焊接夾具設計及標準化

摘 要：在當前技術條件支持下，焊接夾具設計過程中所存在的最突出問題在于：管類零件所采取的焊接作業，實踐過程中仍然應用傳統意義上的專用夾具，導致焊接工作質量低下，焊接成品性能參差不齊。為此，本文在充分研究現階段各種管類零件特性的基礎之上，通過對焊接夾具的設計及標準化方式，提出了解決上述問題的有效措施與方法。該焊接夾具可廣泛應用于包括汽車、船舶、飛機以及其他多個行業與領域的焊接工裝過程當中，值得相關人員特別關注與重視。

關鍵詞：焊接夾具 設計 標準化 工裝模塊 分析

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0104-01

焊接工裝設計是機械制造領域生產準備環節的最關鍵工作內容之一。與此同時，在焊接生產工藝設計的過程當中，焊接工裝設計同樣是極為關鍵的組成部分之一。對于多個機械制造與加工領域而言，若沒有焊接工裝提供技術支持與保障，則就沒有最終的焊接成品。然而，在現階段的實踐工作開展過程當中，管類零件所采取的焊接作業，實踐過程中仍然應用傳統意義上的專用夾具，導致焊接工作質量低下，焊接成品性能參差不齊。特別是有關柴油機焊接夾具的設計而言，為確保對其空間走向以及空間位置表達的有效性，就需要研究出一整套行之有效的關鍵焊接工裝設計方案。本文試針對以上問題做詳細分析與說明。

1 柴油機管件焊接柔性夾具設計方案分析

基礎部分是柔性焊裝夾具在實踐焊接環節中的通用部分。在當前技術條件支持下，柔性焊裝夾具的基礎部分主要是由基礎件、輔助機構以及夾緊機構這三個方面所構成的。與此同時，在確定基礎部分結構的過程當中，還需要充分考慮相關焊接件在夾壓方式方面的選擇情況以及其所對應的基本尺寸參數。舉例來說：對于支撐板而言，其尺寸范圍的劃分可以結合所需要生產焊接夾具的成品型號，按照一定的規律與特點加以劃分。換句話來說，符合某一特定尺寸參數的支撐板部件，其可以同時滿足兩種，或者是多種型號產品的生產與焊接工作要求。更為關鍵的一點在于：支撐板部件所對應的相關結構需要最大限度的保障其實踐運行過程中的可調整性。通過此種方式，滿足多種尺寸規格下柴油機管件的焊裝工藝需求。在此過程當中，還需要重點關注以下幾個方面的問題。

首先，柴油機管件焊接柔性夾具需要具備能夠快速且精確定位的運行機構：在當前技術條件支持下，對于焊接柔性夾具所焊接管件而言，其兩端位置所對應空間幾何關系的表達有著特殊的要求。為最大限度的保障傳動機構傳動的精確性與有效性，可采取的設計方案為：由帶有刻度的絲杠帶動杠螺母，并產生移動式傳動。由此，在此類定位機構的設計過程當中，主要涉及到的工作部件包括絲桿固定架、絲桿、導軌以及滑塊在內。

其次，柴油機管件焊接柔性夾具需要具備能夠快速且精確調整的運行機構：相對于柴油機管件焊接柔性夾具的設計而言，管類零件在整個設計空間中的走向始終比較復雜。從這一角度上來說，設置調整機構的最根本性目的就在于，滿足焊接管件對于擺放位置的特殊要求，同時滿足焊接管件兩端位置所對應空間幾何關系的穩定性與可靠性。在當前技術條件支持下，柴油機焊接夾具設計過程當中的升降機構在工作性能方面類似于機械領域的千斤頂的升降機構，在保障焊接工作質量的同時，提高柴油機管件的焊接有效性。

最后，柴油機管件焊接柔性夾具需要具備能夠有效定位并夾緊的運行機構：在傳統焊接夾具的設計過程當中，關鍵定位夾緊運行機構的設計與選取往往以夾管器為主。然而，在實踐工作的開展過程當中發現：夾管器作用之下，對于尺寸參數呈現出連續且不規則變動趨勢的關鍵而言，運行機構無法最大限度的保障裝夾適應度的良好性。為此，建議在焊接夾具定位夾緊工作機構的設計過程當中，采取V字型工裝模塊來放置相應的焊接工作關鍵。與此同時，考慮到在柴油機關鍵進行焊接工作的過程當中，管件表面所涉及到的受力作用并不顯著。為此，可采取移動壓板的工作模式來實現對焊接關鍵的有效定位與夾緊。在此種設計方案作用之下，該運行機構不再需要進行單獨的制造，從而極大的縮短了生產周期，也就達到了提高焊接夾具設計效率的重要目的。

2 柴油機管件焊接柔性夾具CAD系統設計方案分析

在如本文所述的柴油機焊接夾具設計方案作用之下所研發的CAD系統需要針對復雜性的管件空間走向特點加以關注，最大限度的提高CAD系統與柴油機關鍵焊接柔性夾具設計方案之間的適應性能力。在此項設計工作過程當中，CAD系統設計的關鍵在于充分發揮對數字虛擬制造環境的應用，同時配合對人工智能開發技術的應用，確保CAD系統能夠具備如下幾個方面的功能性需求：首先，CAD系統需要結合柴油機管件的基本特征以及管件在裝配過程當中的特征數據，生成與之相對應的工裝夾具結構裝配工作方案。在此基礎之上，還需要充分結合所提供的柴油機管件夾具調整圖紙，完成對相關說明性文件及可換零部件清單的生成與輸出工作；其次，能夠完成對柴油機管件夾具裝配圖紙、零件模型圖紙以及工程規劃圖紙的設計與輸出工作。特別是對于非典型性狀的柴油機管件夾具而言，可完成對夾具模型圖紙以及工程圖紙的設計與生成工作。按照上述功能需求，CAD系統可選取Solid Edge作為開發平臺，選取Visual Basic作為編程語言，選取SQL Server 2012作為數據庫管理系統。

3 結語

通過本文以上分析發現：焊接工裝設計是機械制造領域生產準備環節的最關鍵工作內容之一。與此同時，在焊接生產工藝設計的過程當中，焊接工裝設計同樣是極為關鍵的組成部分之一。特別是對于柴油機而言，焊接夾具設計的有效性與標準性將直接關系到柴油機后期整體運行質量的高低，值得重視，總而言之，本文針對有關焊接夾具設計及標準化工作過程中所涉及到的相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為同行相關工作的開展提供一定的參考與借鑒。

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