先进焊接工装夹具在机械装备制造业中的应用

2019-01-15王国冰

装备制造技术 2019年3期

关键词：机械装备夹具工装

李娜，王国冰

（1.辽宁忠旺铝合金精深加工有限公司轨道车体制造厂，辽宁辽阳111000；2.辽宁忠旺科技有限公司科技管理部，辽宁辽阳111000）

1 焊接工装夹具特征

焊接工装夹具能够将零散的部件，通过焊接组合形成一个整体，焊接工装夹具具有辅助作用，能够在机械产品生产过程中，对所需要焊机的零部件进行固定，避免焊接期间出现位置移动而影响到最终的焊接质量。焊接工装夹具特征可以总结为以下三方面。

首先是工装夹具属于切削工装夹具整体中一部分，并且对整体生产任务发挥着重大的影响，在开展各项设计任务中，通过工装夹具使用构建出具有整体性的加工系统。

其次是焊接工艺自身也存在一定的差异性，包括精准控制以及切削加工两方面内容，前者在控制使用阶段，对工艺的精准度要求比较低。具体生产操作还需要根据所使用的工装夹具类型，进行针对性的选择。

最后是切削工艺中，所使用的加工工艺直接影响到零部件的受力情况，因此在加工生产中，需要根据自身选择的专业性技术方法，对加工零部件进行保护，避免由于加工期间受力不均衡，影响到最终的生产质量。

零部件生产操作期间，焊接热度也容易引发变形，焊接工装夹具也分为专用型与通用型两种功能形式。影响加工生产质量的因素，包括工装夹具的夹紧程度，以及生产期间的质量安全效果，工装夹具设计中还具有一定的弹性特征，在生产期间根据生产计划变化及时调整，从而达到预期的生产控制效果。近年来技术不断发展，不仅在焊接工装夹具的使用性能方面更稳定，先进控制技术也在其中拥有更多的体现应用，下面文章将针对这部分内容进行详细论述[1]。

2 组合焊接工装夹具在机械装备制造业中的应用

由于机械生产中零部件加工形势比较复杂，因此焊接工装夹具大多使用组合形式，组合焊接工装夹具，在机械装备制造中应用时间比较久远。通过不同规格尺寸的焊接工装夹具组合。焊接工艺不断发展进步，对于组合工装夹具的功能性要求也在提升，通过组合形式能够将大量的小零件焊接成为整体系统，由此可见焊接组合夹具在工程机械生产制造中应用具有良好的变通性。组合焊接工装夹具在机械生产中使用，还需要先进开发设计技术作为支撑，从而发挥组合系统最大的功能作用。例如国际大型企业——科特彼勒，使用大量Bluco组合焊接夹具系统，进行现场构建设计，公司生产的产品中，采用手动点焊与机器人自动夹焊两种方法进行。模块化组合焊接工艺，符合不同焊接产品的生产设计需求。

3 计算机辅助技术在焊接工装夹具及机械装备制造业中的应用

3.1 利用计算机辅助技术完成夹具设计

组合焊接工装夹具设计中，应用计算机辅助技术，可以在设计软件那对工装夹具规格尺寸进行调整，并模拟焊接使用过程。通过这种方法可帮助提升工装夹具精准度，并避免操作使用期间由于尺寸误差造成设计失败[2]。焊接工装夹具利用计算机辅助技术完成设计，能够帮助有效降低设计成本，提升设计方案可行性。利用计算机软件对所设计的组合工装夹具系统进行模拟，也能够观察出操作使用过程中存在的误差，并在设计软件内进行定向调整，设计过程中不仅能够对焊接工装夹具外形进行调整。也能通过数据优化，达到预期生产控制效果，根据输入数值的优化计算，实现对零部件生产加工的工装夹具设计调整。计算机辅助技术是当前焊接工装夹具设计中比较先进的生产控制工艺，无论是生产设计，还是接下来的工装夹具系统控制，计算机辅助技术都在其中起到良好的模拟效果。对于计算机辅助技术在焊接工装夹具中的应用，工装夹具设计只是初级阶段，良好的设计方案是机械生产任务完成的基础。

3.2 利用计算机辅助技术进行生产控制

利用计算机辅助技术进行焊接工装夹具生产控制，焊接工装夹具在机械装备制造中使用，需要对夹紧程度以及使用过程进行精准控制。人为控制由于数据误差，很容易导致质量安全问题产生，计算机辅助技术应用在其中，可以直接进行控制数据输入，根据所输入的控制技术，工装夹具便能在系统控制范围内，进行相应的数据变化，从而达到机械装备制造要求。计算机辅助技术相比于人为控制技术，在控制数据方面更为精准，并且操作过程变化也比较灵活，能够根据不同操作需求，进行系统内部数据调整，达到高效生产控制标准。计算机辅助技术在生产期间的使用，还需要体现出控制技术的自身操作可行性以及操作期间需要达到的预期效果，形成详细标准后开展机械制造焊接工装夹具控制，也能够根据不同任务进行定向调整，从而达到预期的生产控制效果。计算机辅助技术随着信息技术发展，正在不断的更新进步，也能够影响机械装备制造业的技术发展，对工装夹具使用功能创新起到了促进作用[3]。

3.3 利用计算机技术完成夹具组合系统设计

利用计算机技术完成的工装夹具组合系统设计，能够直观观察出辅助系统那个组合形式，机械装备生产制造任务开展期间，不同零部件焊接组合对工装夹具组合系统也有独立要求。利用计算机辅助技术中的CAD设计软件，实现对组合方案的模拟以及调整，面对不同生产控制任务，也能够进入到预期的生产控制效果。计算机中可供开发利用的软件众多，最具有组合设计效果，先进工装夹具设计开发中，离不开辅助软件的设计支持，当前技术发展已经十分先进，但关于工装夹具的系统设计，其中仍然存在需要进一步完善的细节部分。未来的工装夹具生产设计技术，也将向着夹具组合系统层面完善。其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；可以对设计方案实行一体化模拟解析；能够保持装夹设计的相关数据信息[4]；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。

4 计算机辅助技术在焊接工装夹具及机械装备制造业中的应用效果分析

计算机辅助技术应用在焊接工装夹具系统机械设计中，其显著效果是能够提升设计效率，使用在不同设计方向，尤其是在汽车生产行业中，零部件之间的组合拼接，采用计算机辅助技术进行工装夹具焊接系统设计。平均工装夹具组合系统焊接时间节省约为15%，这一效率提升对汽车生产行业十分重要。计算机辅助技术的数据整合能力也十分强大，通过计算机辅助技术在系统中的应用，在最终生产环节中，数据出错率降低了13.28%。除此之外计算机辅助技术在焊接工装夹具系统中设计，还具有极大的发展潜力，能够随着信息化技术发展更新，不断进步优化。