淺析組合夾具

王軫　仝義鑫　付振峰

摘 要：近年來，組合夾具對裝備制造業(yè)縮短市場研發(fā)周期和降低產品研發(fā)成本的作用越來越大，從而對組合夾具相關領域整體技術水平的要求也越來越高，尤其是產品結構的多元化發(fā)展和現代以數字化制造、信息化管理為主導的生產模式的更新，要求組合夾具技術必須與現代制造技術接軌。

關鍵詞：組合夾具；組合夾具結構；組合夾具組裝

1 組合夾具的概念

組合夾具是在機床夾具元件通用化、標準化、系列化的基礎上發(fā)展起來的新型夾具。它是由預先制造好的標準化組合夾具元件，根據被加工工件的工序要求組裝而成的，具有元件使用通用性和夾具功能專用性的雙重性質。近年來，隨著組合夾具設計組裝技術的快速發(fā)展，組合夾具元件系統(tǒng)的不斷完善，新型組合夾具的出現，以及組合夾具生產和管理模式的改變，組合夾具的結構、精度、剛性等質量性能和實際使用性能均達到了專用夾具的功能。因此，組合夾具也可理解為“賦予了循環(huán)應用功能的高度標準化專用夾具”。

組合夾具適用于所有機械制造部門，機床工業(yè)、紡織、石油、化工、礦山、冶金、醫(yī)療、食品、農業(yè)、造紙等機械，以及汽車、鐵路機車、船舶、兵器等制造行業(yè)中均可廣泛應用組合夾具。目前，在國內航空航天等軍工系統(tǒng)內，組合夾具在軍用品研制中發(fā)揮的作用原來越大，一些飛機制造企業(yè)中組合夾具的使用比例已經超過機床夾具總量的70%。

組合夾具最大的特點是周期短、見效快，雖然一次投資成本較大，但由于其元件可以循環(huán)應用，切元件的使用壽命超過十年，所以俺多項產品循環(huán)綜合設計計算，其工裝成本將會大大降低。

2 組合夾具元件的分類

從組合夾具結構類型的角度劃分，組合夾具元件可分為槽系組合夾具元件系列和孔系組合夾具元件系列。無論是槽系還是孔系，其元件都可以按功能和用途不同劃分為八大類：基礎件、支承件、定位件、導向件、壓緊件、合件和其他件。每一類元件又包含同一類別的多種不同規(guī)格，每一種元件都有其基本用途；同時，在夾具的組裝過程中，并不嚴格限制各種元件的功能和用途，如支承件也可作為基礎件和定位件使用，所以組合夾具的設計和組裝者要熟知各個元件的結構尺寸和多種功能，充分利用組合夾具元件精度高、互換性強的特點，發(fā)揮其靈活多用的優(yōu)勢。組合者可以根據工藝要求和實際情況選擇元件，從而使組合夾具元件的功能最大化。對于組合夾具元件的材料需要滿足一下要求：具有足夠高的強度和一定的韌性；具有良好的機械加工性能；具有良好的熱處理性能；具有較強的耐蝕性；具有重組的貨源，價格合理。

3 組合夾具的組裝

機床在加工工件時，要保證工件的被加工位置及尺寸精度滿足產品工藝的要求，就必須進行工件的定位。工件的定位應遵循六點定位原理。對于組合夾具中工件的定位，工件必須依據產品加工工藝要求，按照產品相關技術文件提供的夾具設計和組裝基準選擇合適的定位元件并制定合理的定位結構。加緊和夾緊裝置的主要任務是保持工件在定位元件的支承下獲得正確的位置。在組裝夾具時，既要重視定位元件的組裝，又要重視加緊機構的組裝。定位和加緊施工間安裝過程中的兩個相互聯系的動作，因此兩者必須同時考慮。有的工件安裝時，先定位取得正確的位置，而后夾緊；有的工件安裝時，定位和夾緊則同時進行。而后組合夾具需要進行適當的調整與校驗。

4 組合夾具的基本結構

一套組合夾具石油若干個組合夾具元件連接組裝而成的，組合夾具整體結構又可按功能劃分為若干個單元，這些單元作為構成組合夾具整體的基本結構而存在。各個基本結構根據產品特征、加工方式、元件構成等條件又有不同的形式。組合夾具的基本結構按其在夾具上的作用和用途分為基礎結構、定位結構、壓緊結構、角度調整結構、分度結構、移動結構、回轉和翻轉結構、鉆孔引導結構、強固結構等。由于元件、合件具有多種功能、多種用途的特點，因此夾具結構靈活多變，在夾具中經常出現結構形式不同，但功能與用途卻一樣的現象。

5 組合夾具管理

組合夾具的結構靈活多變，同一工件的加工要求可以用不同的結構形式來達到。開展組合夾具結構數據的定型和存儲工作是十分有必要的。組合夾具結構定型工作要結合企業(yè)夾具組裝部門的實際情況和現有條件采取相應的方式方法，一般可采用照相定型和三維數據定型兩種方式。采用照相定型方式存儲夾具結構信息時，夾具組裝部門需要設定專人完成此項工作使用數碼相機采集夾具照片，存入計算機。采集照片是需要注意拍照的角度和方向，力求最大限度地將夾具結構表達清晰。其不足之處是夾具結構只能以圖片形式表達，其詳細結構信息和工程尺寸無法直觀反應，同時照片只能反應夾具的外部輪廓，內部結構很難辨別，經常出現看錯的情況。如果組合夾具生產部門的數字化程度較高，計算機數量滿足要求，員工能夠使用三維設計軟件進行組合夾具的計算機設計如使用SolidWorks軟件。則可以清楚的表達組合夾具，能夠方便、快速地查找和測試所需的工藝尺寸數據。對于組合夾具元件的管理應考慮元件架次定制管理、存放環(huán)境、元件的日常維護和保養(yǎng)、組合夾具元件的定制與維修。

參考文獻

[1]李增志，等，組合夾具組裝技術手冊， 中國航空工業(yè)總公司第301研究所出版社，1997

[2]戴陸伍，機床夾具設計，西北工業(yè)大學出版社，1990

[3]王金財，組合夾具設計與組裝技術，機械工業(yè)出版社，2015