先進焊接工裝夾具在機械裝備制造業中的應用

李 娜，王國冰

（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

焊接工裝夾具能夠將零散的部件，通過焊接組合形成一個整體，焊接工裝夾具具有輔助作用，能夠在機械產品生產過程中，對所需要焊機的零部件進行固定，避免焊接期間出現位置移動而影響到最終的焊接質量。焊接工裝夾具特征可以總結為以下三方面。

首先是工裝夾具屬于切削工裝夾具整體中一部分，并且對整體生產任務發揮著重大的影響，在開展各項設計任務中，通過工裝夾具使用構建出具有整體性的加工系統。

其次是焊接工藝自身也存在一定的差異性，包括精準控制以及切削加工兩方面內容，前者在控制使用階段，對工藝的精準度要求比較低。具體生產操作還需要根據所使用的工裝夾具類型，進行針對性的選擇。

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，因此在加工生產中，需要根據自身選擇的專業性技術方法，對加工零部件進行保護，避免由于加工期間受力不均衡，影響到最終的生產質量。

零部件生產操作期間，焊接熱度也容易引發變形，焊接工裝夾具也分為專用型與通用型兩種功能形式。影響加工生產質量的因素，包括工裝夾具的夾緊程度，以及生產期間的質量安全效果，工裝夾具設計中還具有一定的彈性特征，在生產期間根據生產計劃變化及時調整，從而達到預期的生產控制效果。近年來技術不斷發展，不僅在焊接工裝夾具的使用性能方面更穩定，先進控制技術也在其中擁有更多的體現應用，下面文章將針對這部分內容進行詳細論述[1]。

2 組合焊接工裝夾具在機械裝備制造業中的應用

由于機械生產中零部件加工形勢比較復雜，因此焊接工裝夾具大多使用組合形式，組合焊接工裝夾具，在機械裝備制造中應用時間比較久遠。通過不同規格尺寸的焊接工裝夾具組合。焊接工藝不斷發展進步，對于組合工裝夾具的功能性要求也在提升，通過組合形式能夠將大量的小零件焊接成為整體系統，由此可見焊接組合夾具在工程機械生產制造中應用具有良好的變通性。組合焊接工裝夾具在機械生產中使用，還需要先進開發設計技術作為支撐，從而發揮組合系統最大的功能作用。例如國際大型企業——科特彼勒，使用大量Bluco組合焊接夾具系統，進行現場構建設計，公司生產的產品中，采用手動點焊與機器人自動夾焊兩種方法進行。模塊化組合焊接工藝，符合不同焊接產品的生產設計需求。

3 計算機輔助技術在焊接工裝夾具及機械裝備制造業中的應用

3.1 利用計算機輔助技術完成夾具設計

組合焊接工裝夾具設計中，應用計算機輔助技術，可以在設計軟件那對工裝夾具規格尺寸進行調整，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度，并避免操作使用期間由于尺寸誤差造成設計失敗[2]。焊接工裝夾具利用計算機輔助技術完成設計，能夠幫助有效降低設計成本，提升設計方案可行性。利用計算機軟件對所設計的組合工裝夾具系統進行模擬，也能夠觀察出操作使用過程中存在的誤差，并在設計軟件內進行定向調整，設計過程中不僅能夠對焊接工裝夾具外形進行調整。也能通過數據優化，達到預期生產控制效果，根據輸入數值的優化計算，實現對零部件生產加工的工裝夾具設計調整。計算機輔助技術是當前焊接工裝夾具設計中比較先進的生產控制工藝，無論是生產設計，還是接下來的工裝夾具系統控制，計算機輔助技術都在其中起到良好的模擬效果。對于計算機輔助技術在焊接工裝夾具中的應用，工裝夾具設計只是初級階段，良好的設計方案是機械生產任務完成的基礎。

3.2 利用計算機輔助技術進行生產控制

利用計算機輔助技術進行焊接工裝夾具生產控制，焊接工裝夾具在機械裝備制造中使用，需要對夾緊程度以及使用過程進行精準控制。人為控制由于數據誤差，很容易導致質量安全問題產生，計算機輔助技術應用在其中，可以直接進行控制數據輸入，根據所輸入的控制技術，工裝夾具便能在系統控制范圍內，進行相應的數據變化，從而達到機械裝備制造要求。計算機輔助技術相比于人為控制技術，在控制數據方面更為精準，并且操作過程變化也比較靈活，能夠根據不同操作需求，進行系統內部數據調整，達到高效生產控制標準。計算機輔助技術在生產期間的使用，還需要體現出控制技術的自身操作可行性以及操作期間需要達到的預期效果，形成詳細標準后開展機械制造焊接工裝夾具控制，也能夠根據不同任務進行定向調整，從而達到預期的生產控制效果。計算機輔助技術隨著信息技術發展，正在不斷的更新進步，也能夠影響機械裝備制造業的技術發展，對工裝夾具使用功能創新起到了促進作用[3]。

3.3 利用計算機技術完成夾具組合系統設計

利用計算機技術完成的工裝夾具組合系統設計，能夠直觀觀察出輔助系統那個組合形式，機械裝備生產制造任務開展期間，不同零部件焊接組合對工裝夾具組合系統也有獨立要求。利用計算機輔助技術中的CAD設計軟件，實現對組合方案的模擬以及調整，面對不同生產控制任務，也能夠進入到預期的生產控制效果。計算機中可供開發利用的軟件眾多，最具有組合設計效果，先進工裝夾具設計開發中，離不開輔助軟件的設計支持，當前技術發展已經十分先進，但關于工裝夾具的系統設計，其中仍然存在需要進一步完善的細節部分。未來的工裝夾具生產設計技術，也將向著夾具組合系統層面完善。其可以協助設計師檢查設計方案的具體內容，提高方案的可靠性；可以對設計方案實行一體化模擬解析；能夠保持裝夾設計的相關數據信息[4]；可以實現用戶制定的功能輸入，例如BOM生成、裝夾方案模擬、動態過程輸出等。

4 計算機輔助技術在焊接工裝夾具及機械裝備制造業中的應用效果分析

計算機輔助技術應用在焊接工裝夾具系統機械設計中，其顯著效果是能夠提升設計效率，使用在不同設計方向，尤其是在汽車生產行業中，零部件之間的組合拼接，采用計算機輔助技術進行工裝夾具焊接系統設計。平均工裝夾具組合系統焊接時間節省約為15%，這一效率提升對汽車生產行業十分重要。計算機輔助技術的數據整合能力也十分強大，通過計算機輔助技術在系統中的應用，在最終生產環節中，數據出錯率降低了13.28%。除此之外計算機輔助技術在焊接工裝夾具系統中設計，還具有極大的發展潛力，能夠隨著信息化技術發展更新，不斷進步優化。

5 結語

焊接工裝夾具產業和技術應用仍處于可持續發展中，具有一定的發展潛能。因此，要積極引進國內外高新工裝夾具生產技術，通過學習先進的技術提升焊接工裝夾具的產品質量和技術，大力推動其在先進制造產業中的應用。