夹具技术的过去、现在和未来瞻望——夹具技术创新刍议(下).pdf

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1、专题论述现代制造工程(№．demM柚止lctII她EI．gine耐嵋)2012年第1期夹具技术的过去、现在和未来瞻望——夹具技术创新刍议(下)王辉1，融亦鸣1，朱耀祥1，刘贵宝2(1清华大学精密仪器与机械学系，北京lO∞84；2中国夹具协会，天津300241)中图分类号：1研5文献标志码：A文章编号：167l—3133(2012)0l—0003础Thep嬲t，pr幅emandf岫t弛ndon位

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4、8ionIn栅【ment锄dMech蚰0logy，1缸I咖uaUnive商ty，Be巧ilIg100084，chilla；2chine靶Ass∞i“∞0fJig蚰d硒【t啪，Tianjin30024l，chiIla)3影响夹具技术发展的十大因素和五种发展趋向3．1影响夹具技术发展的十大因素夹具技术的发展和进步最终是体现在夹具结构的演变和改进上，也反映在夹具设计、制作和使用的全过程上。回顾20世纪夹具技术发展的过程，可以总结出影响夹具技术发展的十大因素是：生产模式、产品工艺、设计制作、行业特色、柔性结构、夹具成本、能源材料消耗、服务管理、科技创新和信息融合，影响2l世纪夹具技术研发(R＆D)的十

5、大主要因素如图14所示。由此可推测出21世纪夹具技术研究及发展(R＆D)的轨迹并瞻望其前景。生产模式产品工艺设计制作行业特色柔性结构兜肆成求能源材科消耗服务管理科技创新信息融台图14影响2l世纪夹具技术研发(R＆D)的十大主要因素3．22l世纪夹具技术研究及发展趋势从以上十个方面来看，21世纪夹具技术可能形成的五种具体发展趋势为：以功能合件及其标准化、系列化为基础继续推动夹具技术进步；继续优化模块化的组合可调整夹具仍是夹具技术发展的主流；提高夹具结构的精度和刚度是继续促进夹具技术发展的关键；动力夹紧、自动化和智能化是提高安装效率、保证安全生产的必由之路；结构简化、cAFD软件商品化及其评价标准

6、是夹具技术发展的时代趋势。3．2．1以功能合件及其标准化、系列化为基础继续推动夹具技术进步20世纪前期，夹具的标准化主要是元件的标准化，其目的是加速专用夹具的设计与制造，目前该技术在生产中已取得了很好的效果。2l世纪以来由于装备制造业中生产模式的急剧变化，加之激烈竞争导致产品交货期不断缩短，工艺装备的生产准备周期随着市场要求减少，因而各类产品的功能部件产业(又称中场产业)壮大和兴起。同样理由，夹具标准化应转移到以功能合件标准化的基础上来。以功能合件标准化为主，再辅以其中重要零件的标准化，应该是本世纪夹具标准化的主要方向。标准化过程中还需要明确划分和界定功能合件的功能。如定位件中的垂向和侧向支承

7、，压紧件中的垂向夹紧和侧向夹紧等。总之，还有许多问题尚待进一步讨论研究，包括如何系列化的问题。3．2．2继续优化模块化的组合可调整夹具仍是夹具技术发展的主流模块化的组合可调整夹具的主要目的是实现“循环重复使用”，以期在达到工件技术指标要求的同时将制造成本中有关夹具的费用降到最小，同时将设计制造周期缩减到最短，使安装调整最方便快捷。进入32012年第l期现代制造工程(M0de巾M蚰u‰tu^“gEnginee—ng)2l世纪以来汽车行业也提出要按订单生产，因此在装备制造业中“多品种、小批量、准时制和混流生产”的基本生产模式几乎渐成定局，且以低成本和快速交货为主要手段的激烈竞争方兴未艾。因此以循环

8、重复使用为目的、模块化组合可调整为手段的组合可调整夹具仍是本世纪夹具技术发展的主流。如何利用数十年来使用组合夹具的经验，使之进一步优化，则是继续优化目前组合夹具的当务之急。日本在20世纪未推出了一套lMAO组合夹具”’，除了吸取以往市场上己有的各类组合夹具的优点外。此套夹具的显著特点就是具有各种标准化的定位支承、合件和夹紧合件。日本IMA0组合夹具的定位支承合件和夹紧合件如图15所示。一ttal孔系T喇台bl孔系白扳cl电动夹紧元件dJ盘J丘庀忭圈15日本IM^O组合夹具的定位支承合件和夹紧台件3．2．3提高夹具结构的精度和刚度是继续促进夹具技术发展的关键夹具品质的核心问题是精度，不仅是定位精

9、度，还有夹具的刚度对加工精度也有较大的影响。以往对机床刚度的研究较多，实际上生产中因为工件直接安装在夹具中。因而夹具结构的刚度和变形有时比机床部件对加工精度的影响还要大。夹具定位精度的研究过去只停留在一维和二维的基础上，已出版的夹具教科书上简单的几何和三角计算只是一种粗略的、对线性定位尺寸误差的估计。实际生产条件下，由于现代夹具在工序中不单要保证线性尺寸精度，还要保证工序中的较高甚至很高的形状位置