先进焊接工装夹具及其在机械装备制造业中的应用分析

先进焊接工装夹具及其在机械装备制造业中的应用分析
作者：张静
来源：《环球市场》2019年第19期
摘要：现阶段，随着我国工业生产水平的蓬勃发展，焊接工艺在机械制造装备行业当中的应用水平和应用层次都随之得到了提升。

通过焊接工装夹具的合理运用，能够全方位提升设施设备零部件的焊接工艺和焊接质量。

同时在制造水平不断发展的情况下，以标准化思想为基础的精密组合式焊接夹具在大型机械装备制造行业中充分证明了自身的实践价值。

在下文中笔者将结合具体情况，运用相关理论知识，对先进焊接工装夹具在机械装备制造行业当中的应用进行详细的分析论述。

关键词：焊接工装夹具;机械装备制造业;应用
在焊接技术不断进步的新形势下，焊接工艺对机械装备的质量和制造生产工艺都有着非常直接的影响。

工装夹具能够对机械装备制造行业当中零部件的安装进行合理的规范，是零部件焊接安装过程中的重要基础。

从具体生产成本上来看，工装夹具在设计和制造工序当中所消耗的成本在整个生产系统当中的占比大约在15%-20%左右，如何在适当的成本范围之内，提升焊接工装夹具的使用性能，是相关部门及工作人员所要重点考量的问题。

一、焊接工装夹具的典型特点
焊接工装夹具与传统的切削工装夹具相比主要有以下特点。

首先，传统的切削工装夹具的装夹对象在大多数情况下是单一的零部件，而焊接工装夹具的装夹对象是多个零部件所共同组成的装配体，因此从本质上来说，焊接工装夹具是装配工艺夹具其中的一个分支[1]。

其次，焊接工装夹具所控制的精度相较于传统切削工装夹具相比较低。

此外，焊接工装夹具在焊接的过程中，零部件和夹具的受力情况与切削加工相比处于较低的水平，但是零部件在焊接的过程中经常需要考量焊接过程中所产生的热变形以及热应力所带来的影响。

二、焊接工装夹具的分类
焊接工装夹具的类型主要分为两种，第一种是专用夹具，第二种是通用夹具，其中通用夹具的最主要类型就是模块化的组合夹具。

下面我们对这两种夹具类型进行展开分析。

专用工装夹具在机械设备制造行业当中有着非常重要的应用价值，其应用层次多集中于精密型零部件制造以及机械设备的大规模生产活动当中。

专用工装夹具设计的最终目的就是针对于特定的零部件生产工作的，因此在专用工装夹具的设计工作中，相关部门及工作人员要综合
考虑不同类型的影响因素，例如夹具的定位精度、夹具的稳定性以及系统的刚性等等，同时还需要考量夹具在使用过程中所带来的零部件装载，夹紧以及拆卸等因素，最大限度的提高生产效率。

现阶段，在汽车生产线和飞机装配线系统当中，所应用的夹具系统都是专用夹具定位系统，专用工装夹具在精密性行业的生产制造过程中正发挥着越来越重要的作用[2]。

模块化组合工装夹具的应用层次更为广泛，在制造业的各个领域当中均有着非常广泛的应用。

模块化组合工装夹具生产技术的发展，与工业生产环境的变化是密不可分的。

目前，柔性中小批量的生产模式普及程度越来越高，这也就对工装夹具系统提出了更高的要求，在生产过程中需要具备一定的柔性，进而在保证质量的条件下契合于产品和生产工艺的调整。

同时，在生产加工技术和设备不断改进的状况下，模块化组合工装夹具的技术改进以及大量焊装机器人的应用，都在一定程度上推动了组合式夹具的应用和普及。

三、焊接工装夹具在机械装备制造业当中的具体应用
从目前的发展现状上来看，我国许多工程装备制造企业都已经开始大范围地应用现代化焊接工装夹具在进行零部件的生产和制造工作，为工程机械装备的生产过程提供了非常大的便利。

工程机械装备当中的许多大型零部件在单独制造的过程当中存在着一定程度上的困难，通常都是通过几个零件焊接的方式进行生产的，焊接工装夹具技术上的进步，可以保证大型零部件在使用过程中具有强大的物理性能和机械性能，尤其是模块化组合焊接工装夹具的普及，为工程装备制造企业在技术层面上的发展提供了重要的源动力。

工程机械装备的生产规模相对较小，因此在生产过程中不宜使用高刚线的专用生产线系统。

在这里我们以国内某著名工程机械装备生产企业为例，该企业所应用的Bluco组合焊接夹具系统在大型零部件的焊接工作当中的应用具有强大的实践意义，不仅能够提升工程装备制造生产工作的效率，同时还能够节约生产过程中所耗费的成本，实现企业生产水平的长效发展[3]。

该企业在零部件焊接生产的过程中主要分为两个部分，第一部分是手工点焊，第二部分是焊接机器人的自动焊接。

这种生产模式是企业充分参考自身的实际生产情况而制定的，由于企业的生产规模属于中小批量生产，如果使用大规模机器人自动化焊接的方式，则会大量增加生产过程中成本的投入，同时整个生产系统的刚性过强，也不利于柔性灵活的生产组织长效发展。

通过这种配置手段，能够使企业的生产效率、生产质量和生产成本投入处于一个相对平衡的状态，在模块化组合夹具的优化配置当中，每个焊接零部件的位置都能够被精确定位，并在生产制造的第一时间进行夹紧。

在生产过程中，首先通过手工点焊的方式对各个零部件之间的位置关系进行固定，之后再通过焊接机器人完成焊接任务，保证了整个焊接流程优质高效。

四、计算机技术在焊接工装夹具设计层面当中的应用
CAD技術能够为焊接工装夹具的设计工作提供极大的便利，是目前焊接工装夹具设计工作当中的基础性手段。

通过CAD软件的应用，能够使设计人员快速完成组合夹具的设计和安
装，并且从根源上对设计方案进行优化。

同时CAD软件所具备的模拟仿真能力，能够模拟出焊接工装夹具的工作流程，进而使夹具系统的设计工作更加科学合理。

五、总结
本文当中笔者结合具体情况，对先进焊接工装夹具在机械装备生产制造过程当中的应用进行了系统化的分析论述，旨在于通过此次研究分析，进一步推动先进焊接工装夹具在机械装备制造行业当中的应用层次，使我国的工业生产领域得到长足的发展和进步。

参考文献：
[1]余建军，任治军，王辉.先进焊接工装夹具及其在机械装备制造业中的应用[J].机床与液压，2011，39（12）：115-121.
[2]陈晓.先进焊接工装夹具及其在机械装备制造业中的应用[J].现代制造技术与装备，2017（8）：117-118.
[3]刚铁.装备制造业与焊接技术[J].焊接，2007（11）：1-5：。