汽车纵梁二段点定夹具设计

丁摇撸 付井通 王鹤龙 李霁航

摘 要：本文介绍了专用夹具的设计过程。为了实现工件的位置，设计必须满足技术要求，满足纵梁二段点夹紧装置中工件与夹具的位置要求。纵梁两点固定夹具的设计是在纵梁位置被夹紧后获得准确的位置，便于焊接。通过设计的定位夹紧方案进行设计，利用catia 3d辅助工具进行设计。

关键词：焊接夹具；定位；CATIA

自从改革开放，我国的工业得到较快的发展，汽车发展也十分迅速。在产量、品种、型号等方面逐渐走样多样化。由于历史原因是我过工业起步较晚，在一些关键技术上与发达国家还存在不小的距离，当国外的汽车打开我国的大门，进入国内时，对我国汽车生产工业以及为其服务的工厂产生了机遇和压力。为了寻求技术的突破，与国外竞争，夹具产业在不断的创新发展。研制新型高效率并符合经济型的夹具是夹具的一个发展重要方向。汽车生产的四大工艺：冲压、焊装、涂装、总装。装焊过程所使用的夹具称为焊接夹具。焊接夹具的作用是把车身冲压件在一定的工艺装备中定位并夹紧，组合成车身分总成，同时利用焊接的方法使其形成整体。

1 研究的目的及意义

焊装夹具的设计原理上就是定位和夹紧，为了使定位销及支撑夹紧块能够具有准确位置，而是整套夹具与数模之间有一个准确无误的关系。在材料的选择上也要主要，不仅要满足机械性能，还不能损伤数模。焊接夹具的发展解决了工件不稳定，发热变形的劣势。已达到所需的尺寸要求。

一般来说使用焊装夹具可以达到以下这些目的：（1）使工件快速定位夹紧。（2）保证焊件尺寸不被破坏，防止刮伤。（3）提高装配精度和效率。（4）防止焊接时变形。

总之，使用焊装夹具的最根本目的就是不仅要保证产品零件的尺寸不被破坏，符合国家标准力的校核和一定机械性能的前提下，要达到提高产品加工零件的效率，并火得一定经济效益。

汽车纵梁二段点定夹具设计是将纵梁定位夹紧后进行焊接，与纵梁直接接触的支撑块与压紧块采用硬质尼龙块，防止破坏纵梁，有效的避免了夹具可能损坏或划伤纵梁。在现代化的社会，汽车显得尤其重要，纵梁是车身重要的零件之一，纵梁的性能对整个车身的安全性起到了重要的作用。因此对纵梁的定位夹紧的过程对于整个车身的安全问题很重要。

2 汽车纵梁夹具结构设计

（1）根据纵梁的结构，以及数模的结构特点以及甲方要求的定位夹紧点确定夹具所需夹紧元件，确定气缸组件位11个（手动气缸4个，自动气缸5个，伸缩气缸2个）所需定位元件销3个。

（2）确定定位组件各数，通过定位块和定位销限制纵梁的自由度。

（3）依据产品的重量、所选夹具体数量，定位组件的位置确定合适的框架基本结构以及零件合适的材料能够承载力的作用。选择合理的支撑。设计用到Q235A的有调整垫片、底座、连接板，用到42CrMo的有连接块，L块45#钢销座和定位销，支撑块与压紧块均为硬质尼龙块。

（4）各个连接件放置在BASE板上进行有效的连接，连接的螺栓选用内六角螺栓，内六角有受力均匀，不易损坏的特点。因为连接件尺寸可能会存在误差，故加3mm或5mm垫片进行调整（具体厚度由实际情况而定）综上进而得出夹具体。

（5）因夹具为焊装夹具，故要考虑到人焊接的舒适度。夹具的设计须遵循定位准确、精度高、误差小、操作便利、安全可靠更好的衔接上下操作流程，以及有效的经济性。

3 Catia零部件的设计

定位块的定位方向、压块的夹紧方向应设有调整垫片。

从装配的设计中可以看出，一个装配体是由一个或多个部件组成，同样一个部件由多个零件组成，所以零件是一个装配体的根本。按照汽车纵梁二段点夹具方案进行设计，方案中的定位、夹紧点与各个零件有直接关系。定位与夹紧点需要通过车身的坐标系来完成定位。三维零件图设计完成之后需要转换成二维图纸，从而对二维图进行尺寸标注，确定公差配合。下面通过一个例子进行说明（如图1）

首先要创建草图然后完成三维实体的生成，在草图编辑器里面完成约束从而来表达出零件实体的外形，创建外形完成后，重新返回到实体界面点击凸台命令，从而生成该零件，其次就是打孔生成。如上图所示中的孔，当零件实体设计完成后，在利用打孔命令完成所需要的是螺纹孔还是销孔等。下图为我们展示的从草图到实体生成的过程，同样过程完成打孔等一些列操作。（如图2）

4 总结

本次设计汽车纵梁二段点定夹具保证了工件的稳定性便于下一操作，夹具的使用寿命长，可以多次使用，提高劳动生产率并且操作方便，使用安全，有良好的结构工艺性。

参考文献：

[1]张荣清，柯旭贵，侯维芝.模具设计与制造[M].高等教育出版社，2014.

[2]隋聚艳.夹具的发展及趋势分析[M].现代商贸工业，2009.

[3]张荣清，柯旭贵，侯维芝.模具设计与制造[M].高等教育出版社，2014.

[4]刘召.浅析机械制造加工中定位基准[J].商情，2014（9）：180.

作者简介：第一作者丁摇撸（1996-），男，吉林通化人，研究方向：机械设计制造及其自动化专业。

通讯作者：孙晓雪（1988-），吉林吉林人，硕士，助教，研究方向：机械电子，单位：吉林农业科技学院机械与土木工程學院。