機(jī)械裝備制造業(yè)中焊接工裝夾具的運(yùn)用分析

朱杰輝（江鈴汽車股份有限公司模具廠，南昌　330001）

機(jī)械裝備制造業(yè)中焊接工裝夾具的運(yùn)用分析

朱杰輝
（江鈴汽車股份有限公司模具廠，南昌330001）

科學(xué)運(yùn)用焊接工裝夾具，可以保證機(jī)械裝備制造的工藝質(zhì)量。本文首先介紹了針對(duì)焊接工藝的工裝夾具系統(tǒng)，分析了其特點(diǎn)、種類、現(xiàn)狀與優(yōu)勢(shì)，然后焊接組合夾具在機(jī)械裝備制造業(yè)的應(yīng)用，以及計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在焊接夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

機(jī)械裝備；制造業(yè)；焊接；工裝夾具；運(yùn)用

0　引言

現(xiàn)代社會(huì)焊接技術(shù)不斷革新，焊接工藝在機(jī)械裝備制造領(lǐng)域里也得到了極為廣泛的運(yùn)用。要保證零部件的焊接工藝品質(zhì)，就必須要科學(xué)、合理地利用焊接工裝夾具。焊接工裝夾具在技術(shù)、生產(chǎn)等多個(gè)層面都具有突出的優(yōu)勢(shì)，屬于制造業(yè)內(nèi)不可或缺的重要構(gòu)成部分，對(duì)工藝質(zhì)量、消耗成本、生產(chǎn)率等，都有著較大影響。

1　針對(duì)焊接工藝的工裝夾具系統(tǒng)

1.1焊接工裝夾具的特點(diǎn)

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(diǎn)：第一，原始的切削型工裝夾具主要針對(duì)的目標(biāo)是單一的零部件，而焊接工裝夾具的針對(duì)目標(biāo)則是幾個(gè)零部件構(gòu)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(shí)際焊接時(shí)，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(lái)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(yè)內(nèi)運(yùn)用十分廣泛，尤其是一部分具有較高復(fù)雜性和精密度的零部件，還有一些機(jī)械裝備的大批量生產(chǎn)。由于專用夾具設(shè)計(jì)的目的就是為了生產(chǎn)某些獨(dú)特的零部件，因此，必須在制作夾具時(shí)綜合考慮到多方面的因素，例如定位精度、穩(wěn)固性、便于零部件裝卸，等等，從而提升零部件生產(chǎn)效率。當(dāng)前許多新型生產(chǎn)系統(tǒng)，比如汽車裝配系統(tǒng)等，都是由極為精密的工裝夾具制作定位系統(tǒng)。

1.3焊接工裝夾具的使用現(xiàn)狀與優(yōu)勢(shì)

近年來(lái)，柔性中小批量生產(chǎn)形式開始得到人們的認(rèn)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(chǎn)加工技術(shù)不斷改良，設(shè)施也在更新，模塊化組合工裝夾具技術(shù)也開始改善，這些因素都推動(dòng)了組合夾具的發(fā)展。模塊化組合夾具利用標(biāo)準(zhǔn)化部件使得自身具有了很好的柔性，這也有利于降低產(chǎn)品制作時(shí)間與耗費(fèi)的成本?？偟恼f(shuō)來(lái)，這一演變具有組裝迅速、靈活多變、收益可觀、省時(shí)省力、節(jié)能降耗等多種優(yōu)點(diǎn)。

如果按照元部件的連接模式與裝配方法進(jìn)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(jié)合這三類系統(tǒng)。對(duì)焊接領(lǐng)域而言，孔系夾具擁有較高的精度、強(qiáng)度，且裝配起來(lái)更加便捷迅速，因此體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。和以往的組合夾具比起來(lái)，該夾具有如下特征：首先，部件不必加工螺孔，只需用五個(gè)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(gòu)造輕巧，還能擁有多方面組裝及調(diào)整的功能，給零件的裝卸帶來(lái)了極大方便。

2　焊接組合夾具的應(yīng)用

2.1機(jī)械裝備制造業(yè)中焊接組合夾具的應(yīng)用

對(duì)于許多著名的機(jī)械裝備制造企業(yè)而言，先進(jìn)的焊接技術(shù)與工藝已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。機(jī)械裝備中，許多大型零部件若要單獨(dú)制作，會(huì)造成極大困難，因此大多采取幾個(gè)零部件焊接的方式。只要能運(yùn)用好焊接組合夾具，這類焊接起來(lái)的零部件也會(huì)具有良好的性能。大部分機(jī)械裝備生產(chǎn)僅僅屬于中小規(guī)模的生產(chǎn)，不適用用在高強(qiáng)度的生產(chǎn)系統(tǒng)中。這時(shí)候焊接組合夾具的優(yōu)勢(shì)便充分展現(xiàn)了出來(lái)。比如，全球聞名的機(jī)械裝備公司——卡特彼勒公司，大量運(yùn)用了Bluco的組合焊接夾具系統(tǒng)，以便完成大型零部件的生產(chǎn)制造。在該公司內(nèi)，許多大型零部件的焊接生產(chǎn)工藝包含了以下兩大部分：第一是手工點(diǎn)焊法，即Spot Welding或Tack Welding。第二是焊接機(jī)器人的自動(dòng)焊接。這類配置主要結(jié)合了中小規(guī)模生產(chǎn)形式的特征，具有一定的科學(xué)性與實(shí)用性。運(yùn)用好模塊化組合焊接夾具的相關(guān)配置，可以達(dá)到效率、質(zhì)量、成本相互平衡的局面，確保焊接工作能夠高質(zhì)高效完成。

2.2計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在焊接夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

運(yùn)用計(jì)算機(jī)的三維CAD系統(tǒng)，可以更快速地進(jìn)行組合夾具的設(shè)計(jì)與安裝，還能使設(shè)計(jì)方案更加優(yōu)化，模擬出仿真機(jī)械工具的加工流程，從而設(shè)計(jì)出更精確、更科學(xué)的夾具系統(tǒng)。美國(guó)伍斯特理工學(xué)院的教授曾和卡特彼勒公司相互聯(lián)合，展開了計(jì)算機(jī)輔助焊接夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)研究工作，制造出了極為有效的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的主要功能包含了如下幾點(diǎn)：第一，能夠結(jié)合焊接工藝方案詳細(xì)解析裝夾定位技術(shù)。第二，能夠進(jìn)行組合夾具部件的挑選與裝配，實(shí)施自動(dòng)化裝夾定位。第三，可以協(xié)助設(shè)計(jì)師檢查設(shè)計(jì)方案的具體內(nèi)容，提高方案的可靠性。第四，可以對(duì)設(shè)計(jì)方案實(shí)行一體化模擬解析。第五，能夠保持裝夾設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。第六，可以實(shí)現(xiàn)用戶制定的功能輸入，例如BOM生成、裝夾方案模擬、動(dòng)態(tài)過(guò)程輸出等。

3　結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)制造業(yè)技術(shù)水平仍在不斷提高的過(guò)程中，焊接工裝夾具能對(duì)機(jī)械制造業(yè)起到不可忽視的作用。相關(guān)技術(shù)人員必須要掌握焊接組合夾具的實(shí)際應(yīng)用方法，利用先進(jìn)技術(shù)改良并發(fā)展焊接工裝夾具，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)機(jī)械裝備制造行業(yè)的迅速發(fā)展。

［1］余建軍，任治軍，王輝.先進(jìn)焊接工裝夾具及其在機(jī)械裝備制造業(yè)中的應(yīng)用［J］.機(jī)床與液壓，2011（12）：115-121.

［2］孫國(guó)楠.焊接工裝夾具在機(jī)械裝備制造業(yè)中的發(fā)展與應(yīng)用［J］.科技與企業(yè)，2014（16）：376.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.019