一種箱體結構件焊接變位機夾具

牛雙敏

(徐工鏟運機械事業部，江蘇 徐州 221004)

在工程機械結構件焊接領域，由于工件結構各異，工序焊接內容不同，往往由多個非標夾具配合完成，隨著工件種類的增加，夾具投入越來越多，生產現場需預留較多的空間用于存放焊接夾具。

小批量多品種的快速切換生產模式需求，使得生產過程20%～30%時間用來更換工裝夾具，夾具的使用成為了制約生產效率提升的瓶頸，失去了夾具的使用意義。提高夾具柔性、夾具功能多樣化成為工藝創新的主要任務。以筆者公司薄板箱體類結構件為例，介紹了一種焊接變位機夾具方法，解決夾具使用的效率和成本問題。

1 夾具功能及主要技術參數

夾具用于箱體結構件的補焊工序，可實現不同型號箱體焊接體的定位和夾緊，工件在變位機上360°安全回轉，滿足不同部位焊縫的焊接作業需求。夾具外形尺寸1 200 mm×760 mm×310 mm，重量160 kg，最大裝夾工件重量為350 kg；夾具可與變位機安裝盤有效連接，隨變位機進行回轉，同時具備自動鎖緊功能。

2 夾具結構組成及工作原理

2.1 夾具結構組成

該夾具由連接底座、裝夾平臺、固定定位和移動夾緊機構組成，如圖1所示。

根據功能劃分，夾具主要分為工件平臺、Y方向定位、X方向夾緊、X方向定位、連接底座和Y方向夾緊等6部分。工件平臺1根據箱體不同結構，預設計避讓空間，以滿足平臺裝夾的通用性；Y方向定位2采用固定式定位彎板，定位面采用格狀網面，用于不含搭邊結構油箱裝夾；X方向定位4采用帶錐形卡槽的固定定位模塊，卡槽滿足4～6 mm板厚鋼板的固定夾緊，替代Z方向的工件壓緊；移動夾緊端3、6，夾緊部位為帶錐形卡槽的固定定位模塊，滿足水平和垂直方向的夾緊，模塊可隨著平臺下部螺桿機構直線移動，滿足不同外形尺寸的箱體夾緊，螺桿機構配置向心推力軸承和手輪，增加自動鎖緊裝置，避免夾緊后的螺桿反轉；夾具連接底座5可與變位機安裝盤連接，設置導向圓銷，可實現與變位機的快速連接同時具備抗剪保護作用。

2.2 夾具工作原理

油箱在結構設計時在箱體底部留有4～5 mm焊接余邊，板厚分布在4～6 mm，重量在300 kg以內，根據這一特性采用專用卡槽進行鎖緊，實現工件在變位機上的位置改變，滿足焊接工序需求。

如圖2所示，箱體底部置于平臺上面，無焊接搭邊側利用彎板定位、摩擦頂緊，帶有焊接搭邊部位利用專用卡槽卡死，實現水平和垂直方向裝夾；搖動手輪使夾緊模塊移向工件對焊接搭邊進行鎖死夾緊，圖3為夾緊機構示意圖。

特殊板厚或形狀箱體可通過更換卡緊模塊，調整定位基準來實現裝夾，工件裝夾后可在變位機上360°回轉不脫落，滿足多位置焊縫的補焊需求。

3 實際應用效果

該類通用夾具已批量應用在筆者公司油箱及其他薄板類箱體的生產中，產品切換時無需更換夾具，一種夾具可滿足十多種油箱的固定，可與L型、頭尾架型等多種變位機配合使用，工件裝夾牢固，操作方便。

該通用夾具的投入使用，縮短了產品切換過程工裝夾具拆裝調整時間，避免了過多的工裝夾具對生產現場的空間占用和成本投入，提高了生產效率，有效地解決了多品種、小批量生產模式中工裝夾具使用問題。

4 結語

實際生產中焊接變位機與通用夾具的有機結合能夠有效提高生產效率，解決過程瓶頸，方便生產組織管理。

夾具的通用性和柔性化設計是當今客戶個性化產品需求環境下降低制造成本的有效途徑。基于工件共有特性，為此，筆者認為，創新工件定位夾緊方法是工藝創新的重要方向和方法。