叉車(chē)貨叉架三維焊接工藝設(shè)計(jì)摘要：設(shè)計(jì)了一種用于叉車(chē)貨叉架生產(chǎn)的模塊式專(zhuān)用焊接夾具，通過(guò)成組技術(shù)的應(yīng)用，使得該副夾具可以焊接加工四個(gè)尺寸規(guī)格貨叉架；通過(guò)氣動(dòng)技術(shù)達(dá)到快速定位和快速夾緊。該夾具在原有工裝上進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，改進(jìn)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(jià)值，可以應(yīng)用于叉車(chē)其他焊接零部件生產(chǎn)，亦可推廣應(yīng)用于工程車(chē)輛制造行業(yè)。關(guān)鍵詞：叉車(chē)貨叉架；成組技術(shù)；氣動(dòng)技術(shù)；快速焊接夾具1刖言工藝設(shè)計(jì)是連接設(shè)計(jì)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(jì)工作也是依托于二維工程圖，開(kāi)展工藝設(shè)計(jì)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(chǎng)配套的操作說(shuō)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(jì)的束縛，缺乏形象化的、三維空間化進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的功能。在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的信息傳遞過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)人員、工藝人員、生產(chǎn)人員不斷進(jìn)行著二維、三維的重構(gòu)，造成了巨大的時(shí)間浪費(fèi)和諸多的理解歧義；從設(shè)計(jì)到工藝再到生產(chǎn)的過(guò)程數(shù)據(jù)傳遞量大、周期長(zhǎng)，極易出現(xiàn)由于設(shè)計(jì)、工藝及生產(chǎn)人員對(duì)于二維、三維信息理解不同而導(dǎo)致意圖表達(dá)不清，甚至理解完全錯(cuò)誤的危險(xiǎn)。統(tǒng)計(jì)資料表明，焊接結(jié)構(gòu)件在叉車(chē)整機(jī)重量中占到40%左右?；诜N種原因，許多叉車(chē)主機(jī)廠把焊接件作為自己的核心自制件。安徽好運(yùn)機(jī)械有限公司有著多年的結(jié)構(gòu)件焊接經(jīng)驗(yàn)，以校企合作方式與合肥工業(yè)大學(xué)一起以叉車(chē)貨叉架組焊件為研究對(duì)象，對(duì)其二維焊接工藝進(jìn)行研究并改進(jìn)，采用Pro/E軟件設(shè)計(jì)可視性強(qiáng)的三維工藝及動(dòng)畫(huà)視頻來(lái)表達(dá)工藝文件。2叉車(chē)貨叉架焊接工藝叉車(chē)具有三大焊接結(jié)構(gòu)，分別為門(mén)架、車(chē)架和橋體，而貨叉架是門(mén)架的一個(gè)主要部件，用于安裝貨叉或者其他屬具，帶動(dòng)屬具沿內(nèi)門(mén)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(gè)零件焊接組成，如圖1所示。圖1叉車(chē)貨叉架部件及其零件三維圖2.1貨叉架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)定位復(fù)雜。組成的零件較多，16個(gè)零件全部需六點(diǎn)定位，對(duì)定位元件的布置要求有嚴(yán)格的尺寸，同時(shí)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(gè)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(gè)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(jìn)后的焊接夾具要求滿(mǎn)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(shí)間縮短至原有的70%。（3） 每套部件的16個(gè)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(wèn)題及改進(jìn)原有貨叉架焊接夾具（1） 運(yùn)用成組技術(shù)，設(shè)計(jì)一套四個(gè)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(gè)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(wèn)題，解決方案如下：利用模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出四個(gè)定位元件，分別對(duì)應(yīng)四套部件，在需要焊接不同規(guī)格貨叉架時(shí)，通過(guò)更換對(duì)應(yīng)定位元件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)一副夾具加工四套貨叉架部件。（2） 利用氣動(dòng)技術(shù)以快速定位、快速夾緊代替手動(dòng)定位、手動(dòng)夾緊。改進(jìn)設(shè)計(jì)定位元件和夾緊元件，使其可以快速移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，提高定位精度，同時(shí)提高定位及夾緊效率約70%，解決部分手動(dòng)加工引起的效率低下問(wèn)題。4三維工藝設(shè)計(jì)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(hào)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(hào)工序用三維視圖來(lái)表達(dá)，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(diǎn)：1） 用三維視圖來(lái)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(shí)現(xiàn)；2） 其定位和夾緊方案直接用三維視圖來(lái)表達(dá)，以替代二維工藝文件中的抽象符號(hào)，直觀易懂；3） 其工步內(nèi)容以文字形式結(jié)合圖形進(jìn)行表達(dá)，清晰明確。通過(guò)以上設(shè)計(jì)，在第25號(hào)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(dá)了工藝技術(shù)要求。在對(duì)整個(gè)貨叉架的三維焊接工藝設(shè)計(jì)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(chē)貨叉架二維工序卡圖3叉車(chē)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(yùn)機(jī)械有限公司金結(jié)車(chē)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(xiàn)焊接加工。同時(shí)，該三維工藝設(shè)計(jì)可繼續(xù)應(yīng)用于門(mén)架、車(chē)身、橋架等其他叉車(chē)焊接件工藝設(shè)計(jì)。目前，某些工藝過(guò)程可以通過(guò)拍攝視頻展現(xiàn)，如裝配工藝等。但是，由于焊接生產(chǎn)過(guò)程的可視性極差，應(yīng)用三維工序卡及相關(guān)動(dòng)畫(huà)視頻能直觀地表達(dá)整個(gè)工藝過(guò)程，有效地解決這些問(wèn)題，可推廣至焊接一線(xiàn)員工培訓(xùn)及生產(chǎn)實(shí)際使用。該三維工藝設(shè)計(jì)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(shí)對(duì)比6結(jié)束語(yǔ)目前三維工藝設(shè)計(jì)正成為國(guó)內(nèi)企業(yè)的需求熱點(diǎn)，構(gòu)建以輕量化三維模型為核心，以三維視圖及動(dòng)畫(huà)為手段的詳細(xì)工藝設(shè)計(jì)，從而改善生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，減少操作錯(cuò)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(gè)長(zhǎng)期研究趨勢(shì)。參考文獻(xiàn)：［1］ 蔡凌波.叉車(chē)門(mén)架起升鏈條松緊度不一致的原因［J］.工程機(jī)械與維修，2014（12）：156.［2］ 趙永華，黃國(guó)棟，井文涵.叉車(chē)貨叉架側(cè)滾輪間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)改進(jìn)［」］.工程機(jī)械與維修，2015（07）：100-101.［3］ 李林福.叉車(chē)貨叉架與貨叉的減振結(jié)構(gòu)［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，1987（10）：10-14.⑷楊宏.淺析叉車(chē)起升機(jī)構(gòu)的常見(jiàn)故障及排除方法［J］.科技資訊，2007（08）：33-34.［5］ 周祥偉.探究叉車(chē)起升機(jī)構(gòu)的常見(jiàn)故障及排除方法［J］.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018,26（14）：58.［6］