計算機輔助技術(shù)在柔性焊接夾具設(shè)計中的應(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現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的系列化、標準化夾具元件或功能部件，簡化設(shè)計和快速制造，或組裝成各種夾具，己成為夾具產(chǎn)品開發(fā)的基點，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化、組合化的設(shè)計能夠擴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，是實現(xiàn)夾具制造“短、平、快、廉”的重要手段。

（一）計算機輔助柔性焊接夾具設(shè)計系統(tǒng)

夾具模塊化設(shè)計為先進的計算機輔助夾具設(shè)計工作打下基礎(chǔ)，通過基于三維CAD系統(tǒng)的先進夾具設(shè)計系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)快速的組合夾具方案設(shè)計和裝配，可以優(yōu)化設(shè)計、模擬仿真機械工具的加工制造過程，能為用戶提供正確、合理的配套夾具。因而，模塊、組合化設(shè)計對夾具行業(yè)利用現(xiàn)代信息技術(shù)、提升產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)服務(wù)能力具有十分重要的意義。

（二）計算機輔助柔性焊接夾具的技術(shù)發(fā)展

近三十年來在國內(nèi)的制造業(yè)領(lǐng)域，相對于先進的計算機輔助設(shè)計技術(shù)在各個方而的飛速發(fā)展和應(yīng)用，夾具設(shè)計還是一片待開發(fā)洼地。這其中的一個重要原因就在于夾具設(shè)計從技術(shù)傳統(tǒng)上來說主要還是一個基于經(jīng)驗的工作過程，例如設(shè)計加工制造工藝較復(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。因此，對企業(yè)生產(chǎn)工藝知識的積累和運用就成為先進計算機輔助夾具設(shè)計技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的一個重要熱點問題，特別是工裝夾具設(shè)計知識和經(jīng)驗的建模與利用。

當前計算機輔助裝夾工藝設(shè)計領(lǐng)域的另一個熱點問題就是對設(shè)計的分析和優(yōu)化。例如近年來快速發(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)計中的應(yīng)用。精密薄壁零部件制造的工裝夾具設(shè)計是一個相當復(fù)雜的工作，容易受到加工過程中的力、熱等因素的影響。而反復(fù)物理實驗的方法成本太高，可行性低。通過結(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、精度進行研究，從而對工藝方案作出評估。HURTADO等基于對加工過程工件公差和變形的分析，提出了一個夾具系統(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，通過分析工件的加工精度要求，能夠得到一個優(yōu)化的工裝夾具布局方案。