淺談碰焊夾具的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)要求

■文/胡江平

淺談碰焊夾具的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)要求

■文/胡江平

摘要對(duì)碰焊夾具的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行詳細(xì)分析，闡述了碰焊夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞碰焊夾具特點(diǎn)結(jié)構(gòu)要求

一、概述

工業(yè)種類不斷增多的過(guò)程中，碰焊夾具種類也隨之增多，可根據(jù)碰焊夾具動(dòng)力類型、碰焊夾具不同用途、和碰焊夾具工作范圍分為不同種類。從具體驅(qū)動(dòng)方式角度來(lái)看，碰焊夾具主要分為無(wú)驅(qū)動(dòng)焊接夾具和手動(dòng)焊接夾具以及氣動(dòng)焊接夾具。無(wú)驅(qū)動(dòng)焊接夾具主要分為僅具有定位塊定位組件焊接夾具和定位銷定位組件焊接夾具，無(wú)驅(qū)動(dòng)焊接夾具僅需進(jìn)行定位操作，之后在此基礎(chǔ)上無(wú)需施加過(guò)多動(dòng)力。手動(dòng)焊接夾具其動(dòng)力源頭主要是人力推動(dòng)，手動(dòng)焊接夾具運(yùn)行原理為四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)自鎖原理，而我們通常所說(shuō)的氣動(dòng)焊接夾具動(dòng)力源主要是壓縮空氣，此種夾具類型可有效提高機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)效率和加工質(zhì)量，同時(shí)也可節(jié)約一定的流水生產(chǎn)時(shí)間，所以現(xiàn)在其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大。

二、碰焊夾具的特點(diǎn)

（1）碰焊夾具的被焊件通常是由幾個(gè)不同的零件裝配而成的,各被焊零件是順次被裝夾在夾具上的,它們的定位和夾緊通常是單獨(dú)地執(zhí)行。

（2）在碰焊夾具中,由于焊接過(guò)程的熱作用會(huì)使零件產(chǎn)生伸長(zhǎng)或縮短,零件的少量自由移動(dòng)有時(shí)是必要的。因此在焊接夾具中常出現(xiàn)零件的聯(lián)合裝配，即一些零件是剛性裝置,而另一些零件沿剛性裝置作松裝夾。

（3）碰焊夾具在使用過(guò)程中不承受任何巨大的外力作用(除夾緊零件所產(chǎn)生的力和夾具的一部分或被焊件所產(chǎn)生的重力外),同時(shí),由于焊接過(guò)程的熱作用,焊接夾具的重要功能之一是減小被焊件由于溫度而產(chǎn)生的變形。

（4）碰焊夾具應(yīng)定期檢驗(yàn)與維修。由于其在使用過(guò)程中所承受的載荷和由于熱作用而引起的附加應(yīng)力作用,夾具應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和精確度,在使用過(guò)程中應(yīng)定期檢修和校核,檢查夾具是否妨礙工件的焊接,是否影響工件的定位與夾緊、以及夾緊是否可靠,不應(yīng)因零件受熱或外來(lái)的震動(dòng)而使夾具松動(dòng)從而失去夾緊能力等。

三、對(duì)碰焊夾具結(jié)構(gòu)的要求

（1）碰焊夾具的零部件應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度,若剛度或強(qiáng)度不足,夾具在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的變形或損壞,從而影響被焊件的精度。

（2）被焊件裝夾在焊接夾具上,應(yīng)有利于方便地進(jìn)行焊接,并盡可能在夾具上焊接全部的所需焊縫或焊點(diǎn),被焊件的翻轉(zhuǎn)次數(shù)要少,并且焊接后要能方便地取出被焊件。在夾具外繼續(xù)焊接時(shí),應(yīng)不致于破壞各被焊零件間的相互位置。

（3）碰焊夾具應(yīng)能夠一次裝配和焊接一定的被焊零件。

（4）碰焊夾具應(yīng)能完全或局部地防止焊件的變形,能從焊接部位迅速地散熱以減少翹曲。

（5）碰焊夾具應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性,以便維修時(shí)可更換易磨損或損壞的零部件,并能恢復(fù)所需的精確度。

（6）根據(jù)碰焊夾具的預(yù)定使用期限及生產(chǎn)批量的大小,選擇焊接夾具。大批量生產(chǎn)應(yīng)盡量采用高效省力的焊接夾具,如氣動(dòng)夾具,而中小批量生產(chǎn)主要是保證焊件的位置要求,可使用簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾具等。

四、碰焊夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

碰焊夾具主要由基座機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)以及相應(yīng)控制系統(tǒng)六部分共同構(gòu)成。需要注意的是，支撐機(jī)構(gòu)部件歸屬基本元件范疇，同時(shí)也是焊接夾具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，就元件表面粗糙度而言，我們應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格把控和科學(xué)調(diào)整。碰焊夾具系統(tǒng)中相應(yīng)夾緊機(jī)構(gòu)整體運(yùn)行中主要運(yùn)行機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，此處對(duì)手動(dòng)夾具少有涉及。定位機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)，其部件主要包括定位塊部件、移動(dòng)銷部件和固定銷部件以及相應(yīng)旋轉(zhuǎn)銷部件和夾頭零位面等。焊接輔助機(jī)構(gòu)主要分為焊接升降結(jié)構(gòu)、焊接傾斜機(jī)構(gòu)、焊接導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和焊接后工件運(yùn)送機(jī)構(gòu)等。而氣路控制為控制系統(tǒng)中的主要系統(tǒng)之一，控制系統(tǒng)能夠有效提高汽車焊接夾具自動(dòng)化水平和智能化水平等。

夾具焊接功能化的實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)注意人機(jī)工程學(xué)，要方便工人焊接時(shí)的焊鉗操作。焊鉗打焊點(diǎn)時(shí)應(yīng)不予夾具干涉并能夠順利使用焊鉗焊接。對(duì)于夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜焊接困難的焊點(diǎn)位置應(yīng)在夾具設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)方便工人使用焊鉗焊接。

現(xiàn)在制造業(yè)中夾具的要求越來(lái)越高。因此，人們提出了柔性焊接夾具設(shè)計(jì)的概念，并且在該領(lǐng)域作了大量的研究。柔性焊接夾具系統(tǒng)能夠快速地適應(yīng)不同幾何形狀零件的裝夾要求，對(duì)不斷變化的零件裝夾需求能做出快速響應(yīng)，以滿足加工要求。夾具組成元件少，拆裝方便，一次裝夾能夠同時(shí)進(jìn)行多個(gè)表面的加工。工件的形狀和尺寸有一定變化后，夾具不僅能適應(yīng)這種變化，并且還能繼續(xù)使用，適應(yīng)加工對(duì)象的變換。夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元件的拼裝環(huán)節(jié)少，避免誤差的累加，提高裝夾精度。柔性?shī)A具強(qiáng)度高和剛度大，為了降低準(zhǔn)備時(shí)間，過(guò)程中可采用大切削用量。柔性焊接夾具通用性好，夾具元件可適應(yīng)于多個(gè)夾具系統(tǒng)，滿足柔性制造系統(tǒng)數(shù)控加工的需要。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，碰焊夾具的設(shè)計(jì)要求是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作輕松，實(shí)用性強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳祝年.焊接簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2]王政.焊接工裝夾具及變位機(jī)械[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[3]陳煥明.焊接工裝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：航空工業(yè)出版社，2004.

[4]孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

（作者單位：湖北工程職業(yè)學(xué)院）

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