导管可调焊接夹具的设计

摘 要：导管类零件批量比较大，焊接技术条件要求高。每次导管焊接都需要设计一套或几套焊接夹具来完成焊接，一次装夹不能完成整个导管组件的焊接，这样无法保证每个零件之间的位置要求，而且每批次零件之间的一致性较差。为了保证焊接零件的尺寸及其位置可靠性，经仔细研究导管类零件的结构特点，设计一种通用可调导管焊接夹具，该夹具适用于各种导管类零件的焊接加工。解决了一次装夹多件焊接的问题，满足现场导管焊接加工的需求。

关键词：夹具；焊接；万能可调

引言

焊接是一种热加工技术，它是适应工业发展的需要，以现代工业为基础发展起来的，并且直接服务于机械制造产业。

在导管焊接夹具设计中，有不少结构相似甚至完全相同的定位及压紧装置经常反复使用，它们彼此仅仅是空间趋势、尺寸、规格有所变化而已，而且这种差异和不同是有规律可循的。为了节省零件的加工成本，避免不必要重复劳动，提高导管焊接夹具可重复利用率，尤其是对零件生产批量需求较大的单位来说，设计并制造一种通用可调导管焊接夹具是非常有必要的。

1 夹具结构介绍

通过研究设计了一种万能导管焊接夹具，获得满意焊接尺寸及焊接位置要求。见图1。

夹具采用如下结构方案：

该夹具共包括六部分，第一部分是夹具的基座主体部分：基础安装板转接平台，该平台上均布40×40mm矩阵通槽，配合为12H7。用T型螺栓连接基础板与其他相关机构，重复定位精度可达：0.01-0.02mm。装夹零件并找正时间仅需3～5分钟。

第二部分是夹具的万向旋转定位机构部分，由底座、销架、立柱、插销、定位销等零件组成。插销在销架、立柱上绕座轴线升降及旋转，可实现任何空间角度变化。插销在支座上绕支座轴线转动及升降。为满足空间位置要求也可以把支座换成销架及立柱结构，实现空间的角度变化。

第三部分是夹具的多功能内嵌旋转机构部分，由螺栓、方柱、插销、滑板、回转板、平板等零件组成。插销是通过改变平板、滑板、方柱、回转板的相对位置来实现其位置的变化。滑板及销座为适应产品不同要求，可代替平板及插销。当插销调整到需要的位置后，均用螺钉紧固位置。为了实现可调通用零件，要根据不同产品的要求补充一些专用定位销，当更换产品时，仅需要重新设计及制造这类专用定位件即可。

第四部分是夹具的水平调整机构部分，由支座、衬套、插销等零件组成。这部分机构是专门为水平导管的焊接夹具而设计的，水平焊接在焊接过程中还是比较常见的焊接方式。采用了只在水平平面内变换角度和高度的方式来完成水平导管的定位焊接。

第五部分是夹具的可调万向支撑机构部分，由托架、托座、支架等零件组成。通过螺栓和压板固定在基础板平台上。通过旋转支架和旋转托架来实现在任意空间角度变化支撑作用。靠紧导管的二分之一管子侧面来达到定位管子的作用。

第六部分是夹具的快换旋转头部分，由销座、滑板等零件组成。通过与第三部分多功能内嵌旋转机构的上半部分调整互换，来达到所需要的角度空间变换。

2 技术创新点

在使用该夹具过程中，解决了零件在焊接过程中的空间任意角度互换、长度互换和管径可调问题。通过调节插销及滑板等零件的位置，达到要求的位置精度。焊接的同时也可以采用检验销来准确测量焊接位置精度。如果左右端零件为空间任意双斜面，那么采用两套万向旋转定位机构和一套多功能内嵌旋转机构组合来完成导管焊接。如果左右端零件均为水平面内的两个零件，那么采用两套水平调整机构和一套多功能内嵌旋转机构组合来完成导管焊接。在管径变化上采用了可换定位套的方式，实现变径的要求。

可以推广应用到机器人、航空航天、机床、汽车排气管等行业的技术领域。这项技术对导管焊接加工来说是一次革新，具有可观的经济效益和良好的社会效益。

3 结束语

本装置已经得到了广泛的使用，很好的保证了零件焊接尺寸及外观要求，截至目前未发现存在问题。避免原来每焊接一套管子组件就需要定制一套夹具的状态。节约大量工装夹具制造费用。

参考文献

[1]薛源顺.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，2003：1.

[2]沈鸿.机械工程设计手册[M].北京：机械工业出版社，1982.