淺談碰焊夾具的特點和結構要求

摘 要 對碰焊夾具的特點、結構的要求進行詳細分析，闡述了碰焊夾具設計要點。

關鍵詞 碰焊 夾具 特點 結構 要求

一、概述

工業種類不斷增多的過程中，碰焊夾具種類也隨之增多，可根據碰焊夾具動力類型、碰焊夾具不同用途、和碰焊夾具工作范圍分為不同種類。從具體驅動方式角度來看，碰焊夾具主要分為無驅動焊接夾具和手動焊接夾具以及氣動焊接夾具。無驅動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，無驅動焊接夾具僅需進行定位操作，之后在此基礎上無需施加過多動力。手動焊接夾具其動力源頭主要是人力推動，手動焊接夾具運行原理為四連桿機構運動自鎖原理，而我們通常所說的氣動焊接夾具動力源主要是壓縮空氣，此種夾具類型可有效提高機械設備自動化運轉效率和加工質量，同時也可節約一定的流水生產時間，所以現在其應用范圍正在不斷擴大。

二、碰焊夾具的特點

（1）碰焊夾具的被焊件通常是由幾個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地執行。

（2）在碰焊夾具中，由于焊接過程的熱作用會使零件產生伸長或縮短，零件的少量自由移動有時是必要的。因此在焊接夾具中常出現零件的聯合裝配，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）碰焊夾具在使用過程中不承受任何巨大的外力作用（除夾緊零件所產生的力和夾具的一部分或被焊件所產生的重力外），同時，由于焊接過程的熱作用，焊接夾具的重要功能之一是減小被焊件由于溫度而產生的變形。

（4）碰焊夾具應定期檢驗與維修。由于其在使用過程中所承受的載荷和由于熱作用而引起的附加應力作用，夾具應具有足夠的強度、剛度和精確度，在使用過程中應定期檢修和校核，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，不應因零件受熱或外來的震動而使夾具松動從而失去夾緊能力等。

三、對碰焊夾具結構的要求

（1）碰焊夾具的零部件應具有足夠的剛度和強度，若剛度或強度不足，夾具在使用過程中會產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，應有利于方便地進行焊接，并盡可能在夾具上焊接全部的所需焊縫或焊點，被焊件的翻轉次數要少，并且焊接后要能方便地取出被焊件。在夾具外繼續焊接時，應不致于破壞各被焊零件間的相互位置。

（3）碰焊夾具應能夠一次裝配和焊接一定的被焊零件。

（4）碰焊夾具應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）碰焊夾具應具有良好的結構工藝性，以便維修時可更換易磨損或損壞的零部件，并能恢復所需的精確度。

（6）根據碰焊夾具的預定使用期限及生產批量的大小，選擇焊接夾具。大批量生產應盡量采用高效省力的焊接夾具，如氣動夾具，而中小批量生產主要是保證焊件的位置要求，可使用簡單的手動夾具等。

四、碰焊夾具的設計要點

碰焊夾具主要由基座機構、支撐機構、夾緊機構、定位機構和輔助機構以及相應控制系統六部分共同構成。需要注意的是，支撐機構部件歸屬基本元件范疇，同時也是焊接夾具系統結構中的重要組成部分，就元件表面粗糙度而言，我們應該對其進行嚴格把控和科學調整。碰焊夾具系統中相應夾緊機構整體運行中主要運行機構為氣動夾緊機構，此處對手動夾具少有涉及。定位機構和夾緊機構，其部件主要包括定位塊部件、移動銷部件和固定銷部件以及相應旋轉銷部件和夾頭零位面等。焊接輔助機構主要分為焊接升降結構、焊接傾斜機構、焊接導向機構和焊接后工件運送機構等。而氣路控制為控制系統中的主要系統之一，控制系統能夠有效提高汽車焊接夾具自動化水平和智能化水平等。

夾具焊接功能化的實現在設計階段應注意人機工程學，要方便工人焊接時的焊鉗操作。焊鉗打焊點時應不予夾具干涉并能夠順利使用焊鉗焊接。對于夾具結構復雜焊接困難的焊點位置應在夾具設置導向機構方便工人使用焊鉗焊接。

現在制造業中夾具的要求越來越高。因此，人們提出了柔性焊接夾具設計的概念，并且在該領域作了大量的研究。柔性焊接夾具系統能夠快速地適應不同幾何形狀零件的裝夾要求，對不斷變化的零件裝夾需求能做出快速響應，以滿足加工要求。夾具組成元件少，拆裝方便，一次裝夾能夠同時進行多個表面的加工。工件的形狀和尺寸有一定變化后，夾具不僅能適應這種變化，并且還能繼續使用，適應加工對象的變換。夾具結構簡單，元件的拼裝環節少，避免誤差的累加，提高裝夾精度。柔性夾具強度高和剛度大，為了降低準備時間，過程中可采用大切削用量。柔性焊接夾具通用性好，夾具元件可適應于多個夾具系統，滿足柔性制造系統數控加工的需要。

五、結束語

綜上所述，碰焊夾具的設計要求是結構簡單，操作輕松，實用性強。

基金項目：湖北工程職業學院科研項目（201417）

參考文獻：

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[4]孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導[M].北京：冶金工業出版社，2002.

（作者單位：湖北工程職業學院）