任智才

結(jié)合作者從事汽車制造方面的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)于白車身焊裝夾具調(diào)整時(shí)的步驟及調(diào)整過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)等進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

白車身作為整車內(nèi)外飾件安裝的載體對(duì)于整車配合質(zhì)量起到了舉足輕重的作用。隨著用戶對(duì)于車身配合質(zhì)量要求的不斷提升，于白車身尺寸精度的要求也越來(lái)越高。而作為從事汽車制造業(yè)的工程技術(shù)人員在解決提高白車身尺寸的之時(shí)，便不得不面對(duì)車身焊裝夾具調(diào)整問(wèn)題。本文結(jié)合作者從事汽車制造多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)談一下對(duì)于車身焊裝夾具調(diào)整方面的一些個(gè)人心得，和大家進(jìn)行下交流。

白車身焊裝夾具

焊裝夾具的作用。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，在白車身裝配焊接生產(chǎn)過(guò)程中采用了許多焊裝夾具，它的主要功用包括以下方面。

保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量：在裝配過(guò)程中使被裝配的零件或組合件進(jìn)入相互準(zhǔn)確的位置，達(dá)到焊接結(jié)構(gòu)的尺寸要求。

控制焊接變形：一個(gè)產(chǎn)品在自由狀態(tài)下進(jìn)行焊接，由于焊接時(shí)的熱作用，焊接后產(chǎn)品一般都會(huì)發(fā)生變形。當(dāng)裝配和焊接超出了產(chǎn)品圖設(shè)計(jì)尺寸和技術(shù)要求，將會(huì)影響到后面的總裝工序或產(chǎn)品的使用性能，造成產(chǎn)品報(bào)廢。而采用焊裝夾具來(lái)進(jìn)行裝配和焊接，可以精確地對(duì)裝配零件進(jìn)行定位和牢固地夾緊固定，不僅可以保證裝配零件的相對(duì)位置，而且在焊接過(guò)程中使零件的變形受到一定的限制，可以大大減少焊接變形。

提高勞動(dòng)生產(chǎn)率：在裝配定位焊時(shí)，如果不采用夾具，用手工來(lái)擺好工件的位置是十分困難的。通過(guò)使用焊接夾具能夠很好的提高工作效率。滿足目前汽車制造廠不斷提升的線速要求。

裝配焊接夾具結(jié)構(gòu)

由于汽車產(chǎn)品的型式與種類繁多，在焊接、裝配過(guò)程中使用的夾具種類和要求也不一樣，因而各種夾具在構(gòu)造上有著較大的差別。就是同一型號(hào)汽車產(chǎn)品，因生產(chǎn)批量和生產(chǎn)廠的具體生產(chǎn)條件不同，也有一定的差別。目前許多生產(chǎn)廠根據(jù)本廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)條件和實(shí)際需要來(lái)自行設(shè)計(jì)與制造焊接、裝配夾具，因此汽車焊裝夾具還沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)化，均屬于非標(biāo)設(shè)計(jì)與制造的工藝裝備。雖然如此，但在焊裝夾具的功用、要求以及基本結(jié)構(gòu)的組成部分上，均具有共性。即所有焊裝夾具都需要滿足限制工件自由度，保證焊接后產(chǎn)品尺寸，保證工件上下料順暢，保證后續(xù)的可維護(hù)性等基本要求。因此在焊裝夾具調(diào)整改進(jìn)方面也是有一定的通性的。

白車身尺寸的影響因素

白車身尺寸穩(wěn)定性的影響因素有很多。零件尺寸，焊接變形，工藝布置不合理，人員操作誤差，焊裝夾具定位偏差均會(huì)造成尺寸變差。使用魚骨圖表示如下：

白車身尺寸偏差來(lái)源（圖1）

本文中主要針對(duì)焊裝夾具造成的尺寸偏差改進(jìn)進(jìn)行闡述。焊裝夾具造成的尺寸偏差包括兩種，一種是穩(wěn)定的尺寸偏差即均值漂移、尺寸突變等，一種是尺寸波動(dòng)較大穩(wěn)定性差即6sigma過(guò)大。

焊裝夾具調(diào)整

焊裝夾具的調(diào)整對(duì)于從事車身制造的工程技術(shù)人員來(lái)講是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)較大的工作。因此需要格外謹(jǐn)慎，車間內(nèi)均需要有具體的流程以指導(dǎo)實(shí)際工作。且在調(diào)整前需要做好前期數(shù)據(jù)分析，焊裝夾具定位方式分析等工作；調(diào)整后要做好充分的驗(yàn)證工作。下面就這幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

焊裝夾具調(diào)整改進(jìn)尺寸流程如下

焊裝夾具調(diào)整流程（圖2）

確認(rèn)出現(xiàn)問(wèn)題的焊裝夾具及在調(diào)整時(shí)需要注意的一些細(xì)節(jié)是對(duì)于焊裝夾具是否能夠被正確調(diào)整改進(jìn)的重點(diǎn)。由于焊裝夾具定位，及車身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性焊裝夾具調(diào)整后的驗(yàn)證工作也是不可或缺的重要一環(huán)。

調(diào)整前的準(zhǔn)備工作：

確認(rèn)偏差來(lái)源是否是焊裝夾具定位偏差。首先要明確出現(xiàn)偏差的測(cè)點(diǎn)所在工件在焊裝夾具中的定位元素，確認(rèn)定位元素的尺寸狀態(tài)。并就偏差尺寸和工件的定位元素尺寸進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相關(guān)性分析。以確認(rèn)偏差的尺寸和焊裝夾具的定位PLP點(diǎn)之間是否具有較高的相關(guān)性。

舉例如下：

CMM測(cè)量數(shù)據(jù)顯示0203/0202測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差。數(shù)據(jù)狀態(tài)如圖所示：

白車身測(cè)點(diǎn)圖（圖3）

CMM測(cè)量白車身尺寸狀態(tài)（圖4）

對(duì)前艙區(qū)域前部數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析

前艙區(qū)域尺寸相關(guān)性分析（表1）

測(cè)點(diǎn)0203/0202所在工件的主定位孔為0123/0122。測(cè)點(diǎn)0205/0206為單獨(dú)零件焊接。通過(guò)對(duì)表1的數(shù)據(jù)相關(guān)性分析可以看出測(cè)點(diǎn)0203/0202和定位孔測(cè)點(diǎn)0123/0122具有較強(qiáng)的相關(guān)性；測(cè)點(diǎn)0205/0206和上述測(cè)點(diǎn)的相關(guān)性較弱。通過(guò)此分析可以得出偏差產(chǎn)生的原因?yàn)闇y(cè)點(diǎn)0203/0202所在工件的定位偏差，和前艙其他區(qū)域關(guān)系不大。在進(jìn)行改進(jìn)時(shí)便可以將重點(diǎn)放在此工件的焊裝夾具定位上面。

前艙區(qū)域焊裝夾具定位方式（圖5）

確認(rèn)偏差出現(xiàn)的工位。裝夾具在設(shè)計(jì)階段一般來(lái)講是遵照基準(zhǔn)統(tǒng)一原則來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。因此同一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)可能會(huì)在不同的焊裝夾具上面進(jìn)行使用。因此同一個(gè)點(diǎn)的尺寸偏差可能是其中一個(gè)或幾個(gè)工位的焊裝夾具定位偏差造成的，因此需要在焊裝夾具調(diào)整前確認(rèn)是哪一個(gè)工位造成的偏差。通常所運(yùn)用的方法是將各個(gè)工位分總成進(jìn)行CMM測(cè)量，即一個(gè)工位完成后便進(jìn)行CMM尺寸測(cè)量以便于確認(rèn)偏差出現(xiàn)的工位。當(dāng)然了對(duì)于比較簡(jiǎn)單的尺寸偏差工位鎖定，若工程技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)豐富，對(duì)于焊裝夾具的了解足夠的話也是可以通過(guò)自己的判斷來(lái)鎖定造成影響的工位。例如某車型前艙區(qū)域的定位方式分析：在前艙區(qū)域前縱梁的定位基準(zhǔn)便在不同的幾個(gè)工位上面進(jìn)行使用。如下圖所示縱梁上的定位孔在前艙焊接的工位均是作為主基準(zhǔn)定位的，若對(duì)此了解不清楚便會(huì)造成問(wèn)題分析解決過(guò)程中的偏差。

前艙區(qū)域焊裝夾具定位方式（圖6）

調(diào)整過(guò)程：在進(jìn)行調(diào)整時(shí)首先要確認(rèn)零部件和焊裝夾具之間的定位狀態(tài)。

焊裝夾具定位銷和工件定位孔之間的配合狀態(tài)。定位銷是否磨損，定位銷和工件定位孔是否配合存在不可接受間隙，工件定位孔是否存在沖壓毛刺等。

基準(zhǔn)面和工件的貼合狀態(tài)。車身焊接件大多是薄板件，且存在較為復(fù)雜的沖壓型面。因此焊裝夾具定位基準(zhǔn)和焊接件的鈑金貼合狀態(tài)尤為重要，主要包括以下方面：工裝定位基準(zhǔn)面是否存在磨損；工件在自由狀態(tài)下和焊裝夾具的定位基準(zhǔn)面是否貼合滿足要求；焊裝夾具定位基準(zhǔn)所在的支架強(qiáng)度是否滿足要求等。

焊接工裝夾緊工件的過(guò)程。焊裝夾具對(duì)于工件的夾緊狀態(tài)是保證工件是否能夠很好的被限制其自由度的重要一環(huán)。需要注意的包括以下幾個(gè)方面：夾具夾緊的順序是否合理；夾具加緊過(guò)程中工件是否存在變形；夾具夾緊后工件和定位基準(zhǔn)是否完全貼合。一般來(lái)講工件的夾緊順序應(yīng)該按照主基準(zhǔn)點(diǎn)-輔助基準(zhǔn)點(diǎn)的順序依次夾緊。

焊裝夾具調(diào)整

在以上各個(gè)方面均進(jìn)行確認(rèn)后便需要開始實(shí)施調(diào)整，調(diào)整過(guò)程需要按照先基準(zhǔn)面，后夾緊面的順序進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)需要注意緊固定位基準(zhǔn)及夾緊面螺栓時(shí)幾個(gè)緊固點(diǎn)均勻受力避免緊固點(diǎn)受力不均勻造成的調(diào)整偏差。

調(diào)整后狀態(tài)的確認(rèn)

可以通過(guò)調(diào)整前后在工件上劃線的方式確認(rèn)調(diào)整是否有效，對(duì)于較為復(fù)雜的調(diào)整也可以通過(guò)使用移動(dòng)式測(cè)量設(shè)備（ROMER、FRAO）進(jìn)行調(diào)整前后的測(cè)量對(duì)比來(lái)確認(rèn)調(diào)整是否有效。或通過(guò)CMM對(duì)于調(diào)整后的總成進(jìn)行測(cè)量來(lái)確認(rèn)調(diào)整效果。

焊裝夾具調(diào)整的常用方法

研磨由于焊裝夾具在設(shè)計(jì)使用過(guò)程中造成的偏差會(huì)出現(xiàn)定位基準(zhǔn)和工件貼合不良造成尺寸偏差的情況，此時(shí)便需要對(duì)定位基準(zhǔn)進(jìn)行研磨。通常使用涂料涂在基準(zhǔn)表面然后在合適的夾緊力的作用下使工件夾緊，然后逐步研磨干涉點(diǎn)直至定位基準(zhǔn)和工件貼合良好。

補(bǔ)焊有些整車廠使用的焊裝夾具采用no shim的理念，發(fā)現(xiàn)定位基準(zhǔn)面和工件不貼合的情況只能通過(guò)在定位基準(zhǔn)上面補(bǔ)焊來(lái)最終達(dá)到基準(zhǔn)和工件貼合良好的效果。

墊片調(diào)整對(duì)于有基準(zhǔn)調(diào)整墊片的結(jié)構(gòu)便可以通過(guò)增加、取消墊片的方式來(lái)進(jìn)行調(diào)整，相對(duì)來(lái)講這種調(diào)整較上兩種方法要易操作的多。

焊裝夾具的調(diào)整確認(rèn)工作是作為整車廠的工程技術(shù)人員必須掌握的一項(xiàng)技能。但由于車身焊裝夾具、車身工藝的復(fù)雜性，決定了若要準(zhǔn)確的確認(rèn)焊裝夾具偏差，并能夠正確的改進(jìn)需要工程技術(shù)人員具有較高的實(shí)際操作能力和豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。有時(shí)一個(gè)問(wèn)題的解決由于考慮不全面會(huì)造成其他問(wèn)題產(chǎn)生。因此對(duì)于焊裝夾具的調(diào)整需要格外的謹(jǐn)慎。并且對(duì)于焊裝夾具的日常管理也要更加的全面。通過(guò)日常的保養(yǎng)檢查避免焊裝夾具的頻繁調(diào)整應(yīng)該成為負(fù)責(zé)白車身制造的工程技術(shù)人員追求的方向。

（作者單位：上海通用東岳汽車有限公司）