焊接工装夹具设计方案的确定
确定工装夹具方案时,夹具的合理性和经济性是主要考虑的因素。当焊件的焊接方法及工艺确定后,所选夹具结构,首先要能保证焊接工艺的实施。同时,焊件结构尺寸以及组成焊件坯料的制作工艺和制造精度,则是确定夹具定位方法、定位基准和夹紧机构方案的重要依据。除此之外,还应考虑经济上的因素,使夹具的制造、使用费用低而取得的经济效益大。由于上述各因素都不是孤立存在的,它们之间往往有联系又有制约,所以在确定夹具方案时要对上述各因素进行综合分析,只有通盘考虑,才能制定出好的设计方案。具体确定设计方案时,应联系以下几个方面进行考虑:
1)焊件的整体尺寸和制造精度以及组成焊件的各个坯件的形状、尺寸和精度。其中,形状和尺寸是确定夹具设计方案、夹紧机构类型和结构形式的主要依据,并且直接影响其几何尺寸的大小;制造精度是选择定位器结构形式和定位器配置方案以及确定定位器本身制造精度和安装精度的主要依据。
2)装焊工艺对夹具的要求。例如与装配工艺有关的定位基面、装配次序、夹紧方向对夹具结构提出的要求。再如,不同的焊接方法对夹具提出的要求,像埋弧焊,可能要求在夹具上设置焊剂垫;电渣焊要求夹具保证能在垂直位置上施焊;电阻焊要求夹具本身就是电极之一等。
3)装、焊作业可否在同一夹具上完成,或是需要单独设计装配夹具和焊接夹具。这往往与下述因素有关:
①在装焊夹具上,焊件的所有焊缝能否在有利的施焊位置上焊完。
②从装配夹具上取下由装配点定好位的部件时,是否会破坏各零件的相互位置。若部件刚性不好,则会发生整体变形,甚至定位焊点发生开裂,使已装配好的零件发生位置变化。
③装配时不需要使焊件翻转变位,而在焊接时,则需要使焊件翻转变位,这样,若采用装焊夹具方案,是否会使夹具结构复杂化。
④装配夹具,其定位器和夹紧机构较多,若用于焊接,是否影响焊接机头的焊接可达性;焊接夹具,为了防止焊件变形,具有较大的刚度和强度,但用于装配时,能否承受装配时的锤击力。
⑤装、焊作业若在同一夹具上完成,能否合理地组织装配工人、焊接工人相互协调作业。
⑥车间的作业面积和起重运输设备的负荷能力是否允许装配和焊接作业分别在各自的夹具上进行。
4)焊件的产量。例如,在大批量生产中,应选用专用、效率、省力的夹具结构,像各种有动力源的夹具和联动夹具就属此类。在中小批量生产中,夹具主要以保证装焊质量为主,效率的高低是较为次要的问题,因此应选用结构简单、适应性广的通用夹具,使夹具的结构方案与焊件的产量相匹配。