汽車空調(diào)管件柔性焊接夾具設(shè)計(jì)與制作

鄒道 袁攀亮 李景德 陳志鵬 李峰

摘 要：設(shè)計(jì)一種汽車空調(diào)管件柔性焊接夾具，包括滑軌裝置、支撐件、定位件、夾緊件組成。其特點(diǎn)：所設(shè)計(jì)夾具能用于任意空間彎曲管件定位、焊接。六個(gè)自由度可調(diào)、可快速拆裝、快速換模。

關(guān)鍵詞：柔性焊接夾具;快速換模;六自由度

1 概述

某汽車鋁熱交換器有限公司的焊接車間目前有兩條焊接生產(chǎn)線，采用的是兩名工人分工協(xié)作的方式進(jìn)行生產(chǎn)。其中一人對(duì)需要焊接的空調(diào)冷卻管及接頭用工裝夾具進(jìn)行定位夾緊，另一人則是通過焊接設(shè)備進(jìn)行焊接和在冷卻液中冷卻并放置物料區(qū)。

空調(diào)冷卻管不僅品種繁多、形狀各異，其定位夾緊精度要求也不盡相同。對(duì)于一些定位要求低的空調(diào)冷卻管，企業(yè)運(yùn)用定位塊、夾緊工具和標(biāo)準(zhǔn)件的比對(duì)設(shè)計(jì)出較粗糙的工裝夾具，而對(duì)于有著高定位精度要求的空調(diào)冷卻管，企業(yè)則需要設(shè)計(jì)出高精度專用定位夾具。由于品種多、批量小，市場出現(xiàn)一個(gè)新品種后，以前專用夾具由于是剛性專用夾具，柔性低，因此不能繼續(xù)使用，只能報(bào)廢，企業(yè)在工裝夾具上面造成了很大的浪費(fèi)。

2 柔性焊接夾具特點(diǎn)

該焊裝夾具最大特點(diǎn)是：柔性高，可快速拆裝并且其結(jié)構(gòu)六自由度可調(diào)。如圖1所示：滑軌6安裝在底板5上，滑軌可實(shí)現(xiàn)支撐定位點(diǎn)沿Y軸方向的滑動(dòng)與定位鎖死，圖2所示連接桿11可實(shí)現(xiàn)支撐定位點(diǎn)沿Z軸方向的移動(dòng)與定位鎖死，滑動(dòng)塊10在滑動(dòng)桿8上可實(shí)現(xiàn)支撐定位點(diǎn)沿X軸方向的移動(dòng)與定位鎖死，滑動(dòng)桿8與連接板7配合可實(shí)現(xiàn)支撐點(diǎn)位點(diǎn)繞Y軸旋轉(zhuǎn)，連接板7一方面可沿著連接桿11移動(dòng)并鎖死，另一方面可支撐滑動(dòng)桿8，使滑動(dòng)桿8旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)塊10可繞滑動(dòng)桿8沿X軸旋轉(zhuǎn)，為了進(jìn)一步增加定位靈活性限位塊9可沿Z軸旋轉(zhuǎn)。另外對(duì)于焊接腐蝕損耗最嚴(yán)重的定位塊9設(shè)計(jì)成可拆裝式，腐蝕后容易快速更換，另外當(dāng)焊接管件直徑發(fā)生較大變化時(shí)，只需更換不同大小的定位塊，便可實(shí)現(xiàn)夾具柔性換模。

3 柔性焊接夾具具體結(jié)構(gòu)及組成

整個(gè)空調(diào)管件柔性焊接夾具結(jié)構(gòu)，其定位元件主要是V型塊。通過對(duì)V型塊的位置調(diào)整實(shí)現(xiàn)對(duì)管子的定位。

V型塊下方有一個(gè)鎖緊螺釘可以控制V型塊在連接板上自由旋轉(zhuǎn)并鎖緊，V型塊與滑管（連接板固定在滑管上）固定，滑管下方也有一個(gè)螺釘控制滑管的自由轉(zhuǎn)動(dòng)，可以通過滑管在圓滑軌上的直線運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)V型塊的自由轉(zhuǎn)動(dòng)和伸縮。V型塊的高度可以自由調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)不同彎曲程度的管類零件的定位。

V型塊可快速拆裝，通過替換V型塊的規(guī)格來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同粗細(xì)管類零件的定位作用。

圓滑軌跟連接板配合，連接板上有一個(gè)弧形凹槽，通過在凹槽處配合來控制圓滑軌的傾斜角度，實(shí)現(xiàn)V型塊的空間旋轉(zhuǎn)自由度。連接板固定在另一圓形滑桿上。通過螺釘來控制連接板的上下移動(dòng)。以便滿足不同高度差規(guī)格的管類零件。

滑桿固定于滑塊，滑塊與導(dǎo)軌配合，通過在導(dǎo)軌方向上的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于零件更加精確的定位。

根據(jù)實(shí)際管件長度，來確定導(dǎo)軌上滑塊的數(shù)量，滿足不同長度空調(diào)管類零件的定位要求。

4 結(jié)論

設(shè)計(jì)的汽車空調(diào)管件柔性焊接夾具，包括滑軌裝置、支撐件、定位件、夾緊件組成。其特點(diǎn)：所設(shè)計(jì)夾具能用于任意空間彎曲管件定位、焊接。六個(gè)自由度可調(diào)、可快速拆裝、快速換模。

當(dāng)焊接管件型號(hào)、外型發(fā)生變化時(shí)，可快速調(diào)整夾具適應(yīng)生產(chǎn)。不需要重新設(shè)計(jì)夾具。在汽車空調(diào)管件焊接企業(yè)有較大的應(yīng)用前景，能大大減少夾具設(shè)計(jì)、制造成本。

公司每年設(shè)計(jì)專用夾具費(fèi)用一年費(fèi)用25萬左右，倉儲(chǔ)費(fèi)用一年5萬左右，累計(jì)30萬。我們?cè)O(shè)計(jì)的夾具一套3200元，該公司有12個(gè)焊接工位，預(yù)備兩套夾具及替換零件總計(jì)45000元。實(shí)際為公司一年節(jié)約25萬左右，成本減少效果顯著。

參考文獻(xiàn)：

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