浅谈碰焊夹具的特点和结构要求

2015-12-03胡江平

今日湖北 2015年17期

关键词：装夹夹具部件

■文/胡江平

浅谈碰焊夹具的特点和结构要求

■文/胡江平

摘要对碰焊夹具的特点、结构的要求进行详细分析，阐述了碰焊夹具设计要点。

关键词碰焊夹具特点结构要求

一、概述

工业种类不断增多的过程中，碰焊夹具种类也随之增多，可根据碰焊夹具动力类型、碰焊夹具不同用途、和碰焊夹具工作范围分为不同种类。从具体驱动方式角度来看，碰焊夹具主要分为无驱动焊接夹具和手动焊接夹具以及气动焊接夹具。无驱动焊接夹具主要分为仅具有定位块定位组件焊接夹具和定位销定位组件焊接夹具，无驱动焊接夹具仅需进行定位操作，之后在此基础上无需施加过多动力。手动焊接夹具其动力源头主要是人力推动，手动焊接夹具运行原理为四连杆机构运动自锁原理，而我们通常所说的气动焊接夹具动力源主要是压缩空气，此种夹具类型可有效提高机械设备自动化运转效率和加工质量，同时也可节约一定的流水生产时间，所以现在其应用范围正在不断扩大。

二、碰焊夹具的特点

（1）碰焊夹具的被焊件通常是由几个不同的零件装配而成的,各被焊零件是顺次被装夹在夹具上的,它们的定位和夹紧通常是单独地执行。

（2）在碰焊夹具中,由于焊接过程的热作用会使零件产生伸长或缩短,零件的少量自由移动有时是必要的。因此在焊接夹具中常出现零件的联合装配，即一些零件是刚性装置,而另一些零件沿刚性装置作松装夹。

（3）碰焊夹具在使用过程中不承受任何巨大的外力作用(除夹紧零件所产生的力和夹具的一部分或被焊件所产生的重力外),同时,由于焊接过程的热作用,焊接夹具的重要功能之一是减小被焊件由于温度而产生的变形。

（4）碰焊夹具应定期检验与维修。由于其在使用过程中所承受的载荷和由于热作用而引起的附加应力作用,夹具应具有足够的强度、刚度和精确度,在使用过程中应定期检修和校核,检查夹具是否妨碍工件的焊接,是否影响工件的定位与夹紧、以及夹紧是否可靠,不应因零件受热或外来的震动而使夹具松动从而失去夹紧能力等。

三、对碰焊夹具结构的要求

（1）碰焊夹具的零部件应具有足够的刚度和强度,若刚度或强度不足,夹具在使用过程中会产生较大的变形或损坏,从而影响被焊件的精度。

（2）被焊件装夹在焊接夹具上,应有利于方便地进行焊接,并尽可能在夹具上焊接全部的所需焊缝或焊点,被焊件的翻转次数要少,并且焊接后要能方便地取出被焊件。在夹具外继续焊接时,应不致于破坏各被焊零件间的相互位置。

（3）碰焊夹具应能够一次装配和焊接一定的被焊零件。

（4）碰焊夹具应能完全或局部地防止焊件的变形,能从焊接部位迅速地散热以减少翘曲。

（5）碰焊夹具应具有良好的结构工艺性,以便维修时可更换易磨损或损坏的零部件,并能恢复所需的精确度。

（6）根据碰焊夹具的预定使用期限及生产批量的大小,选择焊接夹具。大批量生产应尽量采用高效省力的焊接夹具,如气动夹具,而中小批量生产主要是保证焊件的位置要求,可使用简单的手动夹具等。

四、碰焊夹具的设计要点

碰焊夹具主要由基座机构、支撑机构、夹紧机构、定位机构和辅助机构以及相应控制系统六部分共同构成。需要注意的是，支撑机构部件归属基本元件范畴，同时也是焊接夹具系统结构中的重要组成部分，就元件表面粗糙度而言，我们应该对其进行严格把控和科学调整。碰焊夹具系统中相应夹紧机构整体运行中主要运行机构为气动夹紧机构，此处对手动夹具少有涉及。定位机构和夹紧机构，其部件主要包括定位块部件、移动销部件和固定销部件以及相应旋转销部件和夹头零位面等。焊接辅助机构主要分为焊接升降结构、焊接倾斜机构、焊接导向机构和焊接后工件运送机构等。而气路控制为控制系统中的主要系统之一，控制系统能够有效提高汽车焊接夹具自动化水平和智能化水平等。

夹具焊接功能化的实现在设计阶段应注意人机工程学，要方便工人焊接时的焊钳操作。焊钳打焊点时应不予夹具干涉并能够顺利使用焊钳焊接。对于夹具结构复杂焊接困难的焊点位置应在夹具设置导向机构方便工人使用焊钳焊接。

现在制造业中夹具的要求越来越高。因此，人们提出了柔性焊接夹具设计的概念，并且在该领域作了大量的研究。柔性焊接夹具系统能够快速地适应不同几何形状零件的装夹要求，对不断变化的零件装夹需求能做出快速响应，以满足加工要求。夹具组成元件少，拆装方便，一次装夹能够同时进行多个表面的加工。工件的形状和尺寸有一定变化后，夹具不仅能适应这种变化，并且还能继续使用，适应加工对象的变换。夹具结构简单，元件的拼装环节少，避免误差的累加，提高装夹精度。柔性夹具强度高和刚度大，为了降低准备时间，过程中可采用大切削用量。柔性焊接夹具通用性好，夹具元件可适应于多个夹具系统，满足柔性制造系统数控加工的需要。