在焊接夹具设计中,定位方式的确定至关重要,它直接影响焊接精度与质量。定位方式需依据焊件形状、尺寸、结构特点以及焊接工艺要求来选择。常见定位方式有定位销定位、定位块定位、V 形块定位、平面定位等。 对于形状规则、有圆柱孔特征的焊件,定位销定位是常用方式。定位销插入焊件预制孔中,能精确限定焊件在平面内的两个移动自由度和一个转动自由度。如汽车发动机缸体焊接,缸体上的螺栓孔可作为定位基准,采用定位销与之配合,确保各缸筒及其他部件焊接时的相对位置精度。设计定位销时,要精确计算其直径、长度与公差。定位销直径公差一般控制在 H7 - H8,以保证与焊件定位孔的配合精度。长度要足够,使定位销在焊件定位孔中既能有效定位,又不会因过长影响操作或导致焊件变形。
当焊件有平面或台阶面作为定位基准时,定位块定位较为合适。定位块可采用淬火钢制造,以提高耐磨性和定位精度。定位块的形状和尺寸根据焊件定位面形状设计,安装在夹具基体上,为焊件提供稳定支撑和定位。在焊接机床床身等大型结构件时,利用床身底面和侧面作为定位基准,通过定位块定位,能保证各部分焊接时的位置精度,减少焊接变形。
V 形块定位适用于圆柱类焊件,V 形块的 V 形槽与圆柱面接触,可自动定心,限制圆柱焊件在平面内的两个移动自由度和一个转动自由度。例如在焊接自行车车架的钢管时,使用 V 形块定位,能方便地将钢管定位在准确位置进行焊接,保证车架各部分的尺寸精度和角度要求。V 形块的夹角通常设计为 90° 或 120°,V 形块的宽度和高度根据焊件圆柱直径和长度确定,以确保定位可靠。
平面定位用于焊件有较大平面作为定位基准的情况,如焊接平板类焊件。通过在夹具上设置高精度平面,焊件放置在该平面上,可限制其三个移动自由度和两个转动自由度。在焊接大型平板式工件,如建筑用钢板拼接时,采用平面定位,结合夹紧装置,能保证焊缝的直线度和平面度。平面定位的精度要求较高,夹具定位平面的平面度公差一般控制在 ±0.05mm 以内。
在确定定位方式时,还需综合考虑焊件的批量大小。对于大批量生产,应优先选择定位精度高、稳定性好的定位方式,如定位销定位;对于小批量或多品种生产,可考虑采用组合定位方式或通用性强的定位元件,如可调节的定位块或组合 V 形块,以提高夹具的通用性和经济性。
