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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:5244
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-02-26 05:49:50
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

先进焊接工装夹具在机械装备制造业中的应用

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 孙孝彦,孙福银,雷磊
资料简介

摘要:近年来,我国的科技迅猛发展。 随着焊接技术的不断发展,在新形势下,焊接工艺中的工装对零部件焊接工艺的质量和生产率等有直接影响。正确使用工装夹具并进行正确安装零部件,是零部件焊接中的先决条件。因此,焊接工艺的工装夹具得到了较好的发展,同时也在制造业中有较好的应用。本文对先进焊接工装夹具在机械装备制造业中的应用进行探讨。

先进焊接工装夹具在机械装备制造业中的应用

孙孝彦 孙福银 雷磊

中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东省,青岛市 266000

摘要:近年来,我国的科技迅猛发展。随着焊接技术的不断发展,在新形势下,焊接工艺中的工装对零部件焊接工艺的质量和生产率等有直接影响。正确使用工装夹具并进行正确安装零部件,是零部件焊接中的先决条件。因此,焊接工艺的工装夹具得到了较好的发展,同时也在制造业中有较好的应用。本文对先进焊接工装夹具在机械装备制造业中的应用进行探讨。

关键词:先进焊接工装夹具;机械装备制造业;应用

引言

新时期,焊接技术获得了较大的发展,焊接工艺中的工装不仅影响焊接工艺的质量,还能够影响生产的效率。也就是说,正确使用焊接工装夹具是机械制造过程中安装和焊接零部件的重要基础和先决条件。因此,本研究主要从以下四个方面展开了论述。

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。

2先进焊接工装夹具在机械装备制造中的重要性

2.1有利于保障焊接的质量

焊接工装夹具是机械装备制造中的重要的且基础性的工艺元素。一般来说,焊接工装夹具与机械制造的相关成本占整个制造装备生产系统的10%至20%。近年来,随着焊接工艺技术的发展,焊接工装夹具也获得了迅速的发展,且在机械制造装备中获得广泛的应用。其中,最主要的原因是由于先进的焊接工装夹具能够保障焊接的质量。目前,随着相关领域对各类机械装备需求量的增加,在传统切削工装夹具取法满足条件的情况下,先进焊接工装夹具能够进一步保障焊接的质量。这主要是由于其能够兼顾质量和效率的双重目标,还能够同时兼顾准确性和完整度。因此,将先进焊接工装夹具应用于机械装备制造中是十分重要的。

2.2有利于优化现有的资源

目前,在焊接技术限制的情况下,焊接工艺在具体的落实过程中,其主要由准备环节以及焊接等环节构成。一般来说,焊接结构件定位等工序仅仅是机械装备制造中的小部分,其占比很小。因此,在这一过程中,对于人力资源的消耗也较小。然而,其在准备以及善后等工作方面,对于劳动力的消耗则很大,进而消耗大量的资源。与此同时,先进焊接工装夹具还能够简化固定工作、每次定位等,进而将压缩焊接流程,实现优化和重组,进而形成新的格局。因此,先进焊接工装夹具能够优化现有的资源。

3先进焊接工装夹具在机械装备制造业中的应用

3.1计算机辅助技术在焊接工装夹具设计中的应用

随着信息技术的逐步发展,计算机辅助设计在各个领域中得到广泛的发展和应用,夹具设计方面的工作还有待实际考量,其中重要原因是焊接夹具设计建立在传统焊接基础之上,总结传统焊接技术经验,融合现代技术,以此来提升技术水平,本质上是一个经验积累的过程。因此很多复杂零部件的焊接,还需要专业经验丰富的工程师承担工作。因此企业在日常生产工作中,还需要加强经验的积累,采取先进夹具设计,对制造要点给予更多关注。运用计算机的三维CAD系统,可以快速的进行相应组合夹具的设计与安装,还能使设计方案更加的优化,在具体的操作中模仿出仿真机械工具的加工流程,从而才能设计出更为科学、精准的夹具设备。例如:美国伍斯特理工学院的教授曾与卡特彼勒公司相关联合,深入的研究了计算机辅助焊接夹具设计的先关工作,从而推出了极为有效的计算机辅助夹具设计系统,这一系统的主要功能有以下几点:1.能够利用焊接技术特征以及相应的焊接工艺方案对装夹定位技术进行深入的解析。2.能够充分的利用组合夹具部件装配,实施自动化装夹定位。3.协助设计师检查设计方案的具体内容,以此来提升方案的可靠性。4.对设计方案实施一体化模拟解析模式,便于日后相关工作的顺利展开。5.能够自动保存装夹设计的相关有效数据信息。6.在具体使用中,操作人员可以提前实现制定的功能输入,如装夹方案模拟、动态过程输入等。

3.2计算机辅助技术在焊接组合夹具中的良好应用

近年来,计算机辅助设计得到快速发展,夹具设计还应进行深入研究。因为夹具设计是一个长期的过程,整体上以经验为主,在实际设计加工制造工艺中具有一定的难度。同时,零部件装夹方案也应进行深入的研究,且对于设计师的要求经常以工作经验为主。因此,对于企业发展,整体上不仅应注重计算机辅助夹具设计技术发展,还应关注工装夹具设计知识以及实际中的经验利用等,以促进企业自身的良好发展。计算机辅助装夹工艺在实际设计过程中应该以设计分析和具体优化为主要核心。在工装夹具设计中,精密薄壁零部件设计是一个长期工作,不能在短时间内有效完成。因为在实际设计加工中,力、热等一些因素会产生较大影响,而反复的物理实验成本较高,拥有较低的可行性。通过对结构、力和热等相关因素进行仿真分析,深入研究铝合金薄壁零部件在工装夹具方案中的应力,进而评估工艺方案。当前形势下,有限元技术零部件工装夹具在工艺方案数值分析中发展迅速,但会在实际发展中过多地将加工过程热因素集中在一起。另外,数值模拟和相关仿真在加工工艺过程中是一项较为重要的技术。在装夹环境下的完整模拟,优化道具、机器人等操作流程,以深入分析零部件工装夹具设计方案,达到优化的效果。

3.3信息技术在焊接夹具设计过程中的应用

近年来,随着信息技术的飞速发展,计算机辅助技术在焊接工装夹具中也获得广泛的应用。其中,计算机辅助技术的应用就是最好的例子。计算机辅助技术,如三维CAD系统,其不仅能够快速组合夹具的安装和设计,还能够设计出更加科学且精确合理的夹具系统。然而,目前我国在这方面的研究却还处于较为初级的起步阶段,因而其在将信息技术应用于焊接夹具方面还有很大的不足。为促使信息技术在焊接夹设计过程中的应用,从而促使先进工装夹具能够更加广泛地应用于机械装备制造过程中,应主要从以下几方面着手:第一,政府增加这方面的投入,以吸引更多的学者加大这方面的研究。第二,学校应加大这方面人才的培养力度和强度,进而促使我国在这方面的人才在数量和质量方面获得充足的保障。

结语

总而言之,在实际加工中应解决零件加工时出现的情况和问题,此外在具体零件设计中应添加加工工艺夹具,进行针对性设计过程中,应对钻套技术给予一定性的技术支撑,从而避免钻头出现跑偏现象,真正意义上保证零件加工的精度,进而提高实际生产效率。

参考文献

[1]宋彩艳,宁祎,韩莉莉,等.焊装夹具及其柔性化在工业制造中的应用综述[J].现代制造技术与装备,2017(9):109-111.