一种箱体结构件焊接变位机夹具

牛双敏

(徐工铲运机械事业部，江苏 徐州 221004)

在工程机械结构件焊接领域，由于工件结构各异，工序焊接内容不同，往往由多个非标夹具配合完成，随着工件种类的增加，夹具投入越来越多，生产现场需预留较多的空间用于存放焊接夹具。

小批量多品种的快速切换生产模式需求，使得生产过程20%～30%时间用来更换工装夹具，夹具的使用成为了制约生产效率提升的瓶颈，失去了夹具的使用意义。提高夹具柔性、夹具功能多样化成为工艺创新的主要任务。以笔者公司薄板箱体类结构件为例，介绍了一种焊接变位机夹具方法，解决夹具使用的效率和成本问题。

1 夹具功能及主要技术参数

夹具用于箱体结构件的补焊工序，可实现不同型号箱体焊接体的定位和夹紧，工件在变位机上360°安全回转，满足不同部位焊缝的焊接作业需求。夹具外形尺寸1 200 mm×760 mm×310 mm，重量160 kg，最大装夹工件重量为350 kg；夹具可与变位机安装盘有效连接，随变位机进行回转，同时具备自动锁紧功能。

2 夹具结构组成及工作原理

2.1 夹具结构组成

该夹具由连接底座、装夹平台、固定定位和移动夹紧机构组成，如图1所示。

根据功能划分，夹具主要分为工件平台、Y方向定位、X方向夹紧、X方向定位、连接底座和Y方向夹紧等6部分。工件平台1根据箱体不同结构，预设计避让空间，以满足平台装夹的通用性；Y方向定位2采用固定式定位弯板，定位面采用格状网面，用于不含搭边结构油箱装夹；X方向定位4采用带锥形卡槽的固定定位模块，卡槽满足4～6 mm板厚钢板的固定夹紧，替代Z方向的工件压紧；移动夹紧端3、6，夹紧部位为带锥形卡槽的固定定位模块，满足水平和垂直方向的夹紧，模块可随着平台下部螺杆机构直线移动，满足不同外形尺寸的箱体夹紧，螺杆机构配置向心推力轴承和手轮，增加自动锁紧装置，避免夹紧后的螺杆反转；夹具连接底座5可与变位机安装盘连接，设置导向圆销，可实现与变位机的快速连接同时具备抗剪保护作用。

2.2 夹具工作原理

油箱在结构设计时在箱体底部留有4～5 mm焊接余边，板厚分布在4～6 mm，重量在300 kg以内，根据这一特性采用专用卡槽进行锁紧，实现工件在变位机上的位置改变，满足焊接工序需求。

如图2所示，箱体底部置于平台上面，无焊接搭边侧利用弯板定位、摩擦顶紧，带有焊接搭边部位利用专用卡槽卡死，实现水平和垂直方向装夹；摇动手轮使夹紧模块移向工件对焊接搭边进行锁死夹紧，图3为夹紧机构示意图。

特殊板厚或形状箱体可通过更换卡紧模块，调整定位基准来实现装夹，工件装夹后可在变位机上360°回转不脱落，满足多位置焊缝的补焊需求。

3 实际应用效果

该类通用夹具已批量应用在笔者公司油箱及其他薄板类箱体的生产中，产品切换时无需更换夹具，一种夹具可满足十多种油箱的固定，可与L型、头尾架型等多种变位机配合使用，工件装夹牢固，操作方便。

该通用夹具的投入使用，缩短了产品切换过程工装夹具拆装调整时间，避免了过多的工装夹具对生产现场的空间占用和成本投入，提高了生产效率，有效地解决了多品种、小批量生产模式中工装夹具使用问题。

4 结语

实际生产中焊接变位机与通用夹具的有机结合能够有效提高生产效率，解决过程瓶颈，方便生产组织管理。

夹具的通用性和柔性化设计是当今客户个性化产品需求环境下降低制造成本的有效途径。基于工件共有特性，为此，笔者认为，创新工件定位夹紧方法是工艺创新的重要方向和方法。