柔性組合夾具在汽車零部件制造中的應(yīng)用研究

廣汽研究院 馬 繼

柔性組合夾具在汽車零部件制造中的應(yīng)用研究

廣汽研究院 馬 繼

現(xiàn)在汽車作為常見的交通運輸工具，為滿足實際使用需求，行業(yè)生產(chǎn)制造量不斷增加，并且已經(jīng)由傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹行∨可a(chǎn)模式，基于此就需要提高機械制造系統(tǒng)的柔性。確定柔性制造系統(tǒng)在研究開發(fā)中的地位，提高對組合夾具的重視，根據(jù)其所具有的特點，可以將其應(yīng)用到汽車零部件制造中，通過有效控制，爭取提高產(chǎn)品制造效率，本文對此進行了簡單分析。

柔性；組合夾具；零部件制造

柔性組合夾具具有很高的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化以及通用化特點，在實際操作中所需時間僅僅為專用夾具的5%～20%，具有更大的實用性優(yōu)勢?；谄渌哂械奶攸c，將其應(yīng)用到汽車零部件制造中，為充分發(fā)揮其所具有的優(yōu)勢，需要掌握汽車零部件制造要求，確定應(yīng)用方向和要點，從不同方面出發(fā)，做好應(yīng)用措施控制，提高產(chǎn)品制造綜合效率。

1.組合夾具特點

根據(jù)結(jié)構(gòu)型式劃分，組合夾具主要包括三中類型，即孔系組合夾具、槽系組合夾具以及組合沖模，其中槽系組合夾具又包括8mm、12mm與16mm三種，為常見的小型、中型與大型組合夾具，所適用方向不同，需要根據(jù)零部件制造實際需求選擇。

2.組合夾具特點

2.1 通用性

應(yīng)用組合夾具來進行零部件制造，在實際應(yīng)用中具有很強的通用性，其基于機床夾具元件高度標(biāo)準(zhǔn)化形成，可以根據(jù)需求重復(fù)利用。其尺寸精度和幾何精度比較高，同時還具有較高的硬度與耐磨性，能夠適應(yīng)大部分機械零部件加工需求。并且元件具有完全互換性，平均壽命超過15年[1]。將其應(yīng)用到汽車機械零部件制造中，可以根據(jù)需求對各元件進行組裝拼接，形成不同結(jié)構(gòu)型式，來滿足各類產(chǎn)品加工需求。

2.2 經(jīng)濟性

與普通夾具相比，組合夾具在機械產(chǎn)品加工制造中的應(yīng)用具有更高的經(jīng)濟性，在使用后將其拆散，其他元件可以繼續(xù)使用，解決了庫存難題，并且還可以提高夾具利用率，避免造成資源浪費。同時，就實際應(yīng)用效果來看，還能夠減少夾具制造時間，并節(jié)省了該部分費用，使得成本投入更少，在提高經(jīng)濟性的同時，降低勞動強度。

2.3 適用性

組合夾具在機械零件制造加工中具有很強的適用性，包括車、鉆、銑、磨、刨等工藝，以及劃線、裝配、檢驗、焊接等方面也具有較高的應(yīng)用效率[2]。

2.柔性組合夾具的形式與制造

柔性制造技術(shù)性現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，形成了柔性制造單元與柔性制造系統(tǒng)相結(jié)合的現(xiàn)代先進制造方式，在制造過程中能夠?qū)崿F(xiàn)由機床自主決定所制造零件的各項參數(shù)，包括長短、樣式、大小等，無需安裝刀具引導(dǎo)，便可靈活控制刀具與零件之間的位置，是促進柔性組合夾具形成的重要基礎(chǔ)。組合夾具主要功能就是按照要求將零件準(zhǔn)確的放入到機床生產(chǎn)線內(nèi)，完成后續(xù)制造工藝，與傳統(tǒng)的夾具相比，將對工作時效的要求轉(zhuǎn)換到整體工作效率上，現(xiàn)在已經(jīng)成為簡單、高效的柔性配置。

在對柔性組合夾具進行設(shè)計時，就以柔性制造單元為代表，對產(chǎn)品多個制造程序進行有效集合，提高產(chǎn)品制造綜合效率，滿足一次安裝同時完成多個程序生產(chǎn)的要求。與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式相比，柔性組合夾具、機床以及產(chǎn)品部件等存在巨大的差異性，喲趨勢組合夾具底部，應(yīng)多設(shè)置待生產(chǎn)部件，在零部件制造過程中，與其特性相同的夾具可以在機床外進行安裝或者卸載作業(yè)，以及底部所安裝的夾具可以在傳輸系統(tǒng)內(nèi)周轉(zhuǎn)。在進入到機床生產(chǎn)線的被加工工件成型后，內(nèi)外夾具進行互換，并自動卸載產(chǎn)品部件，直接代替了停機取件工序，因此具有更高的加工效率。就柔性組合夾具在機械零部件加工制造中應(yīng)用效果來看，其會與機床產(chǎn)生密切聯(lián)系，并且能夠與工作臺面上以及機床托板有效連接，部分情況下托板還會按照柔性組合夾具進行設(shè)計，最后以機床的附件形式出現(xiàn)，使得柔性制造行業(yè)不斷發(fā)展[3]。

3.柔性組合夾具形成與應(yīng)用

3.1 數(shù)控機床應(yīng)用

為滿足社會發(fā)展需求，機械制造行業(yè)發(fā)展迅速，同時也對組合夾具數(shù)控機床提出了更多要求，將其與普通機床進行有效區(qū)分。將柔性組合夾具應(yīng)用到數(shù)控機床中，要求組加工時具有良好的剛度，可以滿足大功率、高速度切削作業(yè)要求，并保證具有較高的精度，可以將夾具產(chǎn)生的定位與夾緊誤差控制到最小。并且，為提高零部件加工制造綜合效率，要求組合夾具元件可以大、中有效融合，并安裝到同一塊基礎(chǔ)板上，滿足單件、多件同時加工作業(yè)要求。其中，孔系夾具的應(yīng)用，定位需要依靠銷孔來實現(xiàn)，要提前確定坐標(biāo)孔系，然后按照專業(yè)要求進行組裝即可，省略了對機床工件坐標(biāo)的測量、調(diào)整等環(huán)節(jié)。如果實際產(chǎn)品制造中，應(yīng)用多夾具基礎(chǔ)板，可以將元件組裝成一個大零件夾具，或者也可以組裝成多個小零件夾具，具有良好的柔性以及工效。一般對于數(shù)控機床與柔性制造系統(tǒng)，可以選擇應(yīng)用孔系組合夾具。

3.2 焊接工藝應(yīng)用

對汽車零部件制造工藝進行分析，可以確定以往焊接工序基本上全部采用手工焊接臨時組裝形式，并搭配應(yīng)用焊接夾具作業(yè)，無法保證工作效率。而柔性組合夾具的應(yīng)用，可以通過安裝焊接零件、多種標(biāo)準(zhǔn)角度支承以及各種附件形成三維工作臺，具有較強的堅實度，加工操作控制難度小，并且能夠保證穩(wěn)定性與平直度在0.033mm/m以內(nèi)。三維工作臺設(shè)計成單獨使用，或者是利用螺栓對多個工作臺進行連接，滿足不同尺寸類型的零部件制作要求。確定工作臺作為焊接家夾具的核心元件，并且將其設(shè)計成遍布孔徑為28mm與100mm孔的工作臺面，并對其四周設(shè)置網(wǎng)狀孔系，對于有精確度要求的零部件制造工藝，可以設(shè)置網(wǎng)孔密度更大的輔助板，一般網(wǎng)狀孔距為50mm～60mm，可以被靈活安裝到平臺上[4]。另外，為提高零部件焊接工藝效率，需要就每個焊接夾具工作臺面放置一本夾具組裝手冊，內(nèi)容包括元件照片、圖形以及相關(guān)資料等，作為組裝作業(yè)的指導(dǎo)材料。

3.3 特殊工藝應(yīng)用

在面對復(fù)雜性高、尺寸較大、精度高以及定位壓緊難度大的零部件時，應(yīng)用柔性組合夾具進行制造，還需要采取一定措施進行調(diào)整，以免單純組合夾具無法滿足加工要求。一方面，應(yīng)設(shè)計專用零件與組合夾具元件進行組合使用，例如常見的專用定位芯軸與鉆模板。在定位工件孔時，基本上對于不是最后工序，孔徑并不固定，還留有磨量進行處理。產(chǎn)品圖樣與制造工藝存在一定差異，因此孔所預(yù)留的磨量也不同，組合夾具無法完全滿足要求，通過設(shè)計制造專用定位芯軸與定位盤，將其下面配合組合夾具元件，上面則與零件孔配合，便可有效解決定位精度問題。另一方面，應(yīng)用半組合夾具方式加工，主要針對加工程序復(fù)雜，且精度要求高的零部件，無法通過組合夾具以及專用夾具滿足制造要求，便可以通過半組合夾具方式處理。

4.結(jié)束語

柔性組合夾具現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且對于常規(guī)夾具相比，在實際應(yīng)用中具有更大的優(yōu)勢。就其發(fā)展趨勢分析，將會逐漸實現(xiàn)多功能模塊化、專用夾具與組合夾具一體化發(fā)展，根據(jù)汽車零部件加工制造需求靈活選擇夾具組合拼裝方式，更好的適應(yīng)各種精度、復(fù)雜度以及尺寸的加工需求，在保證產(chǎn)品制造質(zhì)量的同時，提高加工制造的綜合效率，對促進機械加工制造行業(yè)的進一步發(fā)展具有重要意義。

[1]李衛(wèi)濤．柔性組合夾具在汽車零部件制造中的應(yīng)用探討[J]．中國高新技術(shù)企業(yè),2017,(05):59-60．

[2]劉偉．柔性組合夾具在汽車零部件制造中的應(yīng)用[J]．現(xiàn)代零部件,2013,(04):30-32．

[3]朱培元．柔性制造技術(shù)在汽車零部件制造中的應(yīng)用[J]．現(xiàn)代零部件,2009,(04):35-38．

[4]李娟,劉洪偉．柔性制造系統(tǒng)中組合夾具在制造業(yè)中的應(yīng)用[J]．重型機械科技,2007,(01):51-52．