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三维柔性组合焊接工装夹具介绍(1)

2017-3-20 13:21:31      点击:

—三维柔性组合工装夹具的种类和分析

      在金属焊接结构制造中,焊接工件的组装(组对)是决定焊接质量的关键工序。焊接工艺装备对于焊接工件的最后成型、焊接质量、生产效率起到至关重要的作用。近年来,在重要焊接结构中,对焊接结构尺寸的容差、焊缝的内在质量和外观质量都提出了越来越高的要求。大量使用自动焊接、机器人焊接等高效焊接手段,也促使生产厂家尽可能选用先进的组装工艺和相应装备——三维柔性组合工装夹具,以提高焊接生产的质量和效率。

1、三维柔性组合焊接工装夹具的种类

       三维柔性组合敢接工装夹具一般分为专用工装和柔性工装两大类。专用工装适合在大批量、单一工件的使用,如汽车生产。这类工装是根据专一的工件结构进行设计制造。一旦工件结构和尺寸改变,需要另行设计和制造,生产和使用周期较长。柔性工装是指定位和装夹位置根据工件不同可以随意变化的工装系统,它具有以下特点:

      (1)柔性化——不同结构的工件,可以在一套三维柔性组合工装夹具中使用。工作基准面不仅可以在X、Y平面上延伸,也可以在Z垂直面上延伸。

      (2)模块化——积木型模块化的各种定位元件,分门别类,进行了标准化和系列化,互相匹配。选用这些标准模块,就可以实现各种快速定位和夹紧的功能。

      (3)重复精度高——定位尺寸由模块叠加组合,形成工艺制作所需要的尺寸链。

      (4)经济型——能够适合不同类型的工件使用,并且实现快速更换、重新组合。在不另行增加成本的基础上大大减少生产周期和重新设计制造工装的费用。

       模块化柔性焊接工装理念和产品是在二十一世纪初率先由上海韦戈技术工程有限公司从德国引入我国焊接行业,受到各行业用户的广泛欢迎,近年来发展很快。目前市场上可见的形式有:孔系柔性工装、槽系柔性工装、条板拼装型柔性工装。(如下图)

●孔系柔性工装系统

       这种工装系统可以单个工作基础面(工作台)为基准,也可以多个基础面(工作台)组合一起,整体刚性好,精度高,可以适合各种简单或者复杂、小型或者大型的工件,柔性化程度高,是目前比较常用的类型

槽系柔性工装系统

       槽系工装是从机床加工工夹具演化而来,能很好的使用在二维工件焊接加工上,如框架型工件。但在高度定位上有较大的局限,固定联接件使用通常的T型螺栓,受焊接飞溅和铁屑等影响,易损坏、定位精度低。目前使用较少。


条板拼装型工装系统 

       条板拼装型工装,是在框架上间隔拼装条形板,条形板上已加工了均匀分布的系列孔。这种类型的工装成本较低,适合小型、平面型工件的焊接加工。由于条形板拼装而成,刚性较差,精度低,也不便于组合成大型的或者三维的工件使用。


柔性焊接工装类型分析表

            

孔系柔性工装     

槽系柔性工装     

条板拼装型              

结构形式                  

五面整体加工,各工作面均布间距相等、精度一致的系列孔。               

条形板固定于型框架上,中间为T型槽。        

分布系列孔的条型板,固定于型钢框架上。           

基础面定位方法             

每个系列孔反面圆锥斜面为定位基准,采用专用的定位夹紧销栓将工作台和定位模块连接。

    

                    

以两条板之间的空隙和梯形块结合,类似于机床梯形槽夹紧形式。      

       




以孔为基准定位,定位随着相应孔、板的原始精度和形式波动较大。          

       

               

定位尺寸链            

通用定位块与基准台面组合,形成闭环尺寸链。 

尺寸链为25mm的倍数,配以垫片可以覆盖所有尺寸的精确定位。         

100或者200槽距为基础,完成精度不高的初级定位。                              

以条板孔为定位基础,用于小型工件的尺寸覆盖。  

整体定位精度              

IT7                        

IT10以下                   

IT10以下                    

基准组合性能               

操作容易,重复性好。

操作不易,重复性差。     

操作一般,重复性中。大型工件困难。             

定位件联接               

定位面不易损坏,定位销拆装方便,寿命长                

螺杆拆装麻烦,易损坏。   

锁紧销操作较方便。             

定位使用性能              

定位易且稳固。              

高度定位难且不稳。              

定位容易,但尺寸波动大。                     

夹紧方法和性能              

手动、气动、液压。           

手动。                            

手动、气动、液压。       

适合应用                      

覆盖所有焊接场合。        

平面框架类工件比较合适。                          

小型、薄板焊接件             


    综上分析,孔系三维柔性组合焊接工装系统,能适合焊接制造,性能好、使用亦广。我们在以后的介绍中提及的柔性焊接工装主要指此类工装系统,如有需要,再做其它类型的特别提示。