鈑金焊接可調(diào)角度夾具的設(shè)計分析

黃克霞

摘要：結(jié)合焊接夾具為中心，積極對鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)研究，從基準(zhǔn)定位、焊接變形、焊縫質(zhì)量、焊接用磁性工裝設(shè)計等方面加以優(yōu)化，目的在于提高鈑金焊接可調(diào)角度夾具的設(shè)計質(zhì)量。

Abstract： With welding fixture as the center， the design of sheet metal welding adjustable Angle fixture is actively studied in detail， from the basis of positioning， welding deformation， welding quality， welding with magnetic tooling design and other aspects of optimization， in order to improve the design quality of sheet metal welding adjustable Angle fixture.

關(guān)鍵詞：鈑金焊接夾具;可調(diào)角度;焊接變形

Key words： sheet metal welding fixture;adjustable angle;the welding deformation

中圖分類號：TG431? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）24-0096-02

0? 引言

焊接夾具的合理性設(shè)計非常重要。焊接夾具在使用中幫助操作者及時固定焊接物，確保焊接操作妥當(dāng)，提高焊接工藝水平。鈑金焊接可調(diào)角度夾具為鈑金件人工焊接提供了更多方便，尤其是對鈑金件焊接要求標(biāo)準(zhǔn)提高背景下，鈑金件焊接操作人員壓力增加，可調(diào)角度的設(shè)計，進(jìn)一步提高了鈑金件焊接效率。與此同時是對傳統(tǒng)焊接夾具的升級與創(chuàng)新，尤其是定位基準(zhǔn)以及焊接變形等方面，在實際應(yīng)用中具有突出的經(jīng)濟(jì)性與質(zhì)量優(yōu)勢，對制造工藝來講更是取得重大的焊接突破。有效控制焊接成本，保證焊接產(chǎn)品生產(chǎn)效益基礎(chǔ)上，將焊接夾具的應(yīng)用性能優(yōu)化。

1? 鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計

鈑金可調(diào)角度夾具設(shè)計，必須在已有焊接夾具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善，具體設(shè)計要求如下：

1.1 基本設(shè)計

鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計中，首先要求焊接夾具的強(qiáng)度與剛度必須達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，同時對加緊可靠性進(jìn)行測試;其次要求焊接夾具操作簡潔，方便焊接處理與焊件裝卸;最后是工藝性設(shè)計，可調(diào)角度基礎(chǔ)上保證焊接處理完善[1]。

1.2 技術(shù)設(shè)計

鈑金焊接夾具設(shè)計中，首先是底板，在底板上及時增加固定塊，在臺階面與固定有限位板組合下，增加推拉式快速夾，數(shù)量為2個，并排安裝。及時調(diào)整設(shè)計方案，在底板上固定支架，隨后設(shè)計推桿，前沿位置安裝伸縮壓件，方向以軸線方向為準(zhǔn)。

1.2.1 準(zhǔn)備工作

焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計中，涉及到很多設(shè)計準(zhǔn)備資料。如夾具設(shè)計的具體任務(wù)單，可調(diào)角度下的工件圖樣以及要求的技術(shù)條件，夾具裝配具體工藝流程。不僅如此，還要保證資料符合國家標(biāo)準(zhǔn)，與工廠標(biāo)準(zhǔn)一致，結(jié)構(gòu)圖冊清晰。待準(zhǔn)備工作完成，為焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計提供參考依據(jù)[2]。

1.2.2 夾具設(shè)計步驟

①確定鈑金焊接可調(diào)角度夾具方案;②繪制夾具圖;③繪制裝配焊接夾具零件圖;④編寫裝配焊接夾具設(shè)計說明書，詳細(xì)到機(jī)具性能以及各方面注意事項。

1.2.3 鈑金焊接可調(diào)角度工裝夾具制造精度

鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計中，必須注意制造精度偏差。根據(jù)工裝夾具類型，如果夾具直接接觸工件，需提前對工件位置確定，尤其是接頭定位件與定位銷。如果夾具元件屬于導(dǎo)向件，不直接接觸定位工件，確定具體位置。如果類型為內(nèi)部結(jié)構(gòu)零件相互配合，注意尺寸公差[3]。在此基礎(chǔ)上還涉及到工件位置變化，夾具主體骨架類型，其他元件配合應(yīng)用等。

1.2.4 可調(diào)角度下工藝性設(shè)計要求

鈑金焊接夾具可調(diào)角度設(shè)計，要求夾具整體性必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，因為可調(diào)角度設(shè)計會涉及到部件結(jié)構(gòu)或者專用零件等位置調(diào)整，所以一定要提前將調(diào)整所需數(shù)據(jù)測量計算，做好裝配調(diào)試。可調(diào)角度基礎(chǔ)上夾具應(yīng)用靈活性提高，鈑金焊接夾具維護(hù)與修理要求提高。

2? 鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計操作

2.1 堅持做到定位基準(zhǔn)

2.1.1 提前確定工序

通過鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計圖紙，嚴(yán)格按照夾具設(shè)計的定位基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，涉及到單道工序操作與多道工序操作。單道工序操作，從焊件圖紙以及焊接夾具規(guī)定定位基準(zhǔn)方面進(jìn)行對比，必須做到完全一致。多道工序操作，則需要在不同工序中選定焊接夾具定位基準(zhǔn)，以此為中心進(jìn)行對比，及時發(fā)現(xiàn)多道工序處理中的不足，準(zhǔn)確計算定位偏差。

2.1.2 夾具定位

鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計中，提前對夾具進(jìn)行圓孔定位，檢查設(shè)計情況，隨后進(jìn)行夾具面定位[4]。但是如果設(shè)計條件特殊，圓孔與面定位均不能達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，需應(yīng)用邊定位。

2.1.3 控制約束度

根據(jù)鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計需要，必須對所有自由度嚴(yán)格約束。通過科學(xué)手段對約束嚴(yán)格控制，如果約束過度，會導(dǎo)致焊接夾具應(yīng)用受限，但是如果約束不飽和，同樣會影響到自由度準(zhǔn)確定，因此這方面需十分注意。

2.1.4 確定主基準(zhǔn)形態(tài)

焊接可調(diào)節(jié)角度夾具的定位基準(zhǔn)，按照設(shè)計圖紙，主基準(zhǔn)如果設(shè)計為圓孔，要求主定位基準(zhǔn)必須達(dá)到2個，并且以菱形銷為主，分布形式為對角。結(jié)合具體設(shè)計情況，定位面以及橢圓銷數(shù)量還需調(diào)整。若主基準(zhǔn)設(shè)計成面的形式，則可調(diào)整角度基礎(chǔ)上需主基準(zhǔn)定位從菱形銷調(diào)整為S定位塊，要求數(shù)量≥3個。所有焊接可調(diào)節(jié)角度夾具都必須以耐磨型材料為主。定位基準(zhǔn)合理設(shè)計與制作，所有制作環(huán)節(jié)都要保證高精度，及時對磨損情況加以檢查，延長定位基準(zhǔn)使用壽命的同時，保證定位基準(zhǔn)制作與設(shè)計一致性[5]。

2.2 有效抑制焊接變形

2.2.1 焊接變形原因

鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計中，變形問題必須時刻注意。焊接操作過程中溫度迅速升高，但是焊接完畢會立即冷卻，這期間受到焊件應(yīng)力以及焊接操作中的熱脹冷縮影響，導(dǎo)致焊接夾具會出現(xiàn)部分變形。

2.2.2 焊接變形處理

針對這種情況，需要從焊接夾具設(shè)計角度出發(fā)積極調(diào)整，對焊接變形等因素綜合研究，制定更科學(xué)的鈑金焊接可調(diào)角度夾具。人員操作以及原料應(yīng)用、焊接方法與焊接環(huán)境等都是焊接夾具出現(xiàn)變形的重要影響因素，特別是遇到長條形的焊接原料，變形問題會更加嚴(yán)重。鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計積極對這方面加以完善，在主定位基準(zhǔn)設(shè)計基礎(chǔ)上，對副定位基準(zhǔn)精度進(jìn)行考核，面對長條形焊件，提前將較易出現(xiàn)操作變形的位置進(jìn)行標(biāo)注，并且對焊接變形量進(jìn)行調(diào)整，保證所有操作均屬于可控范圍。焊接夾具變形處理，及時調(diào)整夾持裝置的位置，尤其是正負(fù)公差范圍，適當(dāng)調(diào)整后，添加銅片/鋁片，從而提高焊接夾具應(yīng)用效率，為可調(diào)角度設(shè)計創(chuàng)造有利條件。

2.3 鈑金焊接用磁性工裝設(shè)計

鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計中，磁性工裝設(shè)計一改傳統(tǒng)形態(tài)，將主體設(shè)計劃分為L型零件、矩形連接件與逆止件。在零件一端設(shè)置腰形孔，并且搭配矩形凸臺;另一邊底部位置還要在橫向基礎(chǔ)上增加凸臺，端部位置在環(huán)裝凸臺設(shè)計條件下，做到軸心與軸線的吻合。軸心位置設(shè)置圓孔。工程設(shè)計中環(huán)狀凸臺內(nèi)側(cè)右下部設(shè)有柱狀凸臺;所述矩形件一端設(shè)有環(huán)狀凸臺，上下邊橫向設(shè)有相同高度的條狀凸臺，所述矩形件環(huán)狀凸臺同軸心設(shè)有階梯型圓柱軸;所述逆止件一端設(shè)有圓孔。在環(huán)狀凸臺下方增設(shè)豁口，并且柱狀凸臺位置進(jìn)行方向螺紋孔設(shè)計，如此便可以有效避免螺栓、柱狀凸臺之間受到操作限制或是出現(xiàn)脫落情況。

L型零件作為可調(diào)角度夾具關(guān)鍵組成，設(shè)計中根據(jù)矩形件特點，連接環(huán)狀凸臺與階梯型圓柱軸之間的中心圓孔位置，保證軸肩軸向定位準(zhǔn)確。零件另一側(cè)，則以溝槽配套的方式，及時對階梯型圓柱軸進(jìn)行軸向定位，關(guān)鍵部件為彈性擋圈。矩形件磁性工裝，在環(huán)狀凸臺的內(nèi)側(cè)位置，增設(shè)斜三角齒，要求數(shù)量為180個，布置規(guī)格是順時針一周。環(huán)狀凸臺實際設(shè)計中，外徑位置不能超出內(nèi)側(cè)齒位置，否則會影響到可調(diào)角度準(zhǔn)確定。L型零件另一側(cè)設(shè)置中，因為腰型孔的設(shè)計已經(jīng)提前完成，所以還需要增加帶圓孔磁吸，條狀凸臺內(nèi)側(cè)位置同樣需要增加磁吸，并且位置靠近于圓孔。及時對零件進(jìn)行固定處理，所有磁吸安裝期間都不能超出零件邊界。鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計中，所有磁性工裝都要保證直角邊相交加工處理后成為斜邊。

3? 結(jié)束語

綜上所述，鈑金焊接可調(diào)角度夾具設(shè)計優(yōu)化，必須從智能化與綜合化角度方面創(chuàng)新，通過對L型零件設(shè)計，有效解決焊縫問題，控制焊縫質(zhì)量，抑制焊接夾具操作中出現(xiàn)變形，減輕焊接操作人員負(fù)擔(dān)，嚴(yán)格控制焊接夾具設(shè)計與制作成本，改善傳統(tǒng)焊接夾具中的不足，完善焊接處理工藝，為焊接操作調(diào)整提供便利條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬文彬.淺談汽車鈑金焊接夾具設(shè)計要素[J].商品與質(zhì)量，2019（18）：122.

[2]邸泉瑋，張學(xué)忱，張秋月，等.基于汽車車身柔性焊接夾具的夾緊機(jī)構(gòu)仿真分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（018）：91-92.

[3]葉錫富.汽車焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計探析[J].科學(xué)與信息化，2019（3）：87.

[4]王強(qiáng)，王永恒，陳建，等.快速柔性化車身焊接夾具平臺設(shè)計研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2020（1）：187-192.

[5]葉小燕.汽車鈑金焊接工裝夾具設(shè)計分析[J].大科技，2017（9）：229.