計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在柔性焊接夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

典型的組合夾具系統(tǒng)中，每套柔性焊接夾具都是由夾具基體、定位、支承和夾緊等元件組成。夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件或功能部件，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和快速制造，或組裝成各種夾具，己成為夾具產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化、組合化的設(shè)計(jì)能夠擴(kuò)大夾具元件的使用功能和應(yīng)用范圍，獲得事半功倍的效果，是實(shí)現(xiàn)夾具制造“短、平、快、廉”的重要手段。

（一）計(jì)算機(jī)輔助柔性焊接夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)

夾具模塊化設(shè)計(jì)為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)，通過(guò)基于三維CAD系統(tǒng)的先進(jìn)夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)快速的組合夾具方案設(shè)計(jì)和裝配，可以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)、模擬仿真機(jī)械工具的加工制造過(guò)程，能為用戶(hù)提供正確、合理的配套夾具。因而，模塊、組合化設(shè)計(jì)對(duì)夾具行業(yè)利用現(xiàn)代信息技術(shù)、提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和技術(shù)服務(wù)能力具有十分重要的意義。

（二）計(jì)算機(jī)輔助柔性焊接夾具的技術(shù)發(fā)展

近三十年來(lái)在國(guó)內(nèi)的制造業(yè)領(lǐng)域，相對(duì)于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在各個(gè)方而的飛速發(fā)展和應(yīng)用，夾具設(shè)計(jì)還是一片待開(kāi)發(fā)洼地。這其中的一個(gè)重要原因就在于夾具設(shè)計(jì)從技術(shù)傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō)主要還是一個(gè)基于經(jīng)驗(yàn)的工作過(guò)程，例如設(shè)計(jì)加工制造工藝較復(fù)雜的零部件的裝夾方案常常要求工程師有許多年的業(yè)內(nèi)工作經(jīng)驗(yàn)。因此，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)工藝知識(shí)的積累和運(yùn)用就成為先進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要熱點(diǎn)問(wèn)題，特別是工裝夾具設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的建模與利用。

當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助裝夾工藝設(shè)計(jì)領(lǐng)域的另一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題就是對(duì)設(shè)計(jì)的分析和優(yōu)化。例如近年來(lái)快速發(fā)展的基于有限元技術(shù)的“工件一夾具系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)與應(yīng)力的仿真與數(shù)值分析研究工作在薄壁件加工制造的工裝夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。精密薄壁零部件制造的工裝夾具設(shè)計(jì)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的工作，容易受到加工過(guò)程中的力、熱等因素的影響。而反復(fù)物理實(shí)驗(yàn)的方法成本太高，可行性低。通過(guò)結(jié)構(gòu)、力、熱等多因素藕合的仿真分析能夠?qū)︿X合金薄壁零部件在設(shè)定的工裝夾具方案下的應(yīng)力、變形、精度進(jìn)行研究，從而對(duì)工藝方案作出評(píng)估。HURTADO等基于對(duì)加工過(guò)程工件公差和變形的分析，提出了一個(gè)夾具系統(tǒng)剛度優(yōu)化方法圈。在該方法中，假設(shè)工件一夾具系統(tǒng)是剛性連接的，通過(guò)分析工件的加工精度要求，能夠得到一個(gè)優(yōu)化的工裝夾具布局方案。