摘要：随着焊接技术的不断发展和进步，现代焊接技术在机械装备制造业中得到了越来越广泛的应用，焊接工装夹具在具体的使用不仅可以保证产品制造精准度，同时还能提升劳动生产率，有效的减少工人劳动强度。机械工件加工过程中应用工装夹具以提高产品质量和生产效率,其中工件在夹具中的定位极为重要,限制工件的自由度,同时保证工件的加工面和夹具定位元件接触,选择合适的定位基准。文章就针对机械类零件加工的工装设计改进进行了研究和探讨。
关键词：工装夹具；机械；零件；设计；应用
1导言
现代社会焊接技术不断革新，焊接工艺在机械装备制造领域里也得到了极为广泛的运用。因此，焊接工装夹具凭借着在技术、生产等多个层面具有的突出优势，成为了制造业中不可或缺的重要组成部分。
2焊接工艺的工装夹具系统
2.1焊接工装夹具的特点
焊接工装夹具和以往的切削型工装夹具有所不同，其特征大致可分为以下几点：第一，原始的切削型工装夹具主要针对的目标是单一的零部件，而焊接工装夹具的针对目标则是几个零部件构成的装置物。第二，操作焊接工装夹具所需的精度更低。第三，在实际焊接时，零部件与夹具承受的力度更低。
2.2焊接工装夹具的分类
一般来讲，焊接工装夹具有着一定柔性。夹具大体可分成两类，一类是专用夹具，一类是通用夹具。专用夹具在目前的制造业内运用十分广泛，尤其是一部分具有较高复杂性和精密度的零部件，还有一些机械装备的大批量生产。由于专用夹具设计的目的就是为了生产某些独特的零部件，因此，必须在制作夹具时综合考虑到多方面的因素，例如定位精度、稳固性、便于零部件装卸，等等，从而提升零部件生产效率。当前许多新型生产系统，比如汽车装配系统等，都是由极为精密的工装夹具制作定位系统。
3焊接工装夹具在制造生产中的作用
3.1保证焊接质量
现阶段，相关领域对各类机械设备需求量越来越大，为机械制造领域带来了诸多发展机遇。传统工作中，我们能够发现焊接质量不符合要求的情况，如变形、应力不足等。究其根本是受到焊件过热或者过冷所致，导致机械构件无法达到预期的要求。而随着焊接技术的发展及普及，焊接工装夹具成为焊接工人工作不可缺少的一项工具，其不但能够确保零件位置的精准性，避免焊件形变等问题，且能够提高焊接有效性，兼顾质量与效率双重目标。在此基础上，我们避免由于焊接质量不过关造成的产品报废，在很大程度上提高了机械制造企业经济效益。因此在日后工作中，焊接人员应采用焊接工装夹具，严格按照图纸开展焊接工作，通过锁紧装置实现对变形方向及应力的有效控制，满足后续工作的需求。
3.2优化现有资源
现阶段，受到焊接技术的限制，焊接工艺在实际工作中的落实主要由准备、焊接等环节构成。通常来说，焊接结构件定位等工序仅是制造生产的一小部分，占比较小，对人力资源消耗较小，而准备及善后等工作对于劳动力消耗非常大，占比非常大，需要消耗大量资源。而采用焊接工装夹具，能够促使焊接工作组队等工作全部交由一人完成，解放了大量劳动力。因此，在焊接过程中如果采用高效率的焊接工装夹具就可以简化每一次的定位、固定工作，实现对整个焊接流程的压缩，实现对现有各项资源的优化和重组，形成新的生产格局。不仅如此，焊接工装夹具的使用最直接的表现就是为企业创造了更大的经济效益。
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4工装夹具在机械制造生产中的设计及应用
4.1箱体零件加工的工装设计改进
箱体零件加工的工装设计有简单低强度的箱体类零件加工工装设计和高强度复杂的箱体类零件，在研究加工超高强度且复杂的箱体类零件的过程中，明确编制合理的零件加工工装设计的各种详细流程、有效的利用各个车间的共有资源和切削各类刀具、选择合适的装夹定位方案还有分析件热后的变形规律并加以控制和设定合理的切削用量、引入曲线插补优化是对复杂箱体类零件加工的质量和提高生产效率的一种保证。
4.2焊接工装夹具的应用
焊接工装夹具与传统的切削工装夹具相比有以下特点：切削工装夹具对象是一个零件，焊接工装夹具的对象为多个零件；焊接工装夹具要求的控制精度比切削工装夹具要低； 焊接工装夹具受到的热应力远低于切削工装夹具的切削应力。与切削工装夹具一样，焊接工装夹具也分为专用夹具和通用夹具两种，专用工装夹具是指针对某个特殊要求的零件或工序而设计的夹具，通常用于大规模批量生产，通用夹具是指经过适当调整或更换几个零部件就可以在许多零件上使用的夹具，一般是指模块化组合工装夹具，适用于小批量柔性加工，能够在保证质量的情况下快捷迅速的适应产品和生产工艺的调整。近几年来，随着生产加工技术的提高、焊接机器人的大量推广应用，模块化组合夹具技术也得到了充分的发展和应用，如安装使用的效率提高、夹具零件的精度提高等，这不仅促进了组合夹具的标准化、模块化，大大提高了工装夹具的使用范围，还有利于降低中小批量、多类型产品的制造成本和制造时间。模块化的组合工装夹具从连接安装方式上可以分为槽系、孔系、槽孔结合系三种，从现代工程使用的整体状况来看，孔系组合夹具在系统的精度、强度、安装使用的快捷程度上占据很大的优势，从而取得了更为广泛的应用。
4.3机械装备制造中焊接组合夹具的应用
从世界范围内来看，一些优秀的机械制造企业已经积极引入了先进的焊接技术，在一定程度上提升了本企业综合实力。一般来说，很多大型机械装备单独构件焊接难度较大，因此主要采取单独焊接方式。此时焊接组合夹具的重要性就越发明显。只要在机械装备制造中得到较好的运用，使焊接起来的零部件依旧可以保持着很好的物理机械性能，这就推动了先进焊接工装夹具在这些机械工程装备制造业中得到了广泛的运用。目前我国的机械制造业中，大部分机械装备生产仅限于中小规模的成产，并不适合用在高强度的生产系统中，因此，焊接组合夹具的优势在工程制造的生产中可以充分的发挥出来。
4.4套筒零件加工的工装设计改进
机器中套筒零件的应用在很多方面都发挥了重要作用，常见的套筒零件有液压系统中的液压缸、支承回转轴的各种形式的滑动轴承、内燃机上的汽缸套、夹具中的导向套等。虽然套筒零件的结构、尺寸和用途都不相同，但它们均有一个共同点：结构比较的简单。以下就长薄壁套筒工件的装夹加工工装设计。长薄壁套筒工件的装夹加工，对不锈钢进行设计时，不锈钢的切削速度会稍微提高一些，这样切削的温度就会比一般的温度高些，若其刀具磨损程度加剧，则它的耐用度就会很大幅度的下降。为了保证合理的刀具耐用度，就必须要降低切削的速度，那么一般就会按加工普通碳钢的40%一60%作为参考。由于加工含碳量较低的不锈钢有较明显的粘刀现象，在切削过程中要选用非常好的润滑效果的润滑油和冷却效果比较好的切削液；选择锯片铣刀切削时，刀齿不要太多，并且它的齿槽还要深一点，尽量要将刀齿磨成错齿，这样对排屑和减少切削力有非常大的帮助。在切削不锈钢工件的时侯，注意的是对工件进行调质处理。通过对不锈钢调质的处理后，可以获得优良的综合力学性能，这样对其切削加工性能比有很大改善。通过正确的操作过程，在某些地方进行适当的改进，这样就可以让机械类零件加工的工装设计得到好的调理。
结束语
综上所述，随着机械加工技术的发展和进步,对产品的加工精度提高了较高的要求,因此在实际加工过程中必须应用可靠的工装夹具保证被加工工件位置的精确性。相关技术人员必须要掌握焊接组合夹具的实际应用方法，利用先进技术改良并发展焊接工装夹具，进一步推动我国机械装备制造行业的迅速发展。
参考文献
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[3]颜廷立.探讨先进焊接工装夹具在机械装备制造中的运用[J].山东工业技术,2016,19:292.
论文作者:王品, 刘壮
论文发表刊物:《基层建设》2016年32期
论文发表时间:2017/1/18
标签：夹具论文; 工装论文; 零件论文; 加工论文; 组合论文; 工件论文; 零部件论文; 《基层建设》2016年32期论文;