柔性夹具的合理应用

摘 要：为了满足生产需求，加快产品的研制及生产速度，在保证加工质量的前提下，合理设计及应用柔性夹具替代部分专用夹具，可以大大降低生产成本，缩短生产准备周期。应用柔性夹具还可以大量减少专用夹具的存储空间，有利于现场管理。在特殊情况下，还可以设计制造形状特殊的专用件与柔性夹具元件配合使用，这样，既减少了专用夹具数量又扩大了柔性夹具的应用范围。同时，柔性夹具元件可以重复使用，符合可持续发展战略。

关键词：夹具；柔性夹具；应用实例

中图分类号：TG75 文献标识码：A

在现代制造业中，制造装备和工艺装备视为实现产品优质、高产、低耗原则而必备的硬件。机床夹具属于重要工艺装备之一，广泛应用于机械制造业。柔性夹具是指用同一夹具系统，完成形状尺寸变化的多种工件装夹的装备。无论是工件尺寸系列化，形状相似性，还是加工的零件尺寸形状，都需要与之相适应的夹具。夹具的性能以及质量会直接影响工件的质量，传统夹具一些缺陷开始崭露出来，因此柔性夹具应时而生。

1 夹具

简单来讲，夹具可以定义为：在机械加工中，用来固定工件，使机床、刀具、工件相互间保持正确位置的工艺装置。

1.1 柔性夹具。柔性夹具属于可拆卸、易连接家具，依照工艺规程可以循环使用，其强度以及精度都相对较高，由标准化柔性原件构成。首先柔性夹具需要标准化的元件，依照规程预先制造好相关原件后，依照工件的要求对元件进行组装。由于柔性夹具原件通用性较强，因而其元件具有多功能性，元件之间也可以进行互换。这就使得柔性夹具具有较为灵活的结构，且元件能够重复利用。

1.2 设计。专用夹具需要进行专门的设计，虽然柔性夹具设计原理同其相同，但是不许专门设计。柔性夹具的设计需要利用专业的软件，从而对标准元件进行调用、组装，依照相关工艺规程对被加工零件进行加紧、定位。在柔性夹具的设计中，通过相关软件，可以更加快捷、只管的对柔性夹具进行设计，不但提高了设计效率，更保证了设计质量；设计软件会自动做出零件明细表，为元件库存管理以及账目管理提供便利。

1.3 使用。由于循环使用这一特性，柔性夹具元件同传统专用元件的使用明显不同，柔性夹具投入使用后可以循环利用，其使用寿命更长。专用夹具使用过程（生命周期）：设计原材料及制造使用返修或报废；柔性夹具使用过程（生命周期）：设计元件库及组装使用返回拆卸清洗元件库；在新产品的研制、生产中，柔性夹具更加适用，并在小批量生产以及单件生产中发挥了巨大的优势。柔性夹具受到工件形状限制的几率较小，柔性夹具元件种类有大型、中型以及小型，不同的元件之间有过渡元件，因而更便于组装，在工件的尺寸上受限性较小。另外柔性夹具能够适用诸多加工工艺，能够组装成各类机床夹具。如：车床、钻床、铣床、磨床、镗床及电加工机床；也可以组装定位焊接用夹具、测量用夹具等。

2 柔性夹具应用实例

图1为利用相关软件设计的导管类零件定位焊用的柔性夹具。图2为被焊接零件。零件焊接加工要求：用零件两端内孔及端面定位及管子上特征点定位，焊接完成后，保证管子零件的空间角度、方向、尺寸正确。根据需要选用适当尺寸基础板作为夹具基体，选用适当尺寸伸长板作为夹具的连接部分，选用键槽折合板、键槽定位角铁、钻模板、插销等作为夹具的定位部分，实现零件的空间定位及夹紧，完成定位焊接工作。该夹具应用的所有零件均为柔性夹具的标准件，从夹具设计到组装完成用时约3天。夹具结构合理，操作方便，组装迅速，完全可以替代专用夹具，满足生产需求。数字化信息技术已经开始在工业生产中广泛应用，随着技术的发展产品数字化产品模型开始应用到设计、制造产品中。通过相关计算机软件的应用，对柔性夹具进行设计，在模拟产品模型中完成夹具的装配，令产品设计更加精确、便捷，从而提高生产效率以及生产质量，推进企业的进一步发展。

参考文献

[1]李增志.组合夹具组装技术手册[M].原中国航空工业总公司第三0一研究所，1997.

[2]UG NX 7.5完全自学手册[M].北京：机械工业出版社，2010.