（唐山市曹妃甸供水有限责任公司，河北，唐山，063000）
【摘要】本文以提高管道管件、机件、组合零部件的焊接工作效率为主要目的，经过实践经验和摸索研究，设计开发了全位置夹具装置，该装置灵活度高，实用性强，适用范围广，可以节约工时，降低劳动强度，创造更多的经济效益和社会效益。
【关键词】全位置；设计；应用
1、前言
焊接夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在焊接生产过程中，焊接所需要的工时较少，而几乎全部加工工时的2/3以上的时间是用于备料、装配及其他辅助的工作，极大的影响着焊接的生产速度。因此在焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速焊接生产等方面起着非常重要的作用。360°全位置焊接夹具是在实际应用中不断总结摸索，根据不同的工件及现场实际情况，从定位、夹紧出发，消除了一般焊接夹具操作的局限性，开启了夹具人性化设计的新时代。
2、360°全位置焊接夹具的设计方案
2.1全位置夹具的设计要求
（1）、夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以夹具应具备足够的强度和刚度。
（2）、夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。
（3）、焊接操作的灵活性。使用夹具生产应保证操作人员操作灵动便利，有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定、高效的工作状态。
（4）、便于焊件的装卸。操作时应考虑焊接制品在定位或焊接后能顺利的从夹具中取出。
（5）、良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件，且低成本。
2.2360°全位置焊接夹具的造型设计及设计参数
全位置焊接夹具由底座和立柱、支架升降固紧螺丝、高度调节套管、板件夹持端、管件夹持端、工件固紧螺丝等组成。底座和立柱是整个结构的骨架，其余部分为主要组成构件。
全位置焊接夹具所有组成部分均可采用45号钢，底座的底盘直径420毫米，厚度18毫米，此尺寸经验算能够满足夹具整体稳定性和刚度要求，制作时可先用汽割割出毛坯料，然后精细车削圆柱面和上下底面至要求尺寸，立柱为无缝钢管，外径76.5毫米，壁厚4毫米，高度1200毫米，制作时可采用无齿锯下料，端部和外圆柱面车削至要求尺寸，并沿轴向在圆柱面等距上钻床制孔3个，孔径18毫米，孔距150毫米，底座上4块梯形加强肋板厚度为10毫米，上下底边分别为35毫米、170毫米，长腰短腰分别为90毫米、50毫米，可用毛料刨削至要求尺寸，长腰和底边夹角处要车削R15角度，以便让出立柱安装和底板焊缝空间。整体加工安装时，立柱和底板要求同轴，采用焊脚尺寸为8毫米的角焊缝，将4块加强钢肋板垂直均匀分布，把圆形底板均分为4个90度扇形面，加强钢肋板和底板采用双侧角焊缝，焊脚尺寸为8毫米。其中一个肋板需开孔用来连接电缆，开孔孔径10.5毫米，孔中心距底边30毫米，距短腰20毫米。
高度调节套管为外径89毫米、内径79毫米、高度800毫米的无缝钢管，通过车削端面和柱面制作成定位盘，即可车削直径240毫米、厚8毫米的圆盘，分割成4个等尺寸的扇形面精选2个备用，每个定位盘制作1个定位孔，3个限位孔，孔径12.5毫米，定位孔距两直边35毫米，三个限位孔距定位孔60毫米，分别成水平方向，垂直方向和倾斜45度方向，用于管件夹持端、板件夹持端限位，定位盘对称焊接于套管顶端两侧，直边与柱面双侧角接焊缝，支架升降固紧螺丝选用M16标准件（公称直径16毫米，螺距2毫米，粗螺纹），螺丝全长50毫米，螺纹长度30毫米，端头滚花处理，直径60毫米，厚度14毫米。
板件夹头铣出U形槽，夹头毛料为120*80*34，前置连杆沿柱面圆周制成U形卡槽，后置连杆与之套接并用螺丝限位，夹持端固紧螺丝选用M12标准件（公称直径12毫米，螺距1.75毫米，粗螺纹），螺丝全长50毫米，螺纹长度30毫米，手柄端柱面滚花处理，螺丝端头制成钝锥形，保证与卡槽或工件实现面接触。组装完成图如下图1：
3、全位置焊接夹具的优点
3.1灵活度高：板件夹持端和管件夹持端都具有两个方向旋转的自由度，可以任意改变焊件的空间位置，可通过调节焊件固紧螺丝，进行平、立、横、仰焊接和倾斜爬坡焊接，实现了一专多能。
32实用性强：可以调节焊件高度，通过控制高度调节套管,满足不同焊工身高和工件高度及空间需求，可采用站位或者蹲位自如操作。
3.3适用范围广：夹具能够夹持、固定各种厚度的板材，可以对不同壁厚的管材、板材，进行焊接操作。
4、全位置焊接夹具的主要应用
全位置夹具适用范围广泛，可用于企业如市政、工程相关行业维护维修、职业技术类院校的车间、个人等从事焊接的任何工作中，能够突出它的灵活便利性。例如，在供水企业管网管理部门在进行较小的管道漏点维修时，夹具重量轻，而且占地空间小，基本属于便携式工具，操作人员可以随时将其用普通皮卡车运至维修现场，装卸方便快捷，提高工作效率，也减轻劳动负担。
5、结束语
全位置夹具自2014年实验应用以来，通过跟踪观察在职业学校焊接车间和企业管道、管件维修焊接工作中的使用情况，效果均比较理想，该焊接夹具基本能够满足从事焊接工作人员的技能训练和日常加工生产的需要，受到了职校学生和企业焊工的一致好评，同时，夹具的“一专多能”，节省了操作时间，降低了操作难度和劳动强度，附加产生的隐形价值不可估量，创造了良好的经济效益和社会效益。