焊接工裝夾具在生產中的應用與設計實踐

莊丹

摘 要：在機械設備制造業不斷發展的過程中，我國的焊接技術也在不斷更新，非常多的領域在使用焊接技術，更先進的設備和儀器也都進入了機械焊接的工藝之中。當然，焊接不僅僅只是一種機械加工技術，它承載的更是我國制造業發展的希望。近年來，焊接工裝夾具也漸漸地出現在社會眼中，它的存在就是為了保證焊接工藝更加合理、更具有準確性、更能提高整個流程的工作效率，從而降低企業成本。我國的發展速度不像以前緩慢，在焊接方面就已經有焊接機器人出現，它可以在裝備制造的時候幫助焊接工藝實現自動化和智能化，逐漸地把以前落后的焊接技術取代，這樣也有助于我國的焊接技術制造業取得較快發展。本文主要從焊接工裝夾具在生產中的實際應用出發，深度研究它的設計理念以及實踐結果。

關鍵詞：焊接工裝夾具;機械裝備制造;計算機輔助焊接

一、 與焊接工藝相匹配的工裝夾具系統

1.1焊接工裝夾具的基本特征。

機械裝備焊接工裝夾具主要具有以下3種特征：

（1）焊接工裝夾具可同時操作兩個及多個零部件構成的系統條件，它可以更精準的代替舊式的切削加工工作，更能提高生產效率。

（2）焊接工裝夾具的操作難度系數較低，但精準度較高，直接打破對切削加工工裝夾具的傳統思想。

（3）焊接工裝夾具在進行加工的時候，自身所承受的局部載荷常常會比傳統的切削加工工裝夾具更低。

1.2焊接工裝夾具的作用。

在各個企業進行焊接制造生產的過程中，焊接工裝夾具主要會有以下3個作用：

（1）幫助提高生產效率，高效控制成本。在非常多零部件需要進行加工時，焊接工裝夾具就可以對這些零部件快速定位，幫助它們在焊接后處理后續工作，這樣可以讓焊接的過程縮短，從而降低工作人員的工作量。不僅會讓整個加工過程變得簡單有效，而且最大化的縮減了焊接的操作難度，也能讓整個工作的效率提高，減少制作成本。與此同時，如果只讓工作人員來進行測量、檢驗、計算、定位等一系列的工作，會導致人力被無限占用，資源被浪費，還容易導致結果出現誤差或者是操作步驟出現問題，這都是因為人工操作的技術水平沒有達到高標準，所以采用焊接工裝夾具是有一定的優點的。

（2）零部件的組裝精準度更高。采用焊接工裝夾具來對各個零部件進行定位，會幫助零部件組裝的更加有效，也能保障焊接零部件后組件的位置公差和形位公差能夠在計算的范圍之內。

（3）焊接質量得到提高。在進行焊接的時候，很多零部件會局部受熱，容易出現變形或者是有焊接應力，這些因素都會影響到零部件之間的組裝，會出現變形。但運用焊接工裝夾具來對零部件進行定位和固定之后，就可以計算出更合適的收縮數據，也能提前做好準備，更好的控制住焊接后產生的應力，變形數據或者是變形方向等，這樣更能保證焊接后組件的質量。

1.3焊接工裝夾具的分類。

通過焊接工裝夾具的使用性來分類，可分為兩類：其一是通用焊接夾具，它主要是可以加工小批量的零部件，便于更換其他零件，并進行零部件位置調整或者組合來進行加工生產。其二是專用焊接夾具，它的主要功能就是可以針對部分零部件調整加工位置。而焊接工裝夾具的種類來說就如下圖所示：

1.4 焊接工裝夾具的優勢及其發展情況。

焊接工裝夾具有它自己的優勢所在，它可以根據自己夾具的內部結構來分配應用到各個加工程序中去。比如對于孔系的焊接工裝夾具來說，它就具有非常高的強度和精準度，可以快速將零部件進行裝載和拆卸，這樣更節省時間。槽系的焊接工裝夾具就可以將零部件更好的進行組合，根據零部件的位置進行調整，生成不一樣的組織結構，提高生產效率，從而提升產品質量。

二、焊接夾具計算機輔助設計系統

焊接夾具計算機輔助設計系統的出現，也給整個焊接制造業帶來很好的推動效果，也為焊接夾具的設計進行了鋪墊。就目前來看，夾具的計算機輔助設計并不少，要想有獨立的發展，還需要投入更多的設計理念進去，從而提升它的性能以及其他功能。在很多設計的軟件中會出現一種三維輔助設計軟件，它是夾具設計方案的最終選擇，與此同時，它還可以幫助設計方案達到三維模擬操作加工的效果，將進一步優化整個加工制作過程。所以如果采用三維輔助設計軟件之后，可以更加高效的縮短整個設計周期，提升設計的時效性，在設計后進行分析修改也能提高它的可靠程度。

三、焊接工裝夾具的設計理念

對焊接工裝夾具的設計理念是來自于非常多的零部件組合，在組合加工過程中會出現很多不可預估的問題，比如產品批量大和加工程序復雜。在實際操作過程中會選擇不同的工裝夾具來進行加工，例如給工件鉆孔，在對于小批量工件鉆孔的時候，可以直接采取自由工裝夾具進行裝夾的操作手法;中批量的可以用鉆模工裝定位來定位鉆孔;大批量的工件要設計永久性的夾具;特大批量的工件就必須設計專業而加工流水線，要保證定位統一，裝夾的方式要一致。

但很難避免會出現程序復雜的加工工件，即使它的批量很小，但目前還沒有一定能保證加工準確度的工裝夾具，這個時候就需要進行設計，制作出新型的工裝夾具。在進行多次焊接工件的過程中，要盡可能采取方便裝載與拆卸的組合夾具，模塊化的夾具就是最好的選擇，它可以最大限度的減少制作時間和生產成本。

對于工裝夾具的組織結構來說上手操作也應該要讓工人習慣，這樣便于后期的操作和維修。

夾具的設計也是相當繁瑣的，要考慮很多不可控因素。所以設計院要有多層設計理念，多方位的考慮問題。也要不斷進步，不斷學習，多吸收先進知識，引進先進技術，提高自身的設計理念來幫助工裝夾具生產出更好的產品。

四、結束語

機械裝備制造業的進步，使得焊接工藝融入到了非常多的工作領域，但這樣也就提高了對焊接工裝夾具的要求，現在需要的是更方便、更具有時效性、更標準化、更低成本的模塊化組合夾具，從而提高工作效率，提升產品質量。在焊接夾具計算輔助設計系統的帶領下，夾具的設計效率提高，設計成本減小，幫助焊接工裝夾具設計走向好的發展方向，逐漸被先進的企業應用，相信以后會發展的越來越好。

參考文獻：

[1] 卞洪元 . 機械制造工藝與夾具 [M]. 北京理工大學出版社.