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作者：张 巍 叶国云

摘 要：设计电动叉车门架需要相互平行，并且焊接在两侧门架立柱上的滚轮轴也要保持同轴，焊接时需进行手动搭焊、重复装夹和校正工序，因而降低了门架制造精度和生产效率。针对电动叉车门架焊接过程中存在的问题， 以及电动叉车门架的结构工艺性，设计出电动叉车门架的通用组焊工装，解决了影响电动叉车门架升降性能的问题， 并通过优化工艺流程有效提升了生产效率。

Abstract: Mast of electric forklift shall be designed in parallel, and roller shafts welded to mast on both sides shall maintain coaxial. Welding is accompanied with manual lap welding, re-clamping and calibration, thus undermining the manufacturing precision and production efficiency of the mast. Universal assembly welding tooling for mast of electric forklift is designed based on the problems existing in mast welding and structural machinability of the mast to solve the problems affecting the lifting performance of the mast, and production efficiency is greatly improved through optimizing process flow.

关键词：电动叉车；门架；组焊工装

Keywords: electric forklift; mast; assembly welding tooling

电动叉车起升高度是通过改变门架的长度实现的， 因此，同款车型需要配置的门架种类很多。由于门架外形尺寸较大，如果对每组门架都设计专用组焊工装，投入费用较高，而且占地面积也大；但如果使用简易工装手工搭焊、校正、二次装夹，尺寸精度不易保证，生产效率也低。本文针对各款电动叉车起升高度不同的特点， 采用通用组焊工装满足不同电动叉车门架的设计尺寸要求，保证了整车的制造精度。

1 电动叉车门架的结构工艺性分析

电动叉车的门架结构如图 1 所示，一般由两侧立柱、上横梁、中横梁、下横梁和滚轮等零部件组焊而成。其中上横梁、中横梁、下横梁的作用是增加强度和安装固定零部件；立柱和滚轮在内、外门架装配后起导向滑动作用，因此，门架组焊后需要保证左右立柱的平行度以及两侧滚轮的同轴度。

2 组焊工装设计方案

2.1 工装设计基准

根据门架的结构工艺性以及具体应用情况，组焊工装需要保证：

1） 门架组焊后，宽度尺寸误差（在长度方向至少测量上、中、下三个点，所测量最大值与最小值之间的差值）在设计要求范围内；

2） 两侧滚轮轴同心度误差在设计要求范围内。

根据以上两点要求，选择左右立柱的侧面和底面以及滚轮轴安装外圆（滚轮安装在滚轮轴上）为定位基准， 如图 2 所示。立柱侧面及底面两个定位点应尽量靠近立柱的端部，从而减少定位误差，保证宽度尺寸的一致性。

2.2 工装结构设计

针对组焊工装在使用中要能准确、快速定位，同时保证门架有足够的组对和焊接空间要求，本套工装整体结构设计如图 3 所示，主要由旋转支承装置、支架、夹具体 1、夹具体 2、夹具体 3、旋转驱动装置等组成：

1） 夹具体为分体结构，分为夹具体 1、夹具体 2 和夹具体 3，分别用来定位夹紧门架上横梁、中横梁、下横梁及左右立柱。支承螺钉用来定位左右立柱；夹紧气缸用来固定立柱；定位装置用来定位和夹紧滚轮轴； 而上、中、下横梁部位如果是组焊件，可以用小工装预先焊接，然后再安装到夹具体上。

2） 支架两侧按固定尺寸依次均布加工定位销孔和固定螺孔，夹具体 1、夹具体 2、夹具体 3 的底板上也加工相配套的孔，从而可以使夹具体自由组合安装到支架上，实现不同规格门架的焊接，提高工装的通用性。支架为框架结构，夹具体的底板为镂空设计，可以增大焊接空间，减少焊接干涉现象。

3） 支架两端连接旋转驱动装置和旋转支承装置，可以自由翻转，减少了人工翻转，降低了劳动强度。

4） 本套工装全部采用气缸夹紧，装夹快速，提高了生产效率。

由于门架上用的滚轮都是复合型滚轮，如图 4 所示， 主滚轮的侧面安装有一个侧滚轮，如果侧滚轮安装方向不对，门架升降时侧滚轮会变为滑动摩擦，加剧滚道磨损。所以滚轮轴焊接定位时，既要外圆定位，也要方向定位，具体结构如图 5 所示。定位套内孔用来定位滚轮轴外圆，端部的横销卡入滚轮轴的半圆槽，用来定向； 导向套和定位套都采用削扁设计，在工装中只能轴向移动，不会转动，保证滚轮轴的焊接位置。由图 2 可知， 门架立柱的夹紧气缸设置在内侧，而滚轮轴定位装置的夹紧气缸设置在外侧，为防止影响立柱的夹紧，定位套端部设置限位板，限制气缸行程。

3 门架焊接工艺过程

合理安排焊接顺序是门架制造过程中的关键工序， 如果组焊的顺序不当，容易使工装与工件之间产生较大的内应力，引起结构变形，影响工件的制造精度。为此经过多次试验、测量，确定了焊接误差相对较小的工艺： 即先点焊再满焊，焊接顺序如图 6 所示。

4 使用效果

使用电动叉车门架通用组焊接工装后，改变了电动叉车门架的整个生产工序，取消了手工搭焊、校正和二次装夹工序，明显提高了生产效率和门架的焊接质量， 工人操作省时省力，而且工装通用性强，节约了工装制造成本。经过小批量试验后，其能够达到图纸设计尺寸及公差要求。工装使用后会出现磨损和变形，因此需要对工装制定检定周期，且每次检定合格后的首件使用必须经过严格的验证，以确保工装的尺寸精度。

5 结束语

随着电动叉车产量的不断提升，使用原有的手工搭焊、校正、二次装夹等机械加工方法已不能满足大批量生产的需求，只有使用有效的工艺装备才能保证产品质量的稳定性，提高生产效率。目前该通用组焊工装已应用于常规性电动叉车门架的焊接，节约了 1/3 生产场地， 一次性焊接合格率提高到98%，生产效率提高30% 以上。整车组装经用户使用后反映非常好。该类电动叉车目前已经批量生产，畅销海内外，2016 年产量达 160 多台， 销售金额达 2 200 万元以上，净利润达 310 万元，上缴税费在 150 万元以上，具有较好的经济效益。

参考文献

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