數控機（jī）床

      1 、 前言

  
     產品生產（chǎn）過程中（zhōng），周期與成本是兩個十分重要的因素。尤其在新品研製階段，由於（yú）產品尚未定型，產品（pǐn）結（jié）構更改及工（gōng）藝更改比較（jiào）頻（pín）繁，給生產準備、尤其是工藝裝備的設計和製造帶來很大困難，不但（dàn）會造（zào）成工藝（yì）裝備成本（běn）的增加，同時生產準備（bèi）周期會大大延長。因此，在（zài）產品研（yán）製（zhì）階段，大量采用組合夾具是縮短生產準備周期，降低（dī）工裝成本的重要途（tú）徑。傳（chuán）統的組合夾具由於其自（zì）身係統存在不足而影響了柔性組合夾具功能的發揮，因此在原（yuán）有組合夾具技（jì）術係統的基礎上進一步的開（kāi）發、創新，對於深入挖掘（jué）柔性組合夾具（jù）高效、快捷的潛在功效（xiào）十分必要。

       2  、組合（hé）夾具的特點及應用範圍

      2.1組（zǔ）合（hé）夾具的定義

      組合夾具是工藝（yì）裝備（bèi）的一部分，是由一係列標準化、模塊化的（de）元（yuán）件，根據產品加工要（yào）求而組裝出來的夾具，可以理解成高度（dù）標準化的專用夾具，但（dàn）因其元件可以循環應用，夾具能夠（gòu）實現快速組裝、快速調整，因（yīn）此能夠縮短60%以上的夾具生產周期，節省80%以上的原材料。

      從功能上講，組合夾具屬於專（zhuān）用夾具的一種，從其結構特（tè）點（diǎn）上說，組合夾具屬於可循環利用的（de）並具有（yǒu）高精度、高強度的標準化元件組裝成的（de）易聯結和拆卸的夾具，目前通用的說（shuō）法將（jiāng）組合夾（jiá）具與專用夾具分開，主要是依據夾具的設計（jì）製造過程，專用（yòng）夾具需要工裝製造廠根據設計圖樣製造專用元件，而組合夾（jiá）具則是直接選用通用元器件。

     2.2組合夾具的類別及特點

       按元件結構區分，組（zǔ）合夾具一般可分為槽係和孔係兩種，近年來，隨著國內外組合技術的不斷發（fā）展，在以上兩種元件的基礎上又開發出了孔、槽係集成元件。

      組合夾（jiá）具的最大特點（diǎn）是周期短（duǎn）、見效快，雖然一次投資成本較大（dà），但由於其元件的循環應用（yòng）功能，按一個機型或幾個機型循環綜合計算，工裝成本將（jiāng）會大大降低。

      2.3組合夾具的應用範圍

      從加工零件的批量來看（kàn），組合夾（jiá）具（jù）最適用於新產品研製、試（shì）製、單件和小批量生產，對（duì）於產品變換頻繁，改型周期短（duǎn），產品類型多的部門和企業，大量（liàng）使用組合夾具的經濟效益較明顯；從加工工序分析，組合夾具對於鑽（zuàn）、銑、車、磨（mó）、鏜等加工基（jī）本都可適用，部分裝配、焊接（jiē）、檢驗工序也可實現；從精度等級方麵（miàn），組合夾具的直線尺寸精度可控（kòng）製在±0.05範圍之內，角度誤差可控製在±5′以內；從加工零件的外廓尺寸來看，一般尺寸在1000mm以下的零件夾具均可組合，而現在出（chū）現的大（dà）型組（zǔ）合元件使夾具的應用範圍又擴大了很多。

     2.4組合夾具（jù）的產品研製中的作用

     (1) 縮短生產準備周期，適（shì）應（yīng）市場快速反應需求；
     (2) 減少專（zhuān）用工裝數量（liàng），降低研發成（chéng）本（běn）；
     (3) 調整靈活、快速（sù），降（jiàng）低研發風險；
     (4) 為後期批量生產時工裝設計和製造提供基礎證據；
     (5) 節能降耗。

        3、  國內組合夾具應用現（xiàn）狀

      3.1組合夾具應用（yòng）情況

      目前國內組合（hé）夾具應（yīng）用範（fàn）圍（wéi）十分廣泛，遍及航空、航天、船舶、汽車、機械、紡織等係統，其中航空係統各主機廠（chǎng）都大量采用組合夾具。夾具組裝技術從最初的純手工（gōng）作業方（fāng）式正逐步與數字化設計、信息化管（guǎn）理等先（xiān）進（jìn）技（jì）術接軌，專業範圍除傳統的機械加工外，也逐（zhú）步向導管焊接、裝配、檢驗等專業滲透（tòu）。

      3.2目前組合夾具係統處在的不足

      從原理（lǐ）上（shàng）說，組合夾具能夠（gòu）替代90%以上的專用工裝，但實（shí）際應用中，如果不能處理（lǐ）好組合夾具自身係統存在的不足，其利用率會大打折扣，目前（qián）國內（nèi）組合夾具尚不能大量普及的（de）主要原因有（yǒu）以下幾點：

     （1）一次投入成本高。組合夾具元件屬高精度（dù）元（yuán）件，其價（jià）格（gé）較貴，雖然具備循環應用特點，但如要批量使用，一次性投入較大，而見效需在使用一（yī）定數量規模的情（qíng）況（kuàng）下才能體現，所以一般中小（xiǎo）型企業，尤（yóu）其是在（zài）產（chǎn）品來源不固定的（de）情況下欲使用組合夾具投入較大，風險相對增加（jiā）。在這種情（qíng）況下可以考慮（lǜ）租賃使用（yòng）。
     （2）專業技術發展慢，社（shè）會效應未能充分（fèn）體現（xiàn），廣告效應低。
     （3）元件係統相對孤立。傳統（tǒng）的槽係和孔係組合夾具都是（shì）自成一派，相（xiàng）互之間兼容性低，各自優勢和劣勢（shì）明顯，不能互補。如槽係夾具組裝方便，調節靈活，但剛性、穩定性不足；孔係夾具剛性好，精度高，但設（shè）計組裝過程繁瑣，調整困難。
     （4）傳統的生產方式（shì）落後，夾具生產的絕對時間短，但不能實（shí）現即時供應。

        4、現代柔性組合夾具的發展趨勢

        現如今由於產品多樣化，新品（pǐn）研製過程的複雜化，工件精度要（yào）求的高度化，工藝裝備的柔性化，對組合（hé）夾具結構的要求更具體展現出來，不但要解（jiě）決結構靈巧、使用方便（biàn）、安全可靠等問題，而且要超多種類夾具、多品種（zhǒng）元件的方向發展，使（shǐ）各種係列類型元件之間能（néng）夠互通、配套、結合、選優。

      4.1數（shù）字化技術應用於組合夾具生產過程中

        隨著計算（suàn）機設計技術，尤其是數字化設計技術（shù）的逐步成（chéng）熟，組合夾具的發展必須與先進（jìn）的技術接軌，其功能才能得到更大的發揮。由於產品設計的上遊數據均采（cǎi）用三維數據集的形式傳輸，產（chǎn）品的更多數據信息（xī）隻有通過數學模型才能讀取，因此傳統的按圖紙、工序件組裝夾具越來（lái）越受（shòu）限製。單純講工藝裝備（bèi）的數字化設計（jì），已經（jīng）是成（chéng）熟（shú）的技術，但數字化（huà）設計技術與組合夾（jiá）具的結合，尚未更好地普（pǔ）及。組合夾具（jù）設計模塊（kuài）的開（kāi）發，為實現組合夾（jiá）具的（de）設計和（hé）模擬組裝提供了基礎。未來的組合夾（jiá）具，可以理解成完全（quán）標（biāo）準化的工藝裝備，其設計與目前的工裝設計過程一致，將（jiāng）是完全的數字化設計和信息化（huà）管理。

      4.2組合夾具（jù）係列、結（jié）構的變（biàn）化與更新

       目前我國組合夾具的主打係列還是以槽係夾具為主，這類夾具靈活性高，組裝調整方便，適用於鑄件、模鍛件等不規則基準麵零件夾具的（de）組裝，以及粗加工、半精加工等工序所用的夾具。不足之處在於元件之（zhī）間的（de）聯結剛（gāng）性差，夾具穩定性不足，夾具精度易受撞擊等外界因素的影響（xiǎng）而變化，夾具很難承受大切（qiē）削力（lì）。在歐美（měi）等國家，孔（kǒng）係組合夾具應用（yòng）較廣泛。該係列的特點是元件之間剛性聯（lián）結，組裝出的夾具精度高，剛性好，不易變形，但靈活性不足，調整不方便。我們結合二者優勢，開發出了孔、槽係列結合的元件係統，即開發出部分部分元件，能使（shǐ）傳統孔槽係列元件完全（quán）兼（jiān）容使用，將二者的優勢得以從分發揮，同（tóng）時又最大限度的彌補了其原有的缺陷。

      4.3孔槽結合類組合夾具的基本原理

      從多年應（yīng）用中可（kě）以得出結（jié）論，槽係組合夾具的最大缺陷是剛性和穩定性不足，究其根（gēn）本是多元件疊加使用時連接剛性不足，就單個元件來講都是經過試驗和（hé）實（shí）踐驗證的。連接的剛性主要取決與其固有的結構特點和連接方式。而孔係夾具調整不靈活，主要體現在基（jī）礎元件上孔位的固定性。一套優質的工（gōng）裝，定位 、引導等結（jié）構裝置要求穩定、可靠，而壓調整機構則需（xū）要方（fāng）便靈活。基於以上原理，我們開發孔槽結合類夾具元（yuán）件的主要思路是（shì）利用槽係夾具的基礎板作為夾具基體，夾具體中定位、支撐等機構采（cǎi）用孔係係列元件，從而既能保證夾（jiá）具（jù）主要結構的剛性、強度（dù）和穩定性，而（ér）壓緊、調（diào）整（zhěng）等機構從槽係基礎板上安裝，其靈活性將大大提高。

      4.4孔（kǒng）槽結合（hé）類組合夾具示例

      上圖是孔槽係列元件結合應用的一個簡單示例，該夾具中，基礎（chǔ）板采用的是槽係元件（jiàn），上麵的（de）支撐件采用孔係元件，把兩種係列元件連接在一起的是我們新開發的孔槽（cáo）過渡支承件（jiàn）的一類，針（zhēn）對（duì）不同的連接方式對應不同的新（xīn）型過渡（dù）件結構，同時，由於孔、槽係元件（jiàn）連接方式的不同（tóng），過渡（dù）連接件需要特殊的（de）緊固件和專用工具。

        5、結論

        隨著中國裝備（bèi）製造（zào）業（yè）的迅猛發展，產品更新換代的日益（yì）頻繁，新型柔（róu）性組合夾具將（jiāng）會得到更加廣（guǎng）泛（fàn）的應用，其快速、簡捷、省工、省時、省錢的優勢將會得到更（gèng）大的發揮。隨著夾具組裝技術的不斷進步，元件係統的逐步更新（xīn）、升級，組合夾具的使用範圍、實用功能等將會大大（dà）提高，其發展空間，市場前景還有很大的潛力可以挖（wā）掘。（文自：沈陽機床股份有限（xiàn）公司 ）