試論成組夾具技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，多種科技運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)中，在機(jī)械加工領(lǐng)域，更是新技術(shù)層出不窮，大大提高了生產(chǎn)效率，增加了收益。成組夾具技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，文章對(duì)其在制造行業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對(duì)未來(lái)的發(fā)展形勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：成組夾具；機(jī)械加工；應(yīng)用；現(xiàn)狀

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，人類的進(jìn)步，人們對(duì)于日常生活、工作中的物資需求呈現(xiàn)出了極大的多樣化與復(fù)雜化。傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單的產(chǎn)品已經(jīng)難以再滿足人們的需求。而且在企業(yè)、工廠的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要的工具也不斷精細(xì)化與多樣化，給制造業(yè)帶來(lái)了新的難題。個(gè)性化的社會(huì)導(dǎo)致了制造產(chǎn)品大批量越來(lái)越少，更多的是需求多品種少批量，這種單件小值的生產(chǎn)模式是對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)模式的挑戰(zhàn)。成組夾具技術(shù)是一種新興的科學(xué)理論與方法，可以從根本上解決目前生產(chǎn)制造機(jī)械加工過(guò)程中存在的問(wèn)題與矛盾。

成組夾具主要工作機(jī)理是將工藝流程相似的加工件進(jìn)行分類加工的方式完成的，通過(guò)分類，把相似的工藝零件匯總成為相對(duì)值較大的工作量，這樣能夠大大提高工作效率，避免交流浪費(fèi)的問(wèn)題，達(dá)到及時(shí)交貨。

2 成組夾具技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在現(xiàn)代的成組夾具技術(shù)應(yīng)用中，將小批量的生產(chǎn)模式管理作為一個(gè)整體系統(tǒng)，對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。在設(shè)計(jì)時(shí)，采用成組夾具技術(shù)指導(dǎo)，將加工件的相似性大大提高，從而為后期生產(chǎn)制造提供了極大的便利性，取得更好效果。同時(shí)也可以利用成組夾具的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，將機(jī)械加工設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)達(dá)到完美融合，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；在零件加工時(shí)，成組夾具技術(shù)通過(guò)安裝方式與加工流程等把零件進(jìn)行歸一分類，在設(shè)計(jì)時(shí)就形成了采用適合全組零件加工的成組工序。通過(guò)工藝的相似性，在加工時(shí)采用相近的設(shè)備或是工藝裝置，利用相似的機(jī)床，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助工藝進(jìn)程設(shè)計(jì)。在后期的零件生產(chǎn)管理中，有利于形成零件模塊化生產(chǎn)，有利于組織安排以及區(qū)域分配，保證每一個(gè)工作單元中有特定的人員與設(shè)備就可以形成良好的零件組加工。相似的零件加工過(guò)程中有眾多信息重復(fù)的問(wèn)題，這可以大大壓縮信息的儲(chǔ)存量。[1]

3 成組夾具技術(shù)在機(jī)械加工的應(yīng)用

3.1 相似零件的分組方法

成組夾具的使用前提就是零件能夠按照一定的規(guī)則進(jìn)行分組，對(duì)于相似的零件所采用的夾具，具有專用與適應(yīng)性的特點(diǎn)。目前經(jīng)常使用的方法有視檢法、流程分析法與編碼法。視檢法主要是通過(guò)技術(shù)人員或是經(jīng)驗(yàn)豐富的員工，對(duì)零件進(jìn)行查看，對(duì)圖紙進(jìn)行提前判斷，從而把具有類似特征的零件歸為一類；生產(chǎn)流程法則主要是指零件的生產(chǎn)流程與使用到的設(shè)備進(jìn)行分類，把同族零件歸類；另外還可以通過(guò)對(duì)零件進(jìn)行編碼的方法，將設(shè)計(jì)與制造的環(huán)節(jié)與特點(diǎn)進(jìn)行編碼分類，通過(guò)編碼系統(tǒng)將零件進(jìn)行分類，叫做編碼分類法。[2]

3.2 成組夾具的設(shè)計(jì)

針對(duì)一定特征的零件上，需要采用特定的成組夾具，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)工藝過(guò)程與定位程度來(lái)進(jìn)行確定，合理選擇定位基準(zhǔn)與夾緊力，從而保持零位定位準(zhǔn)確。

首先應(yīng)該進(jìn)行成組夾具的設(shè)計(jì)方案制定，選擇合理的基準(zhǔn)；在零件夾緊設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，應(yīng)該選擇恰當(dāng)?shù)膴A緊方式，保持夾緊力的受力方向，選擇恰當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，保證零件在夾緊的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生變形或者產(chǎn)生細(xì)小的變形，通過(guò)選擇承受壓力能力最大的方向進(jìn)行定位，不但不會(huì)變形，而且還能夠夾緊牢固，在加工過(guò)程中不會(huì)發(fā)生變動(dòng)。

在對(duì)夾具基本件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注意保證結(jié)構(gòu)合理，使夾具具有一定的強(qiáng)度與剛度，起碼要比零件的剛度要大，避免產(chǎn)生被擠變形的問(wèn)題。根據(jù)相似零件的形狀與尺寸、精度等要求，確定出基本件的開關(guān)與尺寸。這些基本件與其他的夾具組合后，結(jié)構(gòu)緊湊，易于操作才行，對(duì)于不適用的夾具要進(jìn)行調(diào)整，增強(qiáng)適應(yīng)性。[3]

通過(guò)成組夾具技術(shù)的指導(dǎo)，零件分類更加明確，在制造管理過(guò)程中更能夠提高工作效率，同時(shí)這種設(shè)計(jì)還可以使產(chǎn)品的更新?lián)Q代更加順暢，保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，更加快速，大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，更好地適應(yīng)市場(chǎng)需求。

3.3 成組夾具在機(jī)械制造工藝上的應(yīng)用

通過(guò)成組夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，采用同一種設(shè)備與工藝裝置就可以完成類似的工件加工，從而形成良好的生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃安排，減少品種更換帶來(lái)的夾具更換時(shí)間，對(duì)于普通的單一零件而言，如果值不是很大，夾具的更換時(shí)間甚至比加工的時(shí)間還要長(zhǎng)，大大影響到了工作效率。通過(guò)對(duì)成組夾具技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到成組工藝流程制定，可以大大提高成組年產(chǎn)量。另外通過(guò)這種技術(shù)的運(yùn)用，還可以以工藝設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助工藝進(jìn)程設(shè)計(jì)（CAPP）的成組夾具設(shè)計(jì)。[4]

3.4 成組夾具技術(shù)對(duì)生產(chǎn)組織管理的意義

成組夾具設(shè)計(jì)帶來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)改觀就是產(chǎn)品的成組加工，會(huì)形成模塊化生產(chǎn)，采用生產(chǎn)單元的組織形式，在一個(gè)單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)零件的加工。通過(guò)對(duì)加工對(duì)象的專業(yè)化與工藝流程化，為計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng)提供可能性。通過(guò)成組技術(shù)，將大量的信息進(jìn)行分類，有助于建立良好的公用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，資源分享，提高管理成本，更加體現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)的優(yōu)越性。[5]

4 成組夾具技術(shù)在銑加工中的應(yīng)用

在機(jī)械加工過(guò)程中，常見的處理工序是指車、磨、鉆、銑以及切割、刨等。某公司的小批量產(chǎn)品中有一組產(chǎn)品為兩個(gè)結(jié)構(gòu)零件，為了與其他的零件與內(nèi)部組件進(jìn)行有效連接，需要極高的加工精度，這樣才能得到最準(zhǔn)確的安裝。加工件的外形主要包括多處斜角與凸臺(tái)，在斜角度方向與兩側(cè)方向上的螺紋連接孔，這就造成了加工過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，又沒(méi)有一定的定位基準(zhǔn)，在銑加工過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。不過(guò)由于有三處的孔孔距不同，讓成組夾具技術(shù)使用成為可能。

梁零件銑加工的工裝主要包括底塊、定位銷釘、基座、壓緊螺釘與裝夾心軸、梁零件。基座的零件是成組夾具的核心，通過(guò)基座的心軸與定位銷釘連接在底塊上，并用壓緊螺釘進(jìn)行緊固，通過(guò)改變?nèi)齻€(gè)孔的距離定位，來(lái)對(duì)兩種梁結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行適應(yīng)。使用成組夾具工裝，可以將梁加工工序進(jìn)行有效簡(jiǎn)化，轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)工步就能夠完成，兩種零件可以進(jìn)行有效的互換加工，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)效率提高近四倍，而且精度高，在此款產(chǎn)品的生產(chǎn)中起到重要作用。

利用銑插針零件工裝，使其精度滿足零件需求，降低了加工的難度與勞動(dòng)強(qiáng)度，通過(guò)上下壓塊的設(shè)計(jì)可以與零件的尺寸保持一致，加工過(guò)程中增強(qiáng)了穩(wěn)定性，適應(yīng)于多種小零件的加工，大大提高經(jīng)濟(jì)效益。[6]

5 結(jié)束語(yǔ)

采用成組夾具技術(shù)，不但實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)機(jī)械加工的便利性，提高了經(jīng)濟(jì)效益，而且還能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造等多種現(xiàn)代信息技術(shù)的運(yùn)用奠定的基礎(chǔ)，進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展。未來(lái)的機(jī)械加工業(yè)，會(huì)不斷進(jìn)行零件設(shè)計(jì)、分類設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理軟件的設(shè)計(jì)，從而大大提高生產(chǎn)效率。

成組夾具技術(shù)在現(xiàn)代的機(jī)械加工業(yè)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，逐漸形成了獨(dú)立的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，隨著我國(guó)現(xiàn)代技術(shù)的不斷應(yīng)用，成組夾具技術(shù)將會(huì)以更加全面的技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)在我國(guó)機(jī)械加工業(yè)中體現(xiàn)出更大的價(jià)值，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)值與質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]劉松林. 鉆削殼體類零件軸向孔系的成組夾具設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，（17）.

[2]時(shí)鵬. 拉內(nèi)孔單鍵槽成組夾具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2012，（4）.

[3]張杰. 銑削加工生產(chǎn)中成組夾具設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)床與液壓，2011，（20）.

[4]王道林. 面向套類零件的成組夾具設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)床與液壓，2012，（4）.

[5]趙生虎. 夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析研究[J]. 煤礦機(jī)械，2010，（1）.

[6]祁捷. 成組夾具的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011，（6）.