劉海詠李志明王 瑋

（1．沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 141000；2．錦州歐任包裝機(jī)械有限公司，遼寧 錦州 121000）

電子束焊接用柔性?shī)A具設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

劉海詠1李志明2王 瑋1

（1．沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 141000；2．錦州歐任包裝機(jī)械有限公司，遼寧 錦州 121000）

在保證加工質(zhì)量的前提下，合理設(shè)計(jì)及應(yīng)用柔性?shī)A具替代部分專用夾具，可以大大降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，加快新產(chǎn)品的研制及生產(chǎn)速度；應(yīng)用柔性?shī)A具還可以大量減少專用夾具的存儲(chǔ)空間，有利于現(xiàn)場(chǎng)管理。在特殊情況下，還可以設(shè)計(jì)制造形狀特殊的專用件與柔性?shī)A具元件配合使用，既減少了專用夾具數(shù)量又?jǐn)U大了柔性?shī)A具的應(yīng)用范圍。同時(shí)，柔性?shī)A具元件可以重復(fù)使用，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

夾具；組合夾具元件；柔性?shī)A具

1 柔性?shī)A具

柔性?shī)A具是以組合夾具元件為基礎(chǔ)組裝成的夾具。它是由預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)化組合夾具元件，根據(jù)被加工零件的工序要求組裝而成的。組成夾具的元件具有通用性，單個(gè)元件功能多樣，并具有互換性。組合夾具元件結(jié)構(gòu)靈活多樣，且可長(zhǎng)期重復(fù)使用。

2 設(shè)計(jì)及應(yīng)用

本文從公司生產(chǎn)實(shí)際情況出發(fā)，旨在通過(guò)研究設(shè)計(jì)及組裝焊接工序用大型柔性?shī)A具，發(fā)揮柔性?shī)A具靈活、快速，并且可重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，替代專用夾具，達(dá)到縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期、降低生產(chǎn)成本，解決生產(chǎn)急需的問(wèn)題。

本工序要求將四個(gè)已經(jīng)點(diǎn)焊在一起的葉片零件焊接成為一組（一聯(lián)）；每組零件有六條焊縫，分布在上安裝板外側(cè)、下安裝板內(nèi)側(cè)等。焊接上安裝板外側(cè)時(shí)，電子束照射方向?yàn)閺耐鈧?cè)向中心；焊接下安裝板內(nèi)側(cè)時(shí)，電子束照射方向?yàn)閺闹行南蛲鈧?cè)。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮在電子束焊接時(shí)，在兩個(gè)焊接加工方向上，在電子束的方向上都不能有組合夾具元件遮擋。因此需要設(shè)計(jì)兩套柔性?shī)A具。此處只討論焊接上安裝板外側(cè)用的柔性?shī)A具。

通過(guò)對(duì)焊接工序工作內(nèi)容分析可知，加工時(shí)（焊接），零件除了只受自身重力以外，沒(méi)有切削力的作用，柔性?shī)A具的定位部分和壓緊部分或只受很小的力；另外，焊接時(shí)，只是零件被焊接部分局部受熱溶化并連接，其余部分溫度并沒(méi)有變化。通過(guò)對(duì)焊接時(shí)零件的工作環(huán)境和受力情況分析可知，由組合夾具元件組裝成的柔性?shī)A具，完全能替代專用夾具。在特殊情況下，也可以設(shè)計(jì)與組合夾具元件相連接的擋板，用來(lái)防止焊渣飛濺問(wèn)題，更好的提高焊接質(zhì)量。

圖1

為了提高生產(chǎn)效率，結(jié)合組合夾具元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和焊接設(shè)備的功能，考慮每次裝夾十六個(gè)零件，每四個(gè)零件分成一組，共分成四組。

零件內(nèi)圓直徑約600毫米，外圓直徑約800毫米?？紤]到零件在組合上的安裝和組合夾具與設(shè)備連接，選擇用直徑600毫米帶連接孔的圓基礎(chǔ)板。

選用適當(dāng)長(zhǎng)度伸長(zhǎng)板與圓基礎(chǔ)板連接，用來(lái)擴(kuò)大圓盤(pán)直徑，實(shí)現(xiàn)零件安裝及定位；選用圓柱銷與鉆模板配合，實(shí)現(xiàn)零件外圓定位。

圖1為在UG環(huán)境下設(shè)計(jì)的組合夾具三維圖。通過(guò)虛擬裝配設(shè)計(jì)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際組裝，提高組裝質(zhì)量及效率。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用證明，該柔性?shī)A具設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊，組裝迅速，定位穩(wěn)定，零件裝夾方便，操作安全可靠，加工質(zhì)量良好，能夠保證零件焊接加工質(zhì)量要求。該柔性?shī)A具零件均為組合夾具元件標(biāo)準(zhǔn)件。該類型組合夾具設(shè)計(jì)完成后，一名操作工人從選件、組裝，到檢驗(yàn)， 1～2天即可完成。該柔性?shī)A具的應(yīng)用，極大的縮短了專用夾具的設(shè)計(jì)及制造時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本，解決了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的急需問(wèn)題。類似零件的專用夾具完全可以利用柔性組合夾具替代，值得推廣應(yīng)用。

[1]組合夾具組裝技術(shù)手冊(cè)[M]．原中國(guó)航空工業(yè)總公司第三0一研究所．

[2]UG NX7．5完全自學(xué)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010．

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