机械装备制造业中焊接工装夹具的运用
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摘要：科学运用焊接工装夹具，可以保证机械装备制造的工艺质量。本文首先介绍了针对焊接工艺的工装夹具系统，分析了其特点、种类、现状与优势，然后焊接组合夹具在机械装备制造业的应用，以及计算机辅助技术在焊接夹具设计中的应用。
0引言
现代社会焊接技术不断革新，焊接工艺在机械装备制造领域里也得到了极为广泛的运用。要保证零部件的焊接工艺品质，就必须要科学、合理地利用焊接工装夹具。焊接工装夹具在技术、生产等多个层面都具有突出的优势，属于制造业内不可或缺的重要构成部分，对工艺质量、消耗成本、生产率等，都有着较大影响。
1针对焊接工艺的工装夹具系统
1.1焊接工装夹具的特点
焊接工装夹具和以往的切削型工装夹具有所不同，其特征大致可分为以下几点：第一，原始的切削型工装夹具主要针对的目标是单一的零部件，而焊接工装夹具的针对目标则是几个零部件构成的装置物。第二，操作焊接工装夹具所需的精度更低。第三，在实际焊接时，零部件与夹具承受的力度更低。
1.2焊接工装夹具的分类
一般来讲，焊接工装夹具有着一定柔性。夹具大体可分成两类，一类是专用夹具，一类是通用夹具。专用夹具在目前的制造业内运用十分广泛，尤其是一部分具有较高复杂性和精密度的零部件，还有一些机械装备的大批量生产。由于专用夹具设计的目的就是为了生产某些独特的零部件，因此，必须在制作夹具时综合考虑到多方面的因素，例如定位精度、稳固性、便于零部件装卸，等等，从而提升零部件生产效率。当前许多新型生产系统，比如汽车装配系统等，都是由极为精密的工装夹具制作定位系统。
1.3焊接工装夹具的使用现状与优势
近年来，柔性中小批量生产形式开始得到人们的认可与重视，因此工装夹具也必须要具有足够的柔性。此外，最近生产加工技术不断改良，设施也在更新，模块化组合工装夹具技术也开始改善，这些因素都推动了组合夹具的发展。模块化组合夹具利用标准化部件使得自身具有了很好的柔性，这也有利于降低产品制作时间与耗费的成本。总的说来，这一演变具有组装迅速、灵活多变、收益可观、省时省力、节能降耗等多种优点。如果按照元部件的连接模式与装配方法进行划分，则模块化组合工装夹具大体包含了槽系、孔系与槽孔结合这三类系统。对焊接领域而言，孔系夹具拥有较高的精度、强度，且装配起来更加便捷迅速，因此体现出明显的优势。和以往的组合夹具比起来，该夹具有如下特征：首先，部件不必加工螺孔，只需用五个钢球锁紧螺栓，就可以立即把部件定位牢固。其次，制作出的元部件构造轻巧，还能拥有多方面组装及调整的功能，给零件的装卸带来了极大方便。
2焊接组合夹具的应用
2.1机械装备制造业中焊接组合夹具的应用
对于许多著名的机械装备制造企业而言，先进的焊接技术与工艺已经发展得较为成熟。机械装备中，许多大型零部件若要单独制作，会造成极大困难，因此大多采取几个零部件焊接的方式。只要能运用好焊接组合夹具，这类焊接起来的零部件也会具有良好的性能。大部分机械装备生产仅仅属于中小规模的生产，不适用用在高强度的生产系统中。这时候焊接组合夹具的优势便充分展现了出来。比如，全球闻名的机械装备公司——卡特彼勒公司，大量运用了Bluco的组合焊接夹具系统，以便完成大型零部件的生产制造。在该公司内，许多大型零部件的焊接生产工艺包含了以下两大部分：第一是手工点焊法，即SpotWelding或TackWelding。第二是焊接机器人的自动焊接。这类配置主要结合了中小规模生产形式的特征，具有一定的科学性与实用性。运用好模块化组合焊接夹具的相关配置，可以达到效率、质量、成本相互平衡的局面，确保焊接工作能够高质高效完成。
2.2计算机辅助技术在焊接夹具设计中的应用
运用计算机的三维CAD系统，可以更快速地进行组合夹具的设计与安装，还能使设计方案更加优化，模拟出仿真机械工具的加工流程，从而设计出更精确、更科学的夹具系统。美国伍斯特理工学院的教授曾和卡特彼勒公司相互联合，展开了计算机辅助焊接夹具设计的有关研究工作，制造出了极为有效的计算机辅助夹具设计系统。这一系统的主要功能包含了如下几点：第一，能够结合焊接工艺方案详细解析装夹定位技术。第二，能够进行组合夹具部件的挑选与装配，实施自动化装夹定位。第三，可以协助设计师检查设计方案的具体内容，提高方案的可靠性。第四，可以对设计方案实行一体化模拟解析。第五，能够保持装夹设计的相关数据信息。第六，可以实现用户制定的功能输入，例如BOM生成、装夹方案模拟、动态过程输出等。
3结束语
当前我国制造业技术水平仍在不断提高的过程中，焊接工装夹具能对机械制造业起到不可忽视的作用。相关技术人员必须要掌握焊接组合夹具的实际应用方法，利用先进技术改良并发展焊接工装夹具，进一步推动我国机械装备制造行业的迅速发展。
参考文献：
[1]余建军,任治军,王辉.先进焊接工装夹具及其在机械装备制造业中的应用[J].机床与液压,2011(12):115-121.
[2]孙国楠.焊接工装夹具在机械装备制造业中的发展与应用[J].科技与企业,2014(16):376.
作者：朱杰辉 单位：江铃汽车股份有限公司模具厂
