谢建文
诺力智能装备股份有限公司 浙江省 湖州市 313000
摘要：在目前技术条件下，焊接夹具应用中最突出的问题就是船体结构上T形钢在固定马板焊接过程中造成大量人力、材料浪费。因此，在现有焊接夹具基础上，分析了可重构的焊接夹具设计研究。
关键词：焊接夹具；设计研究；重构夹具
在焊接结构生产中，装配和焊接是两道重要的生产工序，根据工艺通常以两种方式完成这两道工序，一种是先装配后焊接；一种是边装配边焊接。前者称做装配夹具；专门用来焊接焊件的夹具称做焊接夹具；把既用来装配又用来焊接的夹具称为装焊夹具，习惯上后两种都称为焊接夹具。
一、焊接夹具结构设计要点探究与分析
1.汽车焊接夹具分类要点分析。工业种类不断增多的过程中，焊接夹具种类也随之增多，可根据焊接夹具动力类型、焊接夹具不同用途、和焊接夹具工作范围以及相关汽车焊接夹具结构分为不同种类。从具体驱动方式角度来看，焊接夹具主要分为无驱动焊接夹具和手动焊接夹具以及气动焊接夹具，在汽车制造过程中手动夹具和气动夹具使用较为普遍。在上述各种类型夹具描述中，无驱动焊接夹具主要分为仅具有定位块定位组件焊接夹具和定位销定位组件焊接夹具，无驱动焊接夹具仅需进行定位操作，之后在此基础上无需施加过多动力。手动焊接夹具其动力源头主要是人力推动，手动焊接夹具运行原理为四连杆机构运动自锁原理，而我们通常所说的气动焊接夹具动力源主要是压缩空气，此种夹具类型可有效提高机械设备自动化运转效率和加工质量，同时也可节约一定的流水生产时间，所以现在其应用范围正在不断扩大。
2.焊接夹具基本结构及设计要点探究与分析。焊接夹具主要由基座机构、支撑机构、夹紧机构、定位机构和辅助机构以及相应控制系统六部分共同构成。需要注意的是，支撑机构部件归属基本元件范畴，同时也是汽车焊接夹具系统结构中的重要组成部分，就元件表面粗糙度而言，我们应该对其进行严格把控和科学调整。汽车焊接夹具系统中相应夹紧机构整体运行中主要运行机构为气动夹紧机构，此处对手动夹具少有涉及。定位机构夹紧机构以N-2-1定位夹和紧为主，一般而言，其部件主要包括定位块部件、移动销部件和固定销部件以及相应旋转销部件和夹头零位面等。焊接辅助机构主要分为焊接升降结构、焊接倾斜机构、焊接导向机构和焊接后工件运送机构等。而气路控制为控制系统中的主要系统之一，控制系统能够有效提高汽车焊接夹具自动化水平和智能化水平等。夹具焊接功能化的实现在设计阶段应注意人机工程学，要方便工人焊接时的焊钳操作。焊钳打焊点时应不予夹具干涉并能够顺利使用焊钳焊接。对于夹具结构复杂焊接困难的焊点位置应在夹具设置导向机构方便工人使用焊钳焊接。夹具的百线要符合工件在车身中的坐标方向。三坐标检测孔的坐标标识牌要准确清新并能够确保日后的检测需要。
二、可重构液压式焊接夹具
随着社会经济发展，人们对出行要求不断提高，所以推动了造船业快速发展，也使得造船业自动化程度不断提高。船舶制造精度和生产周期与船舶焊接夹具设计有着非常重要的联系。在设备加工中，船舶焊接有着非常重要的作用，与加工质量效率和成本有着非常重要的联系，但是现代化制造技术的瓶颈限制了家具设计效率和周期，所以要快速准备产品制造生产系统工具。该设计已经发生了根本性变化，在全球自动化背景下，通过大量调查造船焊接夹具生产现状，再结合不同焊接夹具经验以及不同船舶工业部位加工零件特点，本文提出了有利于船舶焊接夹具的标准化生产方法，可以通过改进和设计船舶焊接工具，来研发新的手动液压夹具，这样就可以极有效保证焊接精度，还可以节省资金。
新型手动液压焊接夹具包括框架和压力板、框架由水平框架、垂直框架和支撑杆，压力板由纵向压力板和侧向压力板组成；在垂直框架围绕中心连接板水平框架中间，千斤顶位于连接板下端中间、支撑杆下端以及底部卡盘支撑杆框架。本实用新型的下端是一个固定安装在中央连接板上部的千斤顶，水平夹具放置在千斤顶顶板上；两个垂直板通过左右压力板上的板布置。成形板和压板I形可以自动上下移动框架；在焊接操作中，两个夹具放置在工件的两侧进行焊接，使工件被吸盘吸入；液压千斤顶手动压在压板上，使接触板和钢板接触进入封闭状态。焊接后，取下千斤顶并将夹具移至下一个焊缝；将吸盘吸到被吸物体时，才能使夹具进行，可以加
液压千斤顶用手动降低来满足焊接要求，也可以使用t型材料来满足要求；底盘、螺钉、加板以及胶合板都属于底盘混凝土固定部分，所以在满足夹板间隙焊接要求时，可以通过手工焊接。在焊接满足焊接要求部件后，纵向连接板通过液压千斤顶固有性能得到改善，手动移动装置用于下一部分；几个不同的部件组装成焊缝，会按照顺序进行夹紧，而且非常方便操作。液压夹具有着很大的强度，它不会因为变形而受到损伤，可有效确保焊接精度，并提供预保护以提高焊接质量；它具有调整、定位、紧凑、准确和可靠的特点，要充分将重新配置的原理考虑到液压焊接夹具设计中。定位操作和加减操作都属于家具主要设计，也是因为焊接工件的存在，使得焊接工具结构比较新颖；要想实现焊接工作，必须更换定位结构和夹紧结构。液压系统的调整可以通过机构调整，也必须将工件形状特征考虑进去，焊接和装配特性、焊接特性或结构接头特性，使焊接夹具更加实用。但是，这个产品现在还处于研究阶段，它所有操作都属于理论范围之内，并没有进行特定计算其承载力，所以还要不断将其分布合理性和经济技术合理性进行分析。通过正确设计焊接夹具和应用新技术，焊接夹具易于操作和多样化。目前，各种造船业都有不同的焊接和装配工具，但这种结构简单易用，可以提高焊接效率和夹具输出。这种类型的夹具具有良好的市场预期。根据其他焊接夹具特性，改进了可重构手动液压焊接夹具，不仅保证了焊接质量，还提高了工作效率。可用于调整、定位以及冲压，操作简单，是一种经济有效的工具。
三、汽车焊接夹具设计的发展趋势探究
1.汽车产业的发展动向及车身构造的变化带来夹具设计的更新。随着人们对汽车文化的追求，舒适安全又不失个性迫使车身结构向着稳定化、结构合理化发展。车身结构的轻量化和合理化使得新的车身材料和新的车身结构出现，同时对焊接方法提出新的要求，从而对焊装夹具的设计和制造提出新的要求。汽车生产技术的创新，精益生产（LeanProduc．tion）、并行工程（Concurrent Engineer－ing）即时生产（Just in Time）等生产方式的出现，导致新型汽车夹具的出现。
2.焊接新技术的更新带来夹具设计的更新。焊接技术在车身工程中处于重要地位，随着汽车轻量化的要求．一些轻型材料的应用，如铝合金的焊接需要促进了焊接新技术的发展，这也给汽车焊装夹具的设计带来了新的课题。机器人技术的更新带来夹具设计的更新在车身工程中，车身装配机器人随着伺服技术发展，将周围机器的工作逐渐转移到机器人上。
由于对固定装置需求不断增加，中国汽车工业提出了焊接柔性固定装置的基本概念。通过对柔性夹具深入研究和测试，柔性夹具可以快速适应各种形状夹具。对于每个部件的每个部件，装载工作也具有快速的夹紧响应，从而提满足我国汽车工业夹紧要求。另外，使用柔性夹具可以有效地减少夹具部件数量，使得夹具在拆卸和组装期间更加方便、简单。
参考文献：
［1］杨浩.装焊技术及夹具设计［M］.北京：北京理工大学出版社，2018：158-251.
［2］林建.基于可重构的焊接夹具设计研究［M］.北京：机械工业出版社，2018：3-5.