叉車貨叉架三維焊接工藝設(shè)計

叉車貨叉架三維焊接工藝設(shè)計摘要：設(shè)計了一種用于叉車貨叉架生產(chǎn)的模塊式專用焊接夾具，通過成組技術(shù)的應(yīng)用，使得該副夾具可以焊接加工四個尺寸規(guī)格貨叉架；通過氣動技術(shù)達到快速定位和快速夾緊。該夾具在原有工裝上進行開發(fā)設(shè)計，改進了原有陳舊設(shè)備，節(jié)約了制造成本，充分利用企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備的潛在價值，可以應(yīng)用于叉車其他焊接零部件生產(chǎn)，亦可推廣應(yīng)用于工程車輛制造行業(yè)。關(guān)鍵詞：叉車貨叉架；成組技術(shù)；氣動技術(shù)；快速焊接夾具1刖言工藝設(shè)計是連接設(shè)計和生產(chǎn)的橋梁，傳統(tǒng)二維環(huán)境下，即使是在CAPP系統(tǒng)中，工藝設(shè)計工作也是依托于二維工程圖，開展工藝設(shè)計及工藝卡片編制及流程簽審等工作，再以紙質(zhì)工藝卡片形式下發(fā)至生產(chǎn)單位，加上生產(chǎn)現(xiàn)場配套的操作說明、安全規(guī)程等紙質(zhì)文件，最終指導(dǎo)生產(chǎn)人員加工制造的工藝體系。CAPP系統(tǒng)的核心還未跳出二維平面工藝設(shè)計的束縛，缺乏形象化的、三維空間化進行工藝設(shè)計的功能。在整個產(chǎn)品設(shè)計制造的信息傳遞過程中，由于設(shè)計人員、工藝人員、生產(chǎn)人員不斷進行著二維、三維的重構(gòu)，造成了巨大的時間浪費和諸多的理解歧義；從設(shè)計到工藝再到生產(chǎn)的過程數(shù)據(jù)傳遞量大、周期長，極易出現(xiàn)由于設(shè)計、工藝及生產(chǎn)人員對于二維、三維信息理解不同而導(dǎo)致意圖表達不清，甚至理解完全錯誤的危險。統(tǒng)計資料表明，焊接結(jié)構(gòu)件在叉車整機重量中占到40%左右?；诜N種原因，許多叉車主機廠把焊接件作為自己的核心自制件。安徽好運機械有限公司有著多年的結(jié)構(gòu)件焊接經(jīng)驗，以校企合作方式與合肥工業(yè)大學(xué)一起以叉車貨叉架組焊件為研究對象，對其二維焊接工藝進行研究并改進，采用Pro/E軟件設(shè)計可視性強的三維工藝及動畫視頻來表達工藝文件。2叉車貨叉架焊接工藝叉車具有三大焊接結(jié)構(gòu)，分別為門架、車架和橋體，而貨叉架是門架的一個主要部件，用于安裝貨叉或者其他屬具，帶動屬具沿內(nèi)門架升降，并承受全部貨重，貨叉架受力較復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，共由16個零件焊接組成，如圖1所示。圖1叉車貨叉架部件及其零件三維圖2.1貨叉架結(jié)構(gòu)特點定位復(fù)雜。組成的零件較多，16個零件全部需六點定位，對定位元件的布置要求有嚴格的尺寸，同時空間上不能干涉。夾緊元件布置要求高。由于零件處于不同的空間位置，每個零件均需可靠夾緊，因此，夾緊元件在空間位置上也有相應(yīng)的要求。貨叉架cf-1部件如圖2所示，同一系列的部件共有四套，其余分別為cf-2、cf-3、cf-4，其外形大致相同，尺寸各有不同，A-J是貨叉架的10個結(jié)構(gòu)尺寸，具體如表1所示。表1貨叉架四種規(guī)格具體尺寸2.2貨叉架焊接夾具工作要求根據(jù)使用要求，改進后的焊接夾具要求滿足以下工作要求:(1)能加工同一系列cf-1、cf-2、cf-3、cf-4的四套部件。（2） 快速定位和夾緊，提高效率，比現(xiàn)有夾具夾緊時間縮短至原有的70%。（3） 每套部件的16個零件需一次性定位和夾緊，焊接后能順利吊出。3原有夾具主要存在的問題及改進原有貨叉架焊接夾具（1） 運用成組技術(shù)，設(shè)計一套四個模塊式定位元件，使得一副夾具能加工四套貨叉架部件，。原有一副夾具只能加工一個貨叉架，為解決同系列不同尺寸貨叉架部件在一副夾具上焊接的問題，解決方案如下：利用模塊化設(shè)計，設(shè)計出四個定位元件，分別對應(yīng)四套部件，在需要焊接不同規(guī)格貨叉架時，通過更換對應(yīng)定位元件的方法來實現(xiàn)一副夾具加工四套貨叉架部件。（2） 利用氣動技術(shù)以快速定位、快速夾緊代替手動定位、手動夾緊。改進設(shè)計定位元件和夾緊元件，使其可以快速移動、轉(zhuǎn)動，提高定位精度，同時提高定位及夾緊效率約70%，解決部分手動加工引起的效率低下問題。4三維工藝設(shè)計貨叉架組焊工藝共分為9道工序，一份二維工藝文件共含有9張工序卡，以第25號工序——豎板與上、下掛板及中橫板焊接為例，如圖2所示。將第25號工序用三維視圖來表達，其三維工序卡如圖3所示。該三維工序卡是在保持技術(shù)上一致性的前提下，具有以下優(yōu)點：1） 用三維視圖來替代二維視圖，其三維視圖可用Pro/E、SolidWorks、Inventor等通用三維軟件完成，較易實現(xiàn)；2） 其定位和夾緊方案直接用三維視圖來表達，以替代二維工藝文件中的抽象符號，直觀易懂；3） 其工步內(nèi)容以文字形式結(jié)合圖形進行表達，清晰明確。通過以上設(shè)計，在第25號工序中，用2張三維工序卡替代了1張二維工藝卡，清楚表達了工藝技術(shù)要求。在對整個貨叉架的三維焊接工藝設(shè)計中，共用了13張三維工藝卡替代了9張二維工藝卡。圖2叉車貨叉架二維工序卡圖3叉車貨叉架三維工序卡5應(yīng)用該貨叉架三維工序卡首先被抽樣試用于安徽好運機械有限公司金結(jié)車間的6位新員工培訓(xùn)，結(jié)果顯示其讀圖效率平均可提高60%~70%，如圖4所示。目前，該套三維工藝技術(shù)文件已應(yīng)用于該企業(yè)的一線焊接加工。同時，該三維工藝設(shè)計可繼續(xù)應(yīng)用于門架、車身、橋架等其他叉車焊接件工藝設(shè)計。目前，某些工藝過程可以通過拍攝視頻展現(xiàn)，如裝配工藝等。但是，由于焊接生產(chǎn)過程的可視性極差，應(yīng)用三維工序卡及相關(guān)動畫視頻能直觀地表達整個工藝過程，有效地解決這些問題，可推廣至焊接一線員工培訓(xùn)及生產(chǎn)實際使用。該三維工藝設(shè)計方法亦可推廣至其他焊接企業(yè)，具有一定的推廣應(yīng)用性。圖4培訓(xùn)耗時對比6結(jié)束語目前三維工藝設(shè)計正成為國內(nèi)企業(yè)的需求熱點，構(gòu)建以輕量化三維模型為核心，以三維視圖及動畫為手段的詳細工藝設(shè)計，從而改善生產(chǎn)現(xiàn)場工作環(huán)境，減少操作錯誤，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，其深入應(yīng)用將是一個長期研究趨勢。參考文獻：［1］ 蔡凌波.叉車門架起升鏈條松緊度不一致的原因［J］.工程機械與維修，2014（12）：156.［2］ 趙永華，黃國棟，井文涵.叉車貨叉架側(cè)滾輪間隙調(diào)節(jié)機構(gòu)結(jié)構(gòu)改進［」］.工程機械與維修，2015（07）：100-101.［3］ 李林福.叉車貨叉架與貨叉的減振結(jié)構(gòu)［J］.起重運輸機械，1987（10）：10-14.⑷楊宏.淺析叉車起升機構(gòu)的常見故障及排除方法［J］.科技資訊，2007（08）：33-34.［5］ 周祥偉.探究叉車起升機構(gòu)的常見故障及排除方法［J］.科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2018,26（14）：58.［6］