機械裝備制造業中焊接工裝夾具的運用
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摘要：科學運用焊接工裝夾具，可以保證機械裝備制造的工藝質量。本文首先介紹了針對焊接工藝的工裝夾具系統，分析了其特點、種類、現狀與優勢，然后焊接組合夾具在機械裝備制造業的應用，以及計算機輔助技術在焊接夾具設計中的應用。
0引言
現代社會焊接技術不斷革新，焊接工藝在機械裝備制造領域里也得到了極為廣泛的運用。要保證零部件的焊接工藝品質，就必須要科學、合理地利用焊接工裝夾具。焊接工裝夾具在技術、生產等多個層面都具有突出的優勢，屬于制造業內不可或缺的重要構成部分，對工藝質量、消耗成本、生產率等，都有著較大影響。
1針對焊接工藝的工裝夾具系統
1.1焊接工裝夾具的特點
焊接工裝夾具和以往的切削型工裝夾具有所不同，其特征大致可分為以下幾點：第一，原始的切削型工裝夾具主要針對的目標是單一的零部件，而焊接工裝夾具的針對目標則是幾個零部件構成的裝置物。第二，操作焊接工裝夾具所需的精度更低。第三，在實際焊接時，零部件與夾具承受的力度更低。
1.2焊接工裝夾具的分類
一般來講，焊接工裝夾具有著一定柔性。夾具大體可分成兩類，一類是專用夾具，一類是通用夾具。專用夾具在目前的制造業內運用十分廣泛，尤其是一部分具有較高復雜性和精密度的零部件，還有一些機械裝備的大批量生產。由于專用夾具設計的目的就是為了生產某些獨特的零部件，因此，必須在制作夾具時綜合考慮到多方面的因素，例如定位精度、穩固性、便于零部件裝卸，等等，從而提升零部件生產效率。當前許多新型生產系統，比如汽車裝配系統等，都是由極為精密的工裝夾具制作定位系統。
1.3焊接工裝夾具的使用現狀與優勢
近年來，柔性中小批量生產形式開始得到人們的認可與重視，因此工裝夾具也必須要具有足夠的柔性。此外，最近生產加工技術不斷改良，設施也在更新，模塊化組合工裝夾具技術也開始改善，這些因素都推動了組合夾具的發展。模塊化組合夾具利用標準化部件使得自身具有了很好的柔性，這也有利于降低產品制作時間與耗費的成本。總的說來，這一演變具有組裝迅速、靈活多變、收益可觀、省時省力、節能降耗等多種優點。如果按照元部件的連接模式與裝配方法進行劃分，則模塊化組合工裝夾具大體包含了槽系、孔系與槽孔結合這三類系統。對焊接領域而言，孔系夾具擁有較高的精度、強度，且裝配起來更加便捷迅速，因此體現出明顯的優勢。和以往的組合夾具比起來，該夾具有如下特征：首先，部件不必加工螺孔，只需用五個鋼球鎖緊螺栓，就可以立即把部件定位牢固。其次，制作出的元部件構造輕巧，還能擁有多方面組裝及調整的功能，給零件的裝卸帶來了極大方便。
2焊接組合夾具的應用
2.1機械裝備制造業中焊接組合夾具的應用
對于許多著名的機械裝備制造企業而言，先進的焊接技術與工藝已經發展得較為成熟。機械裝備中，許多大型零部件若要單獨制作，會造成極大困難，因此大多采取幾個零部件焊接的方式。只要能運用好焊接組合夾具，這類焊接起來的零部件也會具有良好的性能。大部分機械裝備生產僅僅屬于中小規模的生產，不適用用在高強度的生產系統中。這時候焊接組合夾具的優勢便充分展現了出來。比如，全球聞名的機械裝備公司——卡特彼勒公司，大量運用了Bluco的組合焊接夾具系統，以便完成大型零部件的生產制造。在該公司內，許多大型零部件的焊接生產工藝包含了以下兩大部分：第一是手工點焊法，即SpotWelding或TackWelding。第二是焊接機器人的自動焊接。這類配置主要結合了中小規模生產形式的特征，具有一定的科學性與實用性。運用好模塊化組合焊接夾具的相關配置，可以達到效率、質量、成本相互平衡的局面，確保焊接工作能夠高質高效完成。
2.2計算機輔助技術在焊接夾具設計中的應用
運用計算機的三維CAD系統，可以更快速地進行組合夾具的設計與安裝，還能使設計方案更加優化，模擬出仿真機械工具的加工流程，從而設計出更精確、更科學的夾具系統。美國伍斯特理工學院的教授曾和卡特彼勒公司相互聯合，展開了計算機輔助焊接夾具設計的有關研究工作，制造出了極為有效的計算機輔助夾具設計系統。這一系統的主要功能包含了如下幾點：第一，能夠結合焊接工藝方案詳細解析裝夾定位技術。第二，能夠進行組合夾具部件的挑選與裝配，實施自動化裝夾定位。第三，可以協助設計師檢查設計方案的具體內容，提高方案的可靠性。第四，可以對設計方案實行一體化模擬解析。第五，能夠保持裝夾設計的相關數據信息。第六，可以實現用戶制定的功能輸入，例如BOM生成、裝夾方案模擬、動態過程輸出等。
3結束語
當前我國制造業技術水平仍在不斷提高的過程中，焊接工裝夾具能對機械制造業起到不可忽視的作用。相關技術人員必須要掌握焊接組合夾具的實際應用方法，利用先進技術改良并發展焊接工裝夾具，進一步推動我國機械裝備制造行業的迅速發展。
參考文獻：
[1]余建軍,任治軍,王輝.先進焊接工裝夾具及其在機械裝備制造業中的應用[J].機床與液壓,2011(12):115-121.
[2]孫國楠.焊接工裝夾具在機械裝備制造業中的發展與應用[J].科技與企業,2014(16):376.
作者：朱杰輝 單位：江鈴汽車股份有限公司模具廠
