汽车车身焊接夹具的精度评估探究

1、焊接夹具具尺寸精精度评估估探究车身制造造精度是是汽车整车车质量中中非常关关键的质质量指标标，它直直接影响响到整车车的密封封性、舒适性性、美观性性等，目前前车身尺尺寸控制制精度已已经成为为汽车制制造业研研究的焦焦点丰田田汽车在进进行的“一毫米米工程(车车身的测测量点的的误差在在0.55mm)”，已经经做到车车身三坐坐标测量量，测量点点误差在在0.55mm内内的占车身测测量点比比例的778%左左右，测测量点误误差在1mmm内占车身测测量点比比例的997%以以上。国国内汽车车业追赶赶世界品品牌汽车车品质同同时越来来越关注注汽车车车身的制制造精度度了，而一个个车身零零件在33005000 个，这么多多

2、的冲压压件需要要在焊接接夹具上上进行装装配后焊焊接，焊焊接后的的车身尺尺寸偏差差无疑和和焊接夹夹具的精精度有重重要的作作用。在在进行车车身的新新产品开开发过程程，焊接接夹具在在投入使使用前需需要对其其进行精精度的评评估，本本文旨在在探究焊焊接夹具具的评估估方法，为提高高焊接夹夹具在车车身尺寸寸控制的的作用提提供有效效保证。汽车厂把把焊接夹夹具外委委给夹具具制造公公司时要要有制造造验收的的标准，各个汽汽车厂的的各自对对焊接夹夹具的结结构性，标准性性有各自自的要求求外，一一般都会会有焊接接夹具本本身的尺尺寸精度度的通用用要求，普遍的的焊接夹夹具的评评估是，汽车厂厂或焊接接夹具制制造公司司对焊接接夹

3、具进进行检测测评估，检测的的方法主主要三坐坐标测量量机（CCMM,Coorrdinnateed MMeassureemennt MMachhinee）和其其他辅助助设备检检测焊接接夹具，而后对对焊接夹夹具的精精度进行行评估，判断焊焊接夹具具是否合合格，是是否能够够满足使使用要求求，是否否能够满满足车身身的精度度的要求求。这种检检测评估估可分为为两种方方式。一一种是静静态检测测评估，另一种种是动态态检测评评估。一、焊接接夹具尺尺寸精度度的静态态评估方方法焊接夹具具尺寸精度度的静态态检测评评估方法法使用的的比较常常见，几几乎所有有的夹具具制造公公司或汽汽车车身身厂都采采用这种种方式，就是使使用CM

4、MM把焊焊接夹具具的定位位销，定定位支撑撑块的空空间位置置进行测测量，夹夹具图见见图1,焊接夹夹具尺寸寸精度的的测量报报告见图图2,测测量的标标准为下下表，表1列出出了夹具具关键机机构空间间尺寸的的相关标标准序号夹具结构构名称空间尺寸寸标准备注1定位支撑撑块0.11通常一个个坐标值值2定位销0.11通常两个个坐标值值图1图22图1为夹夹具结构构介绍图2为夹夹具的CCMM检检测报告告二、焊接接夹具尺尺寸精度度的动态态评估方方法焊接夹具具尺寸精精度静态态评估能能够对定定位零件件的主体体结构的的定位销销和连接接支撑块块进行有有效的空空间尺寸寸精度进进行测量量评估，但夹具具使用的的耐久性性和定位位的可

5、靠靠性缺乏乏有效的的评估了了。夹具具是制造造工装，通常需需要连续续生产使使用，而而且一个个车型通通常达到到15002550套夹夹具，不不可能向向检具一一样进行行有周期期性的使使用CMMM进行行周期性性的标定定；另焊焊接夹具具在进行行零件装装配时收收到零件件回弹和和尺寸公公差的影影响，对对焊接零零件有应应力，这这些应力力在装配配冲压零零件时才才能体现现，所以以焊接夹夹具尺寸寸精度静静态评估估不能完完全客观观的评估估出真实实结果。这就需需要引入入焊接夹夹具尺寸寸精度的的动态检检测评估估方法。焊接夹具具尺寸精精度的动动态检测测评估又又可分为为尺寸精精度耐久久性评估估和尺寸寸精度可可靠性评评估。1、尺

6、寸寸精度耐耐久性评评估耐久性评评估时主主要对焊焊接夹具具的制造造精度做做检测的的，我们们知道如如果销孔孔和销座座的加工工尺寸精精度满足足不了标标准，即即使定位位销牢牢牢的拧紧紧在连接接块上，定位销销在零件件反复冲冲击情况况下会发发生松动动，如果果定位销销在销座座上松动动，定位位销定位位零件的的精度将将发生尺尺寸的偏偏差，并并且出现现反复拧拧紧反复复松动的的情况。如果长长时间松松动会造造成销座座孔磨损损，夹具具无法继继续满足足使用要要求。在焊接夹夹具中，角座通通常右LL、H、U形两两种，如如图所示示，角座座在夹具具中起到到将夹具具基准面面和规制制板连接接到一起起的作用用，它们们之间相相互的位位置

7、也是是靠定位位圆柱销销来保证证的，角角座加工工中销孔孔的位置置精度为为0.001mmm。规制板板在焊接接夹具中中用来确确定定为为支撑块块的位置置，并将将角座和和连接块块连接在在一起，规制板板上并安安装夹爪爪和气缸缸，给夹夹紧力起起到一个个支撑点点的作用用。根据据工件的的形状和和加工需需要不同同，规制制板的形形状也不不同。但但与角座座和连接接块的相相互的位位置也是是靠定位位圆柱销销来保证证的，从从图4可可以看到到销孔的的相对加加工精度度为0.001mmm。定位位销座如如图6所所示，它它主要的的作用是是将定位位销固定定在夹具具中正确确的位置置，在图图6中可可以看到到定位销销座是通通过两个个定位圆圆

8、柱销和和一个连连接螺栓栓与连接接块装配配在一起起的，因因此定位位座与连连接块的的加工精精度一样样，也是是0.001mmm。以上上所有的的夹具结结构部分分的加工工精度达达不到，即使拧拧紧螺栓栓能够固固定结构构件，使使用频次次高了就就会造成成定位支支撑块和和定位销销发生松松动，造造成定位位冲压件件尺寸造造成偏差差，无法法满足使使用要求求。图3 图4 图图5 图66 另焊接夹夹具的定定位销和和定位支支撑块的的硬度一一般的要要求为HHRC440550，这这也是对对焊接夹夹具耐久久性要求求的，表2列出出了夹具具定位机机构的零零件制造造的相关关公差名称定位孔与与定位孔孔定位孔与与基准边边材质硬度要求求定位

9、支撑撑块0.0010.00145#HRC440550定位销座座0.0010.00145#连接块0.0010.00145#规制板0.0010.00145#角座0.0010.00145#基准面0.0010.00145#进行夹具具结构件件的加工工精度测测量的方方法很简简单，可可以对夹夹具的结结构件进进行拆卸卸后测量量。 焊焊接夹具具的使用用中的可可靠性是是进行焊焊接夹具具尺寸精精度评估估中最关关键项目目，这项项通常在在不进行行车身尺尺寸深入入研究时时均不做做此项的的评估。2、尺寸寸精度可可靠性评评估焊接夹具具静态尺尺寸精度度通常都都可以做做到完全全符合要要求，但但进行新新品车身身时为什什么要进进行夹

10、具具调试呢呢？除了了由于薄薄板冲压压件不能能做到完完全符合合要求，需要进进行适当当的夹具具调整，“中和”零件的的不合格格而满足足最终产产品的偏偏差量减减小。另另一个重重要因素素是焊接接夹具上上的定位位销在定定位零件件时通常常受到垂垂直定位位销方向向的应力力，这个个力主要要来源于于定位孔孔的偏差差造成，定位销销需要克克服定位位孔的偏偏差就受受到如图图7所示的的力F，定位销销在受到到力F情情况下会会发生空空间位置置的偏差差，这个个偏差会会使焊接接车身零零件尺寸寸发生尺尺寸偏差差。同样定位位支撑块块在进行行定位时时为了保保证焊接接零件定定位贴合合，通常常会有一一个夹紧紧力F，见图88。有时时为了克克

11、服零件件的回弹弹力，夹夹紧力FF会加大大，定位位支撑块块受力FF也会发发生空间间位置的的偏差，也会影影响焊接接车身零零件尺寸寸发生尺尺寸偏差差。定位位车身零零件两种种结构是是焊接夹夹具最重重要的尺尺寸，而而这种情情况的偏偏差在夹夹具精度度尺寸的的静态评评估中是是无法体体现出来来的，这这需要建建立模拟拟动态情情况。图7 图8图7和图图8的结结构发生生受力偏偏差的情情况一般般情比较小，但焊焊接夹具具为了满满足定位位要求，焊接空空间要求求，通常常会使用用比较复复杂的定定位机构构，如果果进行机机构选择择和加工工尺寸精精度不够够会出现现较大的的偏差，如定位非非垂直于于夹具基基面状态态的零件件时，使使用伸

12、缩缩定位机机构。如如采用直直线导轨轨机构、导杆气气缸机构构、运动动夹爪定定位销等等结构，如图99，该机机构在定定位时通通常受到到切线方方向的力力，会使使定位机机构偏移移F是给给定位销销一个切切向力，H是在在这个 力的作作用下使使定位机机构偏移移H。图9 测量评估估的标准准通常和和冲压件件的质量量状况定定义的有有所不同同，以下下表格为为参考值值表2列出出了测量量受力状状态结构构件偏差差参考值值结构名称称500NN10000N20000N定位销0.11mm0.115mmm-定位支撑撑块0.005mmm0.11mm-移动滑台台（最远远点）-0.11mm受力偏移移量的测测量方法法一般可可以制作作辅助工

13、工具的方方法，在在进行焊焊接夹具具精度尺尺寸的同同时进行行，一般般可以对对静态测测量后，安装辅辅助工具具，如在在定位销销的定位位板件的的位置使使用弹簧簧称拉动动，使定定位销受受到切线线方向的的标准力，再次次对定位位销空间间位置进进行检测测，就可可以了；移动滑滑台可以以在离直直线导轨轨最远距距离施加加作用力力，在滑滑台的反反向施加加拉力，再进行行二次测测量。 图100夹具的精精度可靠靠性的研研究通常常还有夹夹具的夹夹紧力的的标准要要求，夹夹紧力要要求主要要是为了了解决薄薄板冲压压件回弹弹对尺寸寸精度的的影响，一般的的夹具的的设计公公司一般般都有具具体的要要求，通通常的标标准是下下表表3列出出了焊接接夹具的的夹紧力力和板件件厚度的的参考值值板件的厚厚度（mmm）0.71.01.52.02.53.03.54.0夹紧力（N）200250300350400500500500非精确值值注：不同同的公司司要求的的数值会会不同夹紧力的的检测也也很简单单，采用用压力测测试仪对对夹爪头头夹紧位位置直接接测量就就可以了了。国内汽车车业要实实现车身