一種用于焊裝夾具的自動抽銷機構

■ 樊志家，王 賀

1.概述

自動抽銷機構（見圖1）廣泛應用于汽車焊接的焊裝夾具，有操作方便、定位精度高、維護方便等優點。自動抽銷機構工作時能往復伸縮，以方便工件裝卸，一般采用氣缸做動力，安裝時徑向擺動量應＜0.2mm；銷的工作段和導向段的表面硬度和粗糙度應分別在50HRC和1.6μm以上，銷的導向孔應配有自潤滑無油襯套，以減少銷的磨損和方便維護保養。

圖1 自動抽銷機構

2.機構組成

自動抽銷機構一般由動力部分、導向部分、工作部分組成，各部分可以根據定位要求及布置空間進行對于的修改，形式多樣。

（1）動力部分 自動抽銷機構大都是采用氣缸作動力，部分手工焊接夾具也采用推拉式夾鉗作動力，根據工件上定位銷孔的大小來選擇合適的氣缸，一般直徑10mm的銷孔，選擇40mm缸徑的氣缸，常用的氣缸品牌有FESTO和SMC，通過電磁換向閥控制氣缸的伸出及縮回。

（2）導向部分 為了保證定位銷的重復精度，定位銷的導向通常采用導向外套及導向襯套組合使用。導向外套需要保證整個抽銷機構導向部分的強度，防止導向部分在徑向力的作用下彎曲變形，保證導向精度；導向襯套的作用是確保定位銷軸在導向方向動作摩擦力很小，在氣缸的作用下快速響應，導向襯套一般選用品牌為MISUMI，MPBZ系列無油襯套，性價比較高。

（3）工作部分 抽銷機構的工作部分主要是定位銷軸，定位銷軸一般分為分體式定位銷和一體式定位銷，形式如圖2所示，可以根據需要進行選擇。若工件零件銷孔為矩形孔等異形孔，定位銷軸的工作段需根據零件銷孔的形狀進行特殊設計，滿足工件定位要求。一般的定位銷軸采用MISUMI品牌標準定位銷，特殊形式定位銷軸一般采用Cr12或同等材質合金鋼制作，材料需進行調質處理、表面淬火處理及發黑處理，以延長定位銷軸的使用壽命。

定位銷軸是通過氣缸連接附件與氣缸相連接，由于空間限制，過渡件通常由廠家自行設計制作，保證連接強度及放松的等要求。

（4）可選擇功能性機構 首先，為了保證抽銷機構的定位精度及穩定性，一般定位銷非圓形銷的情況下，定位銷軸需增加銷軸防轉機構（見圖3），在使用抽銷機構定位矩形孔及長腰孔時，要確定好防轉銷軸的方向及位置，以免無法安裝，起不到防轉作用。

其次，由于空間限制，有時抽銷機構端蓋的端面也承擔工件支撐面的作用，這種情況要求伸縮銷軸工作時，除工作段外不應超出端蓋支撐面，以免支撐面起不到作用。

圖2 分體式定位銷與一體式定位銷

圖3 定位銷軸防轉機構

3.抽銷機構工作流程及使用原則

首先，抽銷機構是依靠氣缸的伸縮與縮回工作的，在工件焊接的裝件與卸件過程中，抽銷機構的工作流程為：啟動按鈕→抽銷伸出→裝件過程→焊接過程→抽銷縮回→卸件過程。

在卸件時，抽銷機構的定位銷軸一定要處于縮回狀態，以免損壞焊好的工件，造成不必要的損失。

其次，定位銷孔軸線方向與焊后卸件方向夾角＞5°時，為了保證順利卸件，應采用自動抽銷機構；當工件零件的定位銷孔同時也是后續工序的定位基準時，優先選用抽銷機構，避免對定位孔造成損壞，妨礙產品焊接精度的一致性及穩定性；定位銷孔為異形孔且定位銷軸與銷孔接觸面較多，通常選擇抽銷機構，以免卸件時對孔及定位銷軸造成損傷。

4.結語

自動抽銷機構的應用，大大改善了固定銷軸卸件困難及易變形的情況，節省了操作工作的勞動強度；抽銷形式及銷軸形式的多樣性、靈活性更增加了自動抽銷機構的使用范圍，廣泛的使用在各個汽車焊裝夾具項目上，并得到了用戶的一致好評。此機構動作原理同樣適用于其他行業的此類問題的解決，對同行業及相關設計人員有很好的借鑒指導意義。