插秧機方向盤框架總成焊夾具設計

林偉健

（廣西科技大學鹿山學院，廣西 柳州 545616）

某廠家的插秧機方向盤框架年生產綱領為5000臺，在廠里屬于小批量生產。根據產品生產情況，設計夾具一到二臺就可以滿足生產要求，考慮到產品的焊點多且集中且容易引起的焊接變形以及焊接的先后順序的工藝特點等因素，決定設計總成夾具解決以下問題：①準確、可靠的定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和劃線工作。②減小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性。③使工件處于最佳的施焊部位，焊縫的成型性良好，工藝缺陷明顯降低，焊接速度得以提高，如圖1所示。

圖1 插秧機方向盤框架

1 焊接夾具定位方案的確定

為了使設計基準與定位基準重合，在夾具設計時，采用設計基準為定位基準，以方向盤支管1（如圖2）的中心線所在的平面為設計基準

（1）方向盤左右支架采用組合定位即一面兩銷定位。方向盤左右支管1的方向盤支管1在裝配時，對方向盤左右支架上的孔1（如圖2）和孔2（如圖2）有位置要求，而左右下連接支架上的孔3（如圖2）是獨立的，但為了減少上道工序誤差的累積，在孔3也用了銷定位，但孔1和孔2屬于主定位，孔3屬于輔定位，不限制自由度。面:限制了X的移動、Y的轉動和Z的轉動；短圓柱銷1：限制了Y、Z的移動短圓柱銷2：限制了Y、Z的移動。由于Y、Z的移動重復限制，所以重新分析，以短圓柱銷1首先參與定位，那么短圓柱銷1限制了Y、Z的移動，而短圓柱銷2為第二參與，則短圓柱銷2限制了X的轉動。綜合結果：限制了X、Y、Z的移動和X、Y、Z的轉動且Z的移動為重復限制，已滿足六點定位原理。方向盤左右支管1為對稱結構，兩邊采用同樣的定位方法，定位元件用焊接的角鐵。

圖2 產品焊接工藝圖

（2）方向盤支管2也采用組合定位即一面兩銷定位。方向盤支管2上孔在裝配時是各腰形孔裝的，所以這個精度不高，有要求的就是高度，這個用面來定位，由支架的高度來保證工件要求的高度。由兩塊小支撐板構成一個面，用來保證方向盤支管的高度。面：限制了Z的移動，X、Y的轉動；稍1：限制了Y、X的移動；銷2：限制了Y的移動和Z的轉動（分析方法同上）；綜合結果：限制了 X、Y、Z的移動和 X、Y、Z的轉動且重復限制Y的移動；定位元件用焊接的角鐵。

3 焊接夾具夾緊方案的確定

（1）在焊接工中，工件的定位和夾緊是相互聯系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在焊接過程中，不會由于焊接應力、工件重力等的作用而發生位置變化或產生振動，以保證焊接精度和安全生產。

圖3 產品總成焊接夾具圖

（3）在這里焊接的工件中，工件的重力并不是很大，方向盤支管1由兩個銷支撐，方向盤支管2由兩個面支撐。夾緊力大小只需保證工件貼在面上即可，而焊接時總的焊縫長度不長，寬度也不大，焊點也不多，所以在焊接時產生的縱向拉力可以忽略。因此使用一般夾緊就可以了，這里使用快速鉗夾緊。

（4）由于受到尺寸方面的限制，在方向盤左右下連接板處采用偏心輪來夾。考慮到采用凸輪的制造成本和精度都較難，所以采用圓偏心輪，在一個圓上偏一定的距離作為軸以實現偏心機構。

4 結語

本設計按“六點定位”原理，采用“一面兩銷”和一個鋪助定位銷的定位方案，同時選用垂直快速夾鉗、偏心輪作手動夾緊的夾緊方案進行整體設計，與傳統的焊接式相比，既保證了定位的準確度和尺寸精度，又有利于夾具的調整、更換、維修

[1]李慶余，孟廣耀.機械制造裝備設計（第2版）[M].北京：機械工業出版社，2009.

[2]李亞江，王娟.焊接原理及應用[M].北京：化學工業出版社，2009.

[3]王政，劉萍.焊接工裝夾具及變位機械圖冊子[M].北京：.機械工業出版社，1992.

[4]王政.焊接工裝夾具及變位機械—性能.設計.選用[M].北京：.機械工業出版社，2006.