三維組合焊接夾緊系統

組合夾具在機械切削行業已經有了成功的應用，但在焊接行業基本是一個空白。德國戴美樂公司(Demmeler)在自身承接客戶變化多樣的結構件加工的生產過程中，應用組合夾具的設計思想，發明了組合式三維焊接工作臺，并逐漸從滿足自我的使用到供應給各行各業的用戶。在短短10年左右的時間內，就已經在7000多家歐美著名的公司工廠中得到廣泛應用。這項技 術已經獲得了歐洲、美國和中國的專利。 

一、三維組合焊接夾緊系統 

這種三維組合夾緊系統，采用可任意組合的帶孔格板形式的臺面和各種功能模塊組成，孔徑有φ28mm和φ16mm兩個系列。臺面上可根據需要，配以各種功能模塊，形成各種定位和夾緊功能。除臺面外，模塊還有直角塊、立柱、定位塊、任意角度調整塊、V形塊、銷栓及各類快速夾具及輔助模塊。模塊上還配以φ28mm、φ16mm的孔或棒，可以在任意位置互相配合或以銷栓緊固。其設計構思巧妙，一件多用。 

1.臺面 

臺面采用帶孔格板形式。在高精度的臺面的上面和側面，每隔100mm均布φ28mm的圓孔(D28系列)，或每隔50mm均布φ16mm的圓孔(D16系列)，并以同樣的間隔劃有尺寸線，臺面邊緣有毫米刻度線。這些圓孔可用于拼接各種功能的定位模塊和夾具。臺面尺寸從500mm×1000mm到2000mm×4000mm，并且可以根據需要組合成任意大小的尺寸和條塊形狀(見圖1)。臺面的支撐腳有標準腳、伸縮腳、帶移動輪腳、固定腳和剪式升降腳等，以適應各種不同的需要。這一系列的精心設計，給使用者提供了極大的方便。

2.銷栓 

用于模塊之間緊固的銷栓已擁有發明專利。φ28mm或φ16mm的銷栓內裝有5個同心鋼珠(見圖2)。當松動銷栓螺紋時，鋼珠自動縮回銷栓內部，這時銷栓可方便地插入或抽出系統的圓孔。插入后再逐漸擰緊頭部，這時鋼珠逐漸突出，銷栓自動對中并夾緊模塊。最后用手工扳手擰緊，即可達到夾緊力50kN，剪切力250kN。同時根據使用場合的不同，還設計了各種長度，以及沉頭的銷栓。 

3.直角塊 

直角塊可用于止位、定直角、構建三維立體結構和延伸工作臺面等。大型的直角塊上還配有寬度為28mm或16mm的滑槽，可以前后、上下滑動，并在任意需要的位置用銷栓緊固定位。 

4.立柱 

各種長度的立柱有4個或5個工作面，工作面上配有φ28mm或φ16mm的系統孔。立柱可用于構建三維立體結構，或者與臺面配合，構成各種異形臺面。 

5.夾具 

夾具品種繁多，可適應以下三種場合： 

(1)懸臂夾具 按照夾具的插入方向與夾緊力方向，有180°、90°、45°三種。按照夾緊手柄的類型，有手工螺旋式、快速夾緊式、短六角螺釘式等。 

(2)補償懸臂夾具 由于夾具在臺面上是采用圓棒插入孔中的形式，棒孔間的間隙和夾具本身的微小柔性，使得夾具在夾緊過程中有帶動工件偏轉的傾向。為了防止這種偏轉，戴美樂公司發明了補償懸臂夾具的專利(見圖3)。這種夾具在懸臂中增加了彈性伸縮，化解掉夾緊時的側向分力，以補償夾具本身的變形和插入過程中的間隙，保證夾具的夾緊力與夾緊方向一致。

3.直角塊 

直角塊可用于止位、定直角、構建三維立體結構和延伸工作臺面等。大型的直角塊上還配有寬度為28mm或16mm的滑槽，可以前后、上下滑動，并在任意需要的位置用銷栓緊固定位。 

4.立柱 

各種長度的立柱有4個或5個工作面，工作面上配有φ28mm或φ16mm的系統孔。立柱可用于構建三維立體結構，或者與臺面配合，構成各種異形臺面。 

5.夾具 

夾具品種繁多，可適應以下三種場合： 

(1)懸臂夾具 按照夾具的插入方向與夾緊力方向，有180°、90°、45°三種。按照夾緊手柄的類型，有手工螺旋式、快速夾緊式、短六角螺釘式等。 

(2)補償懸臂夾具 由于夾具在臺面上是采用圓棒插入孔中的形式，棒孔間的間隙和夾具本身的微小柔性，使得夾具在夾緊過程中有帶動工件偏轉的傾向。為了防止這種偏轉，戴美樂公司發明了補償懸臂夾具的專利(見圖3)。這種夾具在懸臂中增加了彈性伸縮，化解掉夾緊時的側向分力，以補償夾具本身的變形和插入過程中的間隙，保證夾具的夾緊力與夾緊方向一致。

這一實例中比較重要的定位尺寸為左右臂兩端部及轉角部位軸孔的同心度。建議焊接前使 用輔助的芯棒對穿兩孔，然后將芯棒夾持于工作臺面上。完成焊接后松開并抽出芯棒。 

(2)應用實例二 圖5為某著名汽車廠在開發新車中使用戴美樂工裝。整個汽車的框架都用戴美樂工裝定位和夾緊。這樣做的目的，一是這種車型本身的批量不大，專用流水線焊裝不夠經濟；另一種是為大批量生產的焊裝生產尋找最佳的夾緊工藝。

(3)應用實例三 圖6所示為某管道中一節彎管(含法蘭)的焊接實例，由于使用了戴美樂柔性工裝，保證了法蘭的精確定位，避免了管道安裝時錯位的可能性。

三、結語 

當然，由于戴美樂三維組合工裝的靈活性，它的應用實例是大量的。對于較簡單的平面構件、立體框架、箱體等焊接時的定位，它可以非常方便地實現。即使是較復雜的構件，實際上也可以通過分步焊接來實現。這樣既實現了操作的方便性，又大大提高了工作臺的利用率。實踐證明，該三維組合焊接夾緊系統可以按照用戶的充分想象，在絕大部分的焊接過程中獲 得應用。