先進(jìn)焊接工裝夾具在機(jī)械裝備制造業(yè)中的應(yīng)用

李 娜，王國(guó)冰

（1.遼寧忠旺鋁合金精深加工有限公司軌道車體制造廠，遼寧 遼陽111000；2.遼寧忠旺科技有限公司科技管理部，遼寧 遼陽111000）

1 焊接工裝夾具特征

焊接工裝夾具能夠?qū)⒘闵⒌牟考?，通過焊接組合形成一個(gè)整體，焊接工裝夾具具有輔助作用，能夠在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，對(duì)所需要焊機(jī)的零部件進(jìn)行固定，避免焊接期間出現(xiàn)位置移動(dòng)而影響到最終的焊接質(zhì)量。焊接工裝夾具特征可以總結(jié)為以下三方面。

首先是工裝夾具屬于切削工裝夾具整體中一部分，并且對(duì)整體生產(chǎn)任務(wù)發(fā)揮著重大的影響，在開展各項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)中，通過工裝夾具使用構(gòu)建出具有整體性的加工系統(tǒng)。

其次是焊接工藝自身也存在一定的差異性，包括精準(zhǔn)控制以及切削加工兩方面內(nèi)容，前者在控制使用階段，對(duì)工藝的精準(zhǔn)度要求比較低。具體生產(chǎn)操作還需要根據(jù)所使用的工裝夾具類型，進(jìn)行針對(duì)性的選擇。

最后是切削工藝中，所使用的加工工藝直接影響到零部件的受力情況，因此在加工生產(chǎn)中，需要根據(jù)自身選擇的專業(yè)性技術(shù)方法，對(duì)加工零部件進(jìn)行保護(hù)，避免由于加工期間受力不均衡，影響到最終的生產(chǎn)質(zhì)量。

零部件生產(chǎn)操作期間，焊接熱度也容易引發(fā)變形，焊接工裝夾具也分為專用型與通用型兩種功能形式。影響加工生產(chǎn)質(zhì)量的因素，包括工裝夾具的夾緊程度，以及生產(chǎn)期間的質(zhì)量安全效果，工裝夾具設(shè)計(jì)中還具有一定的彈性特征，在生產(chǎn)期間根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃變化及時(shí)調(diào)整，從而達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)控制效果。近年來技術(shù)不斷發(fā)展，不僅在焊接工裝夾具的使用性能方面更穩(wěn)定，先進(jìn)控制技術(shù)也在其中擁有更多的體現(xiàn)應(yīng)用，下面文章將針對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)論述[1]。

2 組合焊接工裝夾具在機(jī)械裝備制造業(yè)中的應(yīng)用

由于機(jī)械生產(chǎn)中零部件加工形勢(shì)比較復(fù)雜，因此焊接工裝夾具大多使用組合形式，組合焊接工裝夾具，在機(jī)械裝備制造中應(yīng)用時(shí)間比較久遠(yuǎn)。通過不同規(guī)格尺寸的焊接工裝夾具組合。焊接工藝不斷發(fā)展進(jìn)步，對(duì)于組合工裝夾具的功能性要求也在提升，通過組合形式能夠?qū)⒋罅康男×慵附映蔀檎w系統(tǒng)，由此可見焊接組合夾具在工程機(jī)械生產(chǎn)制造中應(yīng)用具有良好的變通性。組合焊接工裝夾具在機(jī)械生產(chǎn)中使用，還需要先進(jìn)開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)作為支撐，從而發(fā)揮組合系統(tǒng)最大的功能作用。例如國(guó)際大型企業(yè)——科特彼勒，使用大量Bluco組合焊接夾具系統(tǒng)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建設(shè)計(jì)，公司生產(chǎn)的產(chǎn)品中，采用手動(dòng)點(diǎn)焊與機(jī)器人自動(dòng)夾焊兩種方法進(jìn)行。模塊化組合焊接工藝，符合不同焊接產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)需求。

3 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在焊接工裝夾具及機(jī)械裝備制造業(yè)中的應(yīng)用

3.1 利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)完成夾具設(shè)計(jì)

組合焊接工裝夾具設(shè)計(jì)中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，可以在設(shè)計(jì)軟件那對(duì)工裝夾具規(guī)格尺寸進(jìn)行調(diào)整，并模擬焊接使用過程。通過這種方法可幫助提升工裝夾具精準(zhǔn)度，并避免操作使用期間由于尺寸誤差造成設(shè)計(jì)失敗[2]。焊接工裝夾具利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)完成設(shè)計(jì)，能夠幫助有效降低設(shè)計(jì)成本，提升設(shè)計(jì)方案可行性。利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的組合工裝夾具系統(tǒng)進(jìn)行模擬，也能夠觀察出操作使用過程中存在的誤差，并在設(shè)計(jì)軟件內(nèi)進(jìn)行定向調(diào)整，設(shè)計(jì)過程中不僅能夠?qū)附庸ぱb夾具外形進(jìn)行調(diào)整。也能通過數(shù)據(jù)優(yōu)化，達(dá)到預(yù)期生產(chǎn)控制效果，根據(jù)輸入數(shù)值的優(yōu)化計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件生產(chǎn)加工的工裝夾具設(shè)計(jì)調(diào)整。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)是當(dāng)前焊接工裝夾具設(shè)計(jì)中比較先進(jìn)的生產(chǎn)控制工藝，無論是生產(chǎn)設(shè)計(jì)，還是接下來的工裝夾具系統(tǒng)控制，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)都在其中起到良好的模擬效果。對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在焊接工裝夾具中的應(yīng)用，工裝夾具設(shè)計(jì)只是初級(jí)階段，良好的設(shè)計(jì)方案是機(jī)械生產(chǎn)任務(wù)完成的基礎(chǔ)。

3.2 利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)控制

利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行焊接工裝夾具生產(chǎn)控制，焊接工裝夾具在機(jī)械裝備制造中使用，需要對(duì)夾緊程度以及使用過程進(jìn)行精準(zhǔn)控制。人為控制由于數(shù)據(jù)誤差，很容易導(dǎo)致質(zhì)量安全問題產(chǎn)生，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用在其中，可以直接進(jìn)行控制數(shù)據(jù)輸入，根據(jù)所輸入的控制技術(shù)，工裝夾具便能在系統(tǒng)控制范圍內(nèi)，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)變化，從而達(dá)到機(jī)械裝備制造要求。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)相比于人為控制技術(shù)，在控制數(shù)據(jù)方面更為精準(zhǔn)，并且操作過程變化也比較靈活，能夠根據(jù)不同操作需求，進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)調(diào)整，達(dá)到高效生產(chǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在生產(chǎn)期間的使用，還需要體現(xiàn)出控制技術(shù)的自身操作可行性以及操作期間需要達(dá)到的預(yù)期效果，形成詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)后開展機(jī)械制造焊接工裝夾具控制，也能夠根據(jù)不同任務(wù)進(jìn)行定向調(diào)整，從而達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)控制效果。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)隨著信息技術(shù)發(fā)展，正在不斷的更新進(jìn)步，也能夠影響機(jī)械裝備制造業(yè)的技術(shù)發(fā)展，對(duì)工裝夾具使用功能創(chuàng)新起到了促進(jìn)作用[3]。

3.3 利用計(jì)算機(jī)技術(shù)完成夾具組合系統(tǒng)設(shè)計(jì)

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)完成的工裝夾具組合系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠直觀觀察出輔助系統(tǒng)那個(gè)組合形式，機(jī)械裝備生產(chǎn)制造任務(wù)開展期間，不同零部件焊接組合對(duì)工裝夾具組合系統(tǒng)也有獨(dú)立要求。利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)中的CAD設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)組合方案的模擬以及調(diào)整，面對(duì)不同生產(chǎn)控制任務(wù)，也能夠進(jìn)入到預(yù)期的生產(chǎn)控制效果。計(jì)算機(jī)中可供開發(fā)利用的軟件眾多，最具有組合設(shè)計(jì)效果，先進(jìn)工裝夾具設(shè)計(jì)開發(fā)中，離不開輔助軟件的設(shè)計(jì)支持，當(dāng)前技術(shù)發(fā)展已經(jīng)十分先進(jìn)，但關(guān)于工裝夾具的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中仍然存在需要進(jìn)一步完善的細(xì)節(jié)部分。未來的工裝夾具生產(chǎn)設(shè)計(jì)技術(shù)，也將向著夾具組合系統(tǒng)層面完善。其可以協(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；可以對(duì)設(shè)計(jì)方案實(shí)行一體化模擬解析；能夠保持裝夾設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息[4]；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)過程輸出等。

4 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在焊接工裝夾具及機(jī)械裝備制造業(yè)中的應(yīng)用效果分析

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用在焊接工裝夾具系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中，其顯著效果是能夠提升設(shè)計(jì)效率，使用在不同設(shè)計(jì)方向，尤其是在汽車生產(chǎn)行業(yè)中，零部件之間的組合拼接，采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行工裝夾具焊接系統(tǒng)設(shè)計(jì)。平均工裝夾具組合系統(tǒng)焊接時(shí)間節(jié)省約為15%，這一效率提升對(duì)汽車生產(chǎn)行業(yè)十分重要。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的數(shù)據(jù)整合能力也十分強(qiáng)大，通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用，在最終生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率降低了13.28%。除此之外計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在焊接工裝夾具系統(tǒng)中設(shè)計(jì)，還具有極大的發(fā)展?jié)摿?，能夠隨著信息化技術(shù)發(fā)展更新，不斷進(jìn)步優(yōu)化。

5 結(jié)語

焊接工裝夾具產(chǎn)業(yè)和技術(shù)應(yīng)用仍處于可持續(xù)發(fā)展中，具有一定的發(fā)展?jié)撃?。因此，要積極引進(jìn)國(guó)內(nèi)外高新工裝夾具生產(chǎn)技術(shù)，通過學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)提升焊接工裝夾具的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)，大力推動(dòng)其在先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。