汽車車身焊接夾具設(shè)計(jì)簡介

汽車是日常生活中很常見到的交通工具。在汽車生產(chǎn)企業(yè)中，車身設(shè)計(jì)，車身制造，車輛檢驗(yàn)，車輛銷售，以及售后服務(wù)占了整個(gè)汽車行業(yè)的大部分內(nèi)容。其中在汽車制造這部分中，輔助汽車車身焊接的工具簡稱汽車焊接夾具，這個(gè)輔助的焊接夾具對于保證汽車車身的質(zhì)量有著非常重要的作用。在汽車車身設(shè)計(jì)結(jié)束后，設(shè)計(jì)師會按照材料的力學(xué)性能和安全性能等進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證車身強(qiáng)度的條件下進(jìn)行焊點(diǎn)分布設(shè)計(jì)。

通常夾具設(shè)計(jì)部門接到車身夾具設(shè)計(jì)訂單后，根據(jù)汽車車身的數(shù)模和焊點(diǎn)，再進(jìn)行工序拆分，分成前部裝配總成、后部裝配總成、左車身裝配總成、右車身裝配總成和底盤裝配總成這幾個(gè)部分。之后再對這幾個(gè)部分進(jìn)行拆分。直到拆分成幾個(gè)小模塊，每個(gè)小模塊包含完整功能的沖壓板件，這部分必須十分精確而且還要保證每個(gè)部分在安裝時(shí)沒有干擾到周圍其他模塊。

設(shè)計(jì)部門根據(jù)工序先后安排作業(yè)時(shí)間確定工期，按照步驟的先后順序，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，每一個(gè)獨(dú)立焊點(diǎn)夾具模塊設(shè)計(jì)必須達(dá)到精度要求，否則會影響整體的焊接效果。

根據(jù)拆分好的板材進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，每套夾具都有底板、夾具、電器系統(tǒng)組成，底板是所有夾具安裝及自身定位的地方。為了方便設(shè)計(jì)和檢測，還要在底板上確定基準(zhǔn)孔和輔基準(zhǔn)孔。底板下面有便于移動的萬向車輪。汽車夾具設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)部門根據(jù)廠商提供的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)的工作。

（一）在夾具設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用的軟件

在設(shè)計(jì)過程中會應(yīng)用到一系列的三維設(shè)計(jì)軟件，和現(xiàn)在的大部分機(jī)械行業(yè)一樣，應(yīng)用的軟件有 UG、Pro/e、MDT、AutoCAD 等等。但在夾具設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)行業(yè)中應(yīng)用的最多的是MDT 這種軟件。

MDT 這款軟件全稱是 Mechanical Desktop，其中還包含了 AutoCAD 軟件。MDT 軟件的界面與 AutoCAD 的類似，有些功能也有相同的部分，但是 MDT 軟件加載了很多的特殊的模塊，比如說三維標(biāo)準(zhǔn)件、計(jì)算功能等等比較新的功能，對于企業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)的后續(xù)問題例如裝箱搬運(yùn)進(jìn)行重量計(jì)算等問題的解決都有很好的幫助。這里面要特別說明的一項(xiàng)是 MDT 軟件中零件造型、部件的功能對夾具設(shè)計(jì)很方便，無論是零件組合、合并還是零件、部件之間的裝配實(shí)用性和查找性很強(qiáng)，不會再出現(xiàn)零件混亂或是不方便查找的問題出現(xiàn)。

（二）簡析汽車夾具設(shè)計(jì)的流程

在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，把已經(jīng)根據(jù)工序拆分好的車身數(shù)模焊接件找到，利用 UG、Pro/e 等設(shè)計(jì)軟件把數(shù)模以.igs 等的格式導(dǎo)出，再導(dǎo)入到 MDT 中。需要注意的是：

1.夾具設(shè)計(jì)要避開焊點(diǎn)的位置，夾具被定位的位置要讓開焊點(diǎn)，在沒有焊點(diǎn)的地方安裝固定。這里面在設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意在關(guān)鍵焊點(diǎn)的附近需要定位的位置上要放置關(guān)鍵點(diǎn)夾具，這往往是所在組夾具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵處，這樣可以減少焊接變形。

2.在定位車身板材的時(shí)候，是以車身上定位孔為定位基準(zhǔn)的。設(shè)計(jì)者要充分利用這些車身板材上的孔來做為自身夾具設(shè)計(jì)的孔基準(zhǔn)來定位和支撐，保證車身焊接過程中焊點(diǎn)的準(zhǔn)確。

3.設(shè)計(jì)出的夾具與車身接觸的支撐定位塊、支夾緊塊，它的尺寸形狀基本上是固定的，是呈 L 形或者是凸字形的。只是在具體接觸車身板材的地方根據(jù)車身板材的具體形狀由車身切割線在 MDT 軟件上進(jìn)行三視圖投影，來畫出支撐塊和夾緊塊的圖。出圖后，在用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，加工出符合要求的定位支撐夾緊塊。這樣加工出來的零件的表面尺寸及形狀和車身接觸面的形狀很吻合，支撐夾緊塊的形狀直接影響車身外側(cè)的加工質(zhì)量，是很關(guān)鍵的設(shè)計(jì)步驟。

4.設(shè)計(jì)的夾具要求在夾具打開的狀態(tài)下車身的板材能夠順利的從夾具上取出，這就需要夾具設(shè)計(jì)的過程中選擇好合適的打開行程來確定氣缸，使得打開后的夾緊塊和汽車車身板材邊緣有 20～30 毫米的空間。

設(shè)計(jì)初步完成之后，進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)測試，看各個(gè)方面是否合適，例如氣缸是否可以打開，打開后能否取出工件，作業(yè)高度是否符合人體工程學(xué)的要求滿足人體法。

2.瀝青路面機(jī)械攤鋪工藝及控制

（1）攤鋪機(jī)基準(zhǔn)線的控制，攤鋪機(jī)在進(jìn)行自動找平時(shí)需要有一個(gè)準(zhǔn)確的基準(zhǔn)面(線)，可以使用攤鋪底面層基準(zhǔn)鋼絲繩(走鋼絲)法和攤鋪中面層和表面層浮動基準(zhǔn)梁法確立基準(zhǔn)面(線)，使用者可結(jié)合路面的結(jié)構(gòu)層次和施工位置進(jìn)行選定。其基本原則是：當(dāng)以控制高度為主時(shí)，以走鋼絲為宜；當(dāng)以

控制厚度為主時(shí)，則采取浮動基準(zhǔn)梁。

（2）攤鋪機(jī)的攤鋪進(jìn)度控制，攤鋪機(jī)應(yīng)該勻速，不停頓地連續(xù)攤鋪，嚴(yán)禁時(shí)快時(shí)慢。因攤鋪速度的變化必然導(dǎo)致攤鋪厚度變化。為了保證厚度不變，就要調(diào)節(jié)厚度調(diào)節(jié)器以及搗固器和熨平板的激振力與振搗梁行程，但人工調(diào)節(jié)是憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)，在速度變化處會引起攤鋪后預(yù)壓密實(shí)度的變化，從而導(dǎo)致最終壓實(shí)厚度的差異，影響路面平整度。

（3）碾壓質(zhì)量控制

①初壓，第一階段初壓習(xí)慣上常稱作穩(wěn)壓階段。由于瀝青混合料在攤鋪機(jī)的熨平板前已經(jīng)初步夯擊壓實(shí)，而且剛攤鋪成的混合料的溫度較高(通常在 140℃左右)，因此只要用較小的壓實(shí)就可以達(dá)到較好的穩(wěn)定壓實(shí)效果。通常用 6 t～8 t的雙輪振動壓路機(jī)以 2 km／h 左右速度進(jìn)行碾壓 2～3 遍。

②復(fù)壓，第二階段復(fù)壓是主要壓實(shí)階段。在此階段至少要達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度，因此，復(fù)壓應(yīng)該在較高溫度下并緊跟在初壓后面進(jìn)行。碾壓遍數(shù)參照鋪筑試驗(yàn)段時(shí)所得的碾壓遍數(shù)確定。

③終壓，第三階段終壓是消除缺陷和保證面層有較好平整度的最后一步。由于終壓要消除復(fù)壓過程中表面遺留的不平整，因此，瀝青混合料也需要有較高的溫度。終壓常使用靜力雙輪壓路機(jī)并應(yīng)緊接在復(fù)壓后進(jìn)行。終壓結(jié)束時(shí)的溫度不應(yīng)低于瀝青面層施工規(guī)范中規(guī)定的 70℃ ，應(yīng)盡可能在較高溫度下結(jié)束終壓。在施工現(xiàn)場，組織得好的碾壓應(yīng)是初壓、復(fù)壓和終壓的壓路機(jī)在相互銜接的小段上碾壓并隨攤鋪速度依次向前推進(jìn)。

④為保證各階段碾壓作業(yè)始終在混合料處于穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行，碾壓作業(yè)應(yīng)按下述規(guī)則進(jìn)行：由下而上(沿縱坡和橫坡)；先靜壓后振動碾壓；初壓和終壓使用雙輪壓路機(jī)，初壓可使用組合式鋼輪一輪胎壓路機(jī)，復(fù)壓使用振動壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)。

3.路面基層施工注意事項(xiàng)

嚴(yán)格按照《道路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》要求進(jìn)行底基層和基層施工，必須堅(jiān)持除與土基接觸的底基層可以采用路拌法施工以外，其上面的各層均應(yīng)采用集中場拌和攤鋪施工方法，以確保標(biāo)高、橫坡、強(qiáng)度、平整度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。控制基層平整，面層鋪筑前用 3 m 直尺對基層進(jìn)行平整度檢測，且對平整度差大于 8mm 的路段應(yīng)進(jìn)行整平。

4.接縫處理對策

（1）縱向接縫：兩條攤鋪帶相接處，必須有一部分搭接。才能保證該處與其他部分具有相同的厚度。搭接的寬度應(yīng)前后一致。搭接施工有冷接茬和熱接茬兩種。冷接茬在施工時(shí)宜加設(shè)擋板或采用切刀切齊。同時(shí)注意新攤鋪帶必須與前一條攤鋪帶動的松鋪厚度相同。熱接一般是指在施工中使用兩臺以上攤鋪機(jī)進(jìn)行梯隊(duì)作業(yè)。不管采用冷接法或熱接法，攤鋪帶的邊緣都必須整齊。這就要求機(jī)械在直線上或彎道上行駛始終保持正確位置。為此。可沿?cái)備亷б粋?cè)敷設(shè)一根導(dǎo)向線，并在機(jī)械上安置一根帶鏈條的懸桿，駕駛員只要注視所懸鏈條對準(zhǔn)導(dǎo)向線行駛即可。

（2）橫向接縫：相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應(yīng)錯(cuò)位1m 以上。橫向接縫有斜接縫和平接縫兩種。城市道路的中、下層的橫向接縫可采用斜接縫，在上面層應(yīng)采用垂直的平接縫，其他等級道路的各層均可采用斜接縫。鋪筑接縫時(shí)，可以已壓實(shí)部分上面鋪一些熱混合料使之預(yù)熱軟化，以加強(qiáng)新
舊混合料的粘結(jié)。但在開始碾壓前應(yīng)將預(yù)熱用的混合料鏟除。以保證橫向接縫處的路面平整度。

（三）結(jié)束語

要提高高速公路瀝青路面平整度，在注重提高機(jī)械能力和配套水平的同時(shí)，也要提高施工企業(yè)和人員的素質(zhì)水平。只有樹立質(zhì)量意識，樹立品牌意識，有嚴(yán)密的組織體系、科學(xué)的管理手段、有力的措施保證，才能提高工程質(zhì)量。總之，路面平整度是施工企業(yè)機(jī)械能力、人員素質(zhì)、管理水平的綜合體現(xiàn)。