工装夹具在钣金制作中如何降本增效

文／程福求·安徽中兴聚力精密机电技术有限公司

虽然，钣金制作件在金属加工中的占比只有20%～30%，但是几乎所有制造业中都会涉及到钣金制作件。目前全球大力发展5G技术以及新能源产业，相应的钣金制作件的市场需求十分巨大，例如天线抱杆、安装支架、配套的机箱机柜等。

针对现在的钣金制作行业来看，多品种、小批量的产品已经成为了一种趋势，但这类产品的市场竞争是十分激烈的，在满足客户需求的同时，还需要保证产品的交期以及控制产品的质量，产品成熟之后还要想办法降低成本。那么怎么才能更好的去适应这个激烈的市场竞争呢？一般而言，有两个解决方案。

方案一：增加设备及人力物力，完善人力及配套设备，如图1 所示。

图1 方案一人多力量大

方案二：引进先进的自动化设备，以及配套相应的辅助设备，如图2 所示。

图2 方案二自动化设备应用

通过对比发现，方案一虽然可以及时交付，但其加工效率以及质量控制却难以把控，且人力成本相对较高；方案二虽然前期投入较大，但实际上在配备相应的工装夹具的情况下，可以极大的提升工作效率及产品质量，在可持续的发展情形下，能够快速的回收成本并盈利，最终成为一种钣金制作行业发展的新趋势。

工装夹具在自动焊接中的应用

针对机箱机柜产品来说，焊接需求是必不可少的，但其焊接的效率以及质量的把控却是不可控的，常见的焊接不良有漏焊、变形、错焊、焊疤干涉、开裂等，为了避免产生诸如此类不良，可以使用自动化设备加工装夹具来高质高效的批量生产。焊接质量要求如图3 所示。

图3 焊接质量要求

工装夹具的作用

⑴提高加工效率，降低生产成本。

焊接机械手搭配焊接工装夹具能实现对零件的快速夹紧定位，减少了人工进行的固定、定位测量等辅助时间，减少因为个人的技能水平不同造成的效率差异，以及减少了因操作不当造成的返修及报废风险。

⑵确保零部件的装配精度。

通常情况下对于需要焊接的零件，在没有工装夹具的情况下，需要做辅助定位，如刻线、打凸点等，这些方法虽能够起到定位作用，但是在装配精度要求高的情况下，还是会造成安装误差，常见的有安装孔位对不上、安装干涉等，但是利用工装夹具提前对安装位置的尺寸进行定位限制，则可消除安装误差。

⑶确保焊接质量。

在焊接过程中，受局部热变形及焊接应力的影响，各零部件会产生较大变形。而采用焊接工装夹具能够对零部件进行定位和固定，在夹具设计过程中通过计算事先预留出的收缩余量，从而对焊接应力、变形量及变形方向进行可靠控制，保证组件的焊接质量。

常见的焊接用工装夹具

⑴外形夹紧型工装夹具（图4）。

图4 外形夹紧型工装夹具

此类工装夹具精度一般，能起到外形定位的作用，在批量生产时可先做好外形定位，然后用快速夹装夹定位，搭配焊接机械手能极大提高效率，减少人工固定、定位零件的时间。

⑵专用组合型工装夹具（图5）。

图5 组合型工装夹具

这一类工装夹具应用于批量焊接零件，且零件的焊接精度要求较高。设计时可以通过气动装置多方位的内外固定零件，保证零件的外形尺寸以及相对孔位尺寸，然后通过焊接机械手焊接提高效率。通过表1 分析机械手和工装配合的加工方式降本增效成果显著。

表1 机械手和工装配合的加工方式对比表

工装夹具在钳工中的应用

钳工人工沉孔、攻丝一直以来都是效率很低的一个工序，自从引进自动沉孔攻丝机（图6）后，各产品使用对应工装夹具自动操作，沉孔、攻丝的效率都有提升，见表2。

图6 自动沉孔攻丝机

表2 沉孔、攻丝效率对比表

结束语

工装夹具带来的好处在钣金制作中是显而易见的，成熟的批量产品均需配备齐全的工装夹具和检具，工装夹具现已成为工艺资料中不可或缺的一部分。因为它不仅增加了加工效率、提高了产品质量，还为钣金制作行业的发展指明了方向。