如何设计车门焊接夹具
在焊接过程中，合理的夹具结构有利于合理安排流水线生产，平衡工位时间，减少非生产时间。对于车型多的企业，如果能科学考虑使用* * *或混合夹具，也有助于建设混合流水线，提高生产效率。
一、汽车焊接工艺的特点
(A)材料和结构
汽车焊接材料主要是低碳钢冷轧钢板、镀锌钢板和少量热轧钢板。它们具有良好的可焊性，适用于大多数焊接方式，但由于是薄板，刚性差，容易变形。
从结构上看，焊接件多为具有空间曲面的冲压件，形状和结构复杂。有些深型腔的冲压件不仅有刚性差引起的变形，还有回弹变形。
(2)焊接方法
汽车焊接方法主要有CO2气体保护焊和电阻焊。CO2气体保护焊应用范围广，对夹具结构要求不是很严格。电阻焊对夹具要求严格，尤其是多点焊接、反应焊接和机器人点焊。因为汽车焊接主要是电阻焊，所以本文将讨论电阻焊夹具的设计。
(三)焊接工艺流程
汽车焊接的基本特征是从总成到部件再到总成的组合和过程。
从装配到车身焊接装配的每一道工序都是相互独立的，是承前启后的纽带。因此，总成的焊接精度决定了总成的焊接精度，最终影响和决定了汽车车身焊接总成的焊接精度和质量。这就要求车身焊接装配中相互关联的总成、零件和夹具的定位基准应统一和继承。这样才能保证最终的产品质量，即使出现质量问题，也便于分析原因，便于纠正和控制。
焊接过程主要是流水线生产，所以夹具的设计要有利于流水线的布局和设计，还要考虑为生产管理提供方便。
二、焊接夹具的设计方法和步骤
1.设计焊接夹具前，首先要了解生产程序、产品结构特点、工艺要求和生产线布局，进行充分的工艺研究，参考国内外先进的夹具结构，结合实际情况确定总体夹具方案。如固定式夹具或移动式夹具，机械化、自动化水平高低，几种型号的主夹具是否混用。
2.根据焊件的结构特点和所需焊接设备的型号规格，确定定位夹紧方式；同时，根据冲压件的工艺特点和后续装配工艺的需要，选择合适的定位点和关键定位点。
3.主机构确定后，就可以确定辅助装置了。例如水、电和气体回路、气体和液压部件以及保护覆盖部件的外部焊接点所需的铜板。
4.由于焊接夹具整体结构庞大，空间结构和尺寸复杂，其设计应采用坐标法和模块化设计方法，以提高设计效率。
5.在设计夹具的具体结构时，应尽可能采用标准化组件，或提高通用化、系列化程度。
三。焊接夹具的组成、结构和要求
汽车焊接夹具通常由夹具底板、定位装置、夹紧机构、测量系统和辅助系统组成。
(1)夹具底板
夹具底板是焊接夹具的基本组成部分，其精度直接影响定位机构的精度，因此对工作平面的平面度和表面粗糙度有严格的要求。
夹具自身测量装置的基准是建立在夹具底板上的，所以在设计夹具底板时，要有足够的地方设置测量装置的基准槽，以满足实际测量的需要。另外，在不影响定位机构装配和定位槽设置的情况下，尽量采用框架结构，这样可以节省材料，减轻夹具重量，这对于流水线上的随行夹具尤为重要。
(2)定位装置
定位装置中的零件通常包括固定销、销钉、挡铁、V形块和根据焊件实际形状确定的定位块(图1为专用定位块)。
1.由于焊接夹具使用频繁，定位元件应具有足够的刚度和硬度，以保证更换和修整期间的精度。
2.为了便于主要定位元件的调整和更换，并使夹具具有灵活的搅拌功能，定位机构应设计成尽可能可调。如图1所示，定位元件A-1是由产品形状决定的，因此可以通过更换零件A-1来修整夹具，以适应不同型号的需要。
3.标准化设计。如图1所示，支架A-2可以设计为混合和通用系列的部件。由于汽车结构差异较大，尤其是重型、中型、轻型和微型汽车，汽车焊接夹具的标准应根据车型具体规定，以满足不同车型的需求。
4.定位元件可选择厚度为16mm、18mm、20mm三种尺寸的钢板(如图1、A-1、A-2部分)，材料准备均匀。另外，定位部件的热处理应在夹具调试合格后进行，但应准确记录变化数据，并对夹具数据进行相应的修整，使其符合调试合格，为以后的制造提供准确的数据。
3.3夹紧机构
汽车焊接夹具的夹紧机构主要是快速夹紧机构和气动夹紧机构。本发明具有以下优点:
1.如图2所示，快速夹具结构简单，动作迅速，从自由状态到夹紧只需几秒钟，满足了大批量生产的需要。
2.根据需要可以将几个快速夹具串联或并联使用，达到二次夹紧或多点夹紧的目的。另外，对于定位精度不高的焊件，可以同时进行夹紧和定位，省去了专门的定位元件。它还可以通过改变其机构组成发挥更多的作用，具有广泛的应用范围。
3.能矫正焊件变形，保证焊点搭接能紧密配合，避免脱焊、虚焊现象，提高焊接质量。
4.可与气缸配套使用，实现手动和气动混合，保证流水线的正常运行(图2)。
(4)辅助机构
辅助机构在焊接过程中起着重要的作用。下面介绍三种常用的辅助机制。
1.旋转系统
图3所示的旋转系统布置在夹具底板和夹具支架中，可使夹具本体在平面上360度旋转(还配有滚动轴承，使旋转灵活轻便)。这样的系统可以解决或克服电焊机的不足，因为当电焊机静止，电缆长度有限时，旋转夹具可以将焊点移动到焊接夹具的工作区域进行焊接，这样焊接工作可以方便容易地进行，焊接质量也可以得到保证。此外，为了保证夹具在夹紧和拆卸过程中能处于稳定的工作状态，还应设计一个止动装置。
2.翻砖机构
如图4所示，当焊点处于中间位置时，如果用X形焊钳点焊，焊钳伸不进去，喉深不够，焊接困难。如果使用C型焊钳，如果把焊钳放平，可以焊接，但是工人劳动强度大。因此，在设计夹具时，可以设计成可翻转夹具，使焊件向两侧翻转90度，焊件所在平面处于垂直位置，这样工人只要焊枪处于水平位置就可以进行焊接，大大降低了劳动强度。在设计翻转夹具时，需要设计一个止动机构，防止夹具自动回到原位而造成事故。
3.反应焊接机制
在微型车和轿车底板的焊接装配中，如图5所示，中间位置的焊点不能用普通的X焊和C焊进行焊接，一般采用反应点焊进行焊接。使用反应点焊时，夹具的中心应配备一个反应焊臂(见图5)。反应焊臂应具有一定的稳定性和刚度，在夹持和取出焊件时应能转动避让。
(5)计量机构
利用夹具本体设计测量机构是提高夹具设计和制造精度的重要措施。在传统的夹具设计中，夹具合格的标准是用实际的冲压件来检验，但是由于冲压件不能很精确，而且零件的装配有累积误差，车身焊接装配的精度必然不高，很难达到设计要求。很多厂家都是用三坐标测量仪进行检测，但还是无法测量一些复杂的定位元素。实践证明，利用夹具本身的测量机构和三坐标测量仪，可以大大提高焊接夹具的精度。
1.测量机构的组成
(1)基准面和基准槽。测量机构的基准面是夹具底板的工作面；基准槽在夹具底板上设计有两个相互垂直的十字槽，其结构如图6所示。槽的位置可以根据实际需要确定。
(2)测量仪器。测量仪器除了常规的量具和三坐标测量仪外，还需要设计专门的量块和方盒。
2.实际测量中应注意的问题
(1)定位元件倒角应在测量调试合格后进行，即预留测点；(2)测量仪器要使用得当，防止人为误差造成的假象。如果能使用三坐标测量仪，可以进行对比检查。
四、典型夹具机构特征分析
(1)点焊夹具
点焊夹具结构简单，可移动，轻便灵活，定位基准必须准确。
(2) CO2气体保护焊夹具
这种夹具一般是固定的，结构简单。但如果一个夹具只焊接一个部件，效率就太低了。此时可以依次或对称设计成几组定位夹紧机构，达到一机多用，提高焊接效率。
(3)集成夹具
这种夹具夹紧的部件既有CO2焊，也有点焊。对于一些不适合在夹具上点焊的全点焊构件零件，以及一些对外观和质量没有特殊要求的焊件，用CO2焊在夹具上预焊非常方便，夹具设计简单。因此，应适当调整工艺，简化夹具，提高效率。
(4)大型焊接夹具
中大型焊接夹具机构庞大复杂，各部件总成与车身焊接总成相互关联，相互制约，相互影响。
(5)工艺措施和夹具之间的关系
汽车焊接夹具是焊接工艺顺利正确执行的保证，工艺是否合理也影响着夹具的设计和使用效果。如零件装配和焊接顺序不同造成的焊接质量差异。因此，技术人员和工装设计师应该紧密合作，设计出合理的夹具和工艺。
㈥调试过程中的重新设计
对于大型焊接夹具，由于其结构复杂，在调试过程中会出现很多设计制造上的问题，以及焊接零件超差的现象。这就需要设计师根据实际情况进行引导和纠正。调试是一项非常复杂的技术工作，小批量调试和大批量生产会出现很多不同的问题，所以设计师要及时了解情况，在调试过程中不断修正，重新设计。
夹具调试还有一个重要的任务，就是验证焊接零件是否合格，但调试时要避免因零件质量问题导致夹具不合格的错误。当然，有些零件属于合理的回弹变形，有些误差也可以通过夹具修正成合格产品。因此，夹具设计人员应充分了解冲压件的工艺特点，通过合理的夹具设计放宽冲压件的合格产品范围。
不及物动词发展趋势
1.为了提高汽车产量，适应流水线生产，要细化工艺，使用高效夹具，提高生产效率。
2.为了满足系列化车辆的需要，需要开发一种快速可调的混合夹具。
3.提高夹具机具的集成度，如多点焊机、门边焊机等。
4.采用新的设计方法，如坐标法、模块化设计法和计算机辅助设计。
5.提高夹具的通用化、系列化和标准化水平。