牛德青 李树敏

摘 要：针对汽车车身焊装夹具设计的工作原理，结合汽车焊装夹具设计经验，介绍了基于规则和遗传算法的焊装夹具参数的选取方法。

关键词：汽车焊装夹具；CAD；知识库

1 前言

汽车车身焊装夹具设计时，参数要满足一定的约束条件，本文从理论上给夹具设计者提供了参数的选取规律和方法，并运用遗传算法对夹具的主控参数进行优化，最后详细给出了参数的优化结果。

2 焊装夹具的工作原理

汽车焊装夹具中最常用的结构是一节旋转销结构，因此我们选用该结构类型的汽车焊装夹具来进行参数优化和分析。如图1所示，图中的虚线为汽车工件的PANEL文件，夹紧气缸中的活塞杆上下运动推动压板绕销轴转动，从而改变气缸作用力的大小和夹紧方向[1-2]。

3 焊装夹具的参数约束

3.1 汽车焊装夹具参数描述

气缸有多种类型，这里我们以φ63气缸为例。图2描述了压板打开和夹紧的两种状态，OP2Z对应气缸活塞的压板打开状态，气缸的外形尺寸决定了P2Z的长度，即。OP1Z对应气缸活塞的压板夹紧状态，压板绕销轴支点O做圆周运动，回转半径相同，所以得出OP1=OP2，其实际尺寸由压板的具体尺寸来决定。ZP1的值决定于气缸的伸出行程，假设气缸的行程为S，则有。

（1）图中K1，K2为夹具所夹持的冲压件PANEL部分，其长度定为K1K2=E。

（2）点O，K2之间的水平、竖直距离分别定为X，Y。

（3）压板绕销轴O旋转的左侧力臂为C，右侧力臂为B，OP1间的竖直距离为A。

（4）为压板的打开角度，角度的大小决定了气缸中活塞的移动距离，同时也影响了压板的打开状态。……