臺(tái))等組成。夾具本體為其中的基礎(chǔ)核心部分，是 車身零部件定位裝夾的基礎(chǔ)。焊接系統(tǒng)主要由焊炬及懸掛系統(tǒng)、焊接控制器等組成。傳輸裝置實(shí)現(xiàn)車身零部件在各工位間的搬運(yùn)。輔助設(shè)備包括頂升機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、上下料機(jī)構(gòu)等。其中，對(duì)車身制造精度起決定作用的是 夾具本體。夾具本體一般由底座(BASE)、夾具單元(JIGUNIT)、檢測基準(zhǔn)及支腳等組成。車身三維柔性焊接夾具體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了便于制造、裝配、檢測和維護(hù)，   對(duì)夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分 解。夾具本體以底座為裝配基準(zhǔn)，在底座的安裝平面上都加工有基準(zhǔn)槽和坐標(biāo)線，定位夾緊組合單元按各自的基準(zhǔn)位置進(jìn)行裝配成為一套完整的夾具。

　　1、焊裝夾具的定位

　　車身零部件焊裝夾具大都以沖壓件的曲面外型、拉延邊或沖壓件壓彎成型的臺(tái)階面作為定位型面，有精度要求的裝配用孔或工藝孔作為孔定位，這就在很大程度上決定了三維柔性組合工裝夾具的定位元件形狀比較。焊裝夾具上要分別對(duì)各被焊工件進(jìn)行定位，并使其不互相干涉，在設(shè)計(jì)定位元件時(shí)要充分利用工件裝配的相互依賴關(guān)系作為自然的定位支承，定位精度和定位。

　　車身零部件焊裝夾具上，定位塊定位厚度通常為16mm或19mm，定位長度不小于15mm~20mm。定位塊間距既要定位精度，又要焊接焊鉗伸入的方便性。三維柔性焊接夾具的定位由定位與夾緊兩大因素構(gòu)成，可行的焊裝夾具   定位準(zhǔn)確，與零部件保持良好的貼合性。為便于調(diào)整和維護(hù)，定位夾緊部位設(shè)計(jì)成在適用車型范圍內(nèi)可調(diào)整的結(jié)構(gòu)，在定位塊與連接板、壓塊與轉(zhuǎn)臂之間設(shè)置有3mm~5mm的調(diào)整墊片。壓塊和定位塊是 對(duì)應(yīng)于不同的車型成套使用的，為盡量減少壓塊和定位塊的工裝儲(chǔ)備，在簡單車型換時(shí)(如夾緊部位僅在一個(gè)方向上平移，而夾緊的零部件型面形狀不發(fā)生變化)，則加裝調(diào)整墊塊來解決。

　　定位塊一般采用45或42CrMo鋼，定位表面需淬火處理(HRC35-45)，對(duì)于需要保護(hù)零件表面質(zhì)量的定位塊采用MC901材料。通常定位面主基準(zhǔn)面公差為±0.1mm，輔助基準(zhǔn)面公差為±0.2mm，基準(zhǔn)定位銷位置公差為±0.05mm。定位件按坐標(biāo)標(biāo)注尺寸，不注公差。

　　2、焊裝夾具的夾緊

　　焊裝夾具的夾緊主要用于保持工件裝配的相對(duì)位置，克服工件的彈性變形，使其與定位支承或?qū)щ婋姌O貼合。三維柔性焊接夾具的夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)作用在支承點(diǎn)上，以免夾緊力使工件彎曲或脫離定位基準(zhǔn)。為零件貼合、不變形等要求，通常夾緊力不得小于400N。對(duì)于1.2~厚度以下的零件，夾緊力應(yīng)控制在300N~500N，對(duì)于1.5mm~2.5mm之間的沖壓件，夾緊力一般應(yīng)控制在500N~800N范圍內(nèi)，對(duì)于3mm以上的沖壓件，夾緊力應(yīng)不小于800N。夾具夾緊后工件與定位面的貼合間隙不大于0.8mm。對(duì)于空壓(壓緊處工件沒有定位支撐)的情況，連接壓緊塊的轉(zhuǎn)臂應(yīng)設(shè)置限位塊，以避免工件變形。

　　車身零部件裝配后，多使用電阻焊接，工件不受扭轉(zhuǎn)力矩，當(dāng)工件的重力與點(diǎn)焊時(shí)加壓方向一致，焊接壓力足以克服工件的彈性變形，并仍能保持準(zhǔn)確的裝配位置與定位基準(zhǔn)貼合，此時(shí)可以省去夾緊機(jī)構(gòu)。

　　焊裝夾具的夾緊單元打開后，為了工件上下料順便，   打開距離即夾緊單元打開部分靠近工件的邊緣與工件邊緣的距離大于20mm，為搬送和輸送裝置留出足夠空間。

　　3、可移動(dòng)夾具單元

　　在多車型柔性焊裝夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)車型換時(shí)，需要設(shè)計(jì)夾具切換裝置。在夾緊部位發(fā)生較大范圍移動(dòng)的情況下，一般可把一個(gè)或幾個(gè)夾具單元組成的夾具島放在一個(gè)移動(dòng)板上，移動(dòng)板通過氣缸或液壓缸推動(dòng)在滾珠導(dǎo)軌來回移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車型夾具的切換。在車身零部件三維柔性焊接夾具的設(shè)計(jì)中，這樣的移動(dòng)或翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)很多，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　4、焊裝夾具的標(biāo)準(zhǔn)化

　　為提高焊裝夾具零部件的互換性，縮短焊裝夾具的設(shè)計(jì)制造周期，降低三維柔性焊接夾具的設(shè)計(jì)制造成本，通用焊裝夾具盡可能地使用了標(biāo)準(zhǔn)化的系列零部件。如夾具的支架、銷支架、鉸接頭、定位銷、限位塊、導(dǎo)向裝置等等都設(shè)計(jì)成了系列的標(biāo)準(zhǔn)零件。

　　二、車身零部件焊裝夾具的裝配工藝

　　1、裝配類型

　　焊裝夾具裝配工藝的裝配類型按其運(yùn)動(dòng)特征來區(qū)分可分為固件裝配、旋轉(zhuǎn)副裝配、滑動(dòng)副裝配三大類。

　　(1)固件裝配

　　固件裝配指非 運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)件或定位件的裝配，如夾具單元的支撐部件、固定安裝方式的定位部件。通常夾具支撐件的裝配精度為IT10~IT12，定位件的裝配精度為IT8~IT10。由于三維柔性焊接夾具的零件有較大的相似性，系列化的標(biāo)準(zhǔn)零件較多，一般成組加工制造而成。焊裝夾具的裝配廣泛采用修配法和調(diào)整法來裝配。修配法是 指在零件上預(yù)留修配量，在裝配過程中用手工修磨修去零件上的多余部分材料，使裝配精度滿足技術(shù)要求。注意這種方法的修磨量不得大于0.2mm，否則，影響定位型面的淬火硬度及型面質(zhì)量。調(diào)整法是 指利用可調(diào)整零件或依靠增減定尺寸零件(如墊片、調(diào)整墊塊)進(jìn)行裝配的方法。

　　夾具定位銷的裝配是 固件裝配中一種較的類型。夾具定位銷按焊裝夾具設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)分為現(xiàn)場銷和NC銷兩種類型。現(xiàn)場銷是 在基座上不打銷孔，而只在夾具安裝支座上打預(yù)孔，待全部夾具裝配并調(diào)試完畢以后再擴(kuò)鉸銷孔并打入定位銷。NC銷則是 在制造基座和夾具安裝支座的時(shí)候就加工好銷孔，這種方式依賴于的汽車車體數(shù)據(jù)和完善的數(shù)控加工手段，這是 目前三維柔性焊接夾具普遍采用的定位方式。

　　(2)旋轉(zhuǎn)副裝配

　　焊裝夾具的旋轉(zhuǎn)副裝配按其裝配要求來分有兩種：一種是 旋轉(zhuǎn)定位夾緊零件的旋轉(zhuǎn)副裝配，這類裝配普遍采用鉸支銷外套無油軸承的方式，其精度一般為IT6~IT7。另一種是 普通機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)副裝配，旋轉(zhuǎn)副中無無油軸承，精度一般為IT8~IT10。夾具裝配中有部分使用了企業(yè)通用制件(如銷軸類零件)的可以采用復(fù)合選配法來達(dá)到規(guī)定的裝配精度，即零件預(yù)先測量分組，裝配時(shí)再在各對(duì)應(yīng)組中憑工人經(jīng)驗(yàn)直接選配。

　　(3)滑動(dòng)副裝配

　　焊裝夾具中包含滑動(dòng)副裝配的機(jī)構(gòu)有移動(dòng)板(拖板)、頂升裝置、移動(dòng)銷等，一般涉及到導(dǎo)軌或?qū)驐U的裝配。安裝導(dǎo)軌的基準(zhǔn)面的平面度應(yīng)小于0.06/100mm(IT10)，雙導(dǎo)軌的安裝還要求導(dǎo)軌平行度應(yīng)達(dá)到0.2/1000mm(IT8)。為達(dá)到導(dǎo)軌安裝的精度要求，應(yīng)先安裝導(dǎo)軌，安裝時(shí)先固定導(dǎo)軌中間的位置，再分段測量并調(diào)整其安裝位置，每測一段即擰緊該測點(diǎn)的安裝螺釘，待測量調(diào)整完畢以后從中間向兩邊對(duì)稱擰緊全部的安裝螺釘，將導(dǎo)軌滑塊移至導(dǎo)軌中間附近，將移動(dòng)板或承載板安裝在導(dǎo)軌滑塊上。

　　導(dǎo)向桿的安裝要求一般低于導(dǎo)軌的安裝要求。這是 由于為盡量縮小導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的安裝尺寸，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上一般沒有可調(diào)裝置，因此允許導(dǎo)向桿和導(dǎo)向套之間存在   的間隙，以此來補(bǔ)償加工誤差所帶來的安裝誤差。導(dǎo)向桿和導(dǎo)向套之間的配合公差一般為g7/H8，實(shí)際裝配時(shí)   留出0.02mm~0.05mm的間隙。

　　2、裝配工藝流程

　　通用汽車焊裝夾具的裝配工藝流程較單一，一般在生產(chǎn)制造當(dāng)中直接利用裝配工藝流程圖來代替工序卡片。

　　汽車車身零部件三維柔性焊接夾具的設(shè)計(jì)和裝配工藝的不斷完善和改良，有利于提高夾具精度和汽車車身的焊接質(zhì)量，提高產(chǎn)品競爭力。通過不斷地引進(jìn)和吸收制造技術(shù)，我國汽車車身零部件焊裝夾具的設(shè)計(jì)、制造水平不斷提高，在車身焊裝工藝方面形成了汽車制造企業(yè)各自的技術(shù)特色，但白車身的焊裝工藝是 一個(gè)系統(tǒng)工程，特別是 標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)方面還需要我們 業(yè)界同仁付出多的努力，以   我國汽車焊裝技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。