導管可調焊接夾具的設計

摘 要：導管類零件批量比較大，焊接技術條件要求高。每次導管焊接都需要設計一套或幾套焊接夾具來完成焊接，一次裝夾不能完成整個導管組件的焊接，這樣無法保證每個零件之間的位置要求，而且每批次零件之間的一致性較差。為了保證焊接零件的尺寸及其位置可靠性，經仔細研究導管類零件的結構特點，設計一種通用可調導管焊接夾具，該夾具適用于各種導管類零件的焊接加工。解決了一次裝夾多件焊接的問題，滿足現場導管焊接加工的需求。

關鍵詞：夾具；焊接；萬能可調

引言

焊接是一種熱加工技術，它是適應工業發展的需要，以現代工業為基礎發展起來的，并且直接服務于機械制造產業。

在導管焊接夾具設計中，有不少結構相似甚至完全相同的定位及壓緊裝置經常反復使用，它們彼此僅僅是空間趨勢、尺寸、規格有所變化而已，而且這種差異和不同是有規律可循的。為了節省零件的加工成本，避免不必要重復勞動，提高導管焊接夾具可重復利用率，尤其是對零件生產批量需求較大的單位來說，設計并制造一種通用可調導管焊接夾具是非常有必要的。

1 夾具結構介紹

通過研究設計了一種萬能導管焊接夾具，獲得滿意焊接尺寸及焊接位置要求。見圖1。

夾具采用如下結構方案：

該夾具共包括六部分，第一部分是夾具的基座主體部分：基礎安裝板轉接平臺，該平臺上均布40×40mm矩陣通槽，配合為12H7。用T型螺栓連接基礎板與其他相關機構，重復定位精度可達：0.01-0.02mm。裝夾零件并找正時間僅需3～5分鐘。

第二部分是夾具的萬向旋轉定位機構部分，由底座、銷架、立柱、插銷、定位銷等零件組成。插銷在銷架、立柱上繞座軸線升降及旋轉，可實現任何空間角度變化。插銷在支座上繞支座軸線轉動及升降。為滿足空間位置要求也可以把支座換成銷架及立柱結構，實現空間的角度變化。

第三部分是夾具的多功能內嵌旋轉機構部分，由螺栓、方柱、插銷、滑板、回轉板、平板等零件組成。插銷是通過改變平板、滑板、方柱、回轉板的相對位置來實現其位置的變化。滑板及銷座為適應產品不同要求，可代替平板及插銷。當插銷調整到需要的位置后，均用螺釘緊固位置。為了實現可調通用零件，要根據不同產品的要求補充一些專用定位銷，當更換產品時，僅需要重新設計及制造這類專用定位件即可。

第四部分是夾具的水平調整機構部分，由支座、襯套、插銷等零件組成。這部分機構是專門為水平導管的焊接夾具而設計的，水平焊接在焊接過程中還是比較常見的焊接方式。采用了只在水平平面內變換角度和高度的方式來完成水平導管的定位焊接。

第五部分是夾具的可調萬向支撐機構部分，由托架、托座、支架等零件組成。通過螺栓和壓板固定在基礎板平臺上。通過旋轉支架和旋轉托架來實現在任意空間角度變化支撐作用。靠緊導管的二分之一管子側面來達到定位管子的作用。

第六部分是夾具的快換旋轉頭部分，由銷座、滑板等零件組成。通過與第三部分多功能內嵌旋轉機構的上半部分調整互換，來達到所需要的角度空間變換。

2 技術創新點

在使用該夾具過程中，解決了零件在焊接過程中的空間任意角度互換、長度互換和管徑可調問題。通過調節插銷及滑板等零件的位置，達到要求的位置精度。焊接的同時也可以采用檢驗銷來準確測量焊接位置精度。如果左右端零件為空間任意雙斜面，那么采用兩套萬向旋轉定位機構和一套多功能內嵌旋轉機構組合來完成導管焊接。如果左右端零件均為水平面內的兩個零件，那么采用兩套水平調整機構和一套多功能內嵌旋轉機構組合來完成導管焊接。在管徑變化上采用了可換定位套的方式，實現變徑的要求。

可以推廣應用到機器人、航空航天、機床、汽車排氣管等行業的技術領域。這項技術對導管焊接加工來說是一次革新，具有可觀的經濟效益和良好的社會效益。

3 結束語

本裝置已經得到了廣泛的使用，很好的保證了零件焊接尺寸及外觀要求，截至目前未發現存在問題。避免原來每焊接一套管子組件就需要定制一套夾具的狀態。節約大量工裝夾具制造費用。

參考文獻

[1]薛源順.機床夾具設計[M].北京：機械工業出版社，2003：1.

[2]沈鴻.機械工程設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1982.