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什么是组合夹具以及它在机械制造业中的应用

来源:快速夹具厂家 浏览量:81 发布时间:03-25 22:08

一、什么是组合夹具
       组合夹具是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备,它是由一套预先制造好的各种不同外形、不同规格、不同尺寸、具有完全互换性的标准元件和组合件,按工件的加工要求组装而成的夹具。它可以拆卸、清洗,并可重新组装成新的快速专用夹具,其应用非常普遍,尤其适合于多品种、中小批量的生产。由于组合夹具的平均设计和组装时间是专用夹具所花时间的5%-20%,可以组合夹具就是柔性夹具的代名词。组合夹具因其灵活性已成为现代夹具的发展方向。

  随着机械制造业的飞速发展,产品的更新换代越来越快,传统的大批量生产模式逐步被中小批量生产模式所取代,机械制造系统越来越需要这种灵活性较高的柔性组合夹具。国外已把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段,并将其作为机械制造业的主要发展方向。柔性化的着眼点主要在机床和快速工装夹具两个方面,组合夹具是工装柔性化的重点。

      随着计算机技术的飞速发展以及三维数字化定义在飞机产品设计、工艺设计中的广泛应用,各种军用和民用飞机试制速度加快,研制周期更短,制造精度要求更高。特别是在新机研制阶段,导管的空间走向处于反复叠代、不断优化的过程中,飞机导管普遍呈现多品种、单件生产的趋势。在这种情况下,采用专用快速焊接夹具生产焊接导管的工艺方法已经无法满足现代飞机在研制阶段高精度、多品种、短周期的制造需求。考虑到柔性组合夹具的通用性、可反复拆卸、可重复使用的特点,可用柔性组合夹具代替专用焊接夹具实现飞机导管数字化快速制造。

  对于由支管、管接头、法兰盘组成的焊接导管,导管的空间尺寸除了涉及支管、管接头、法兰盘本身的数据外,还涉及每项支管、管接头、法兰盘之间的相对位置,很难用数据直接表述。为保证支管、管接头、法兰盘之间的相对位置关系,专用焊接夹具是焊接导管生产过程中必需的工艺装备。虽然每项焊接导管需要配置一套专用焊接夹具,而且专用焊接夹具的设计/制造周期长、成本高,而柔性组合夹具满足了现代飞机研制过程中生产效率高、质量一致性好的要求,在飞机焊接导管批量生产中应用广泛。

有关组合夹具的图片


二、柔性组合夹具的特点
  柔性组合夹具通常简称组合夹具,是工装柔性化的典型代表。柔性组合夹具是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备,它是由一套预先制造好的各种不同形状、不同规格、不同尺寸、具有完全互换性的标准元件和组合件,按工件的加工要求组装而成的柔性夹具。它可以拆卸、清洗,可重新组装成新的机器人焊接夹具,其应用非常普遍,尤其适合于多品种、小批量的生产。由于柔性组合夹具的平均设计和组装时间是专用夹具所花时间的5%-20%,可以认为柔性组合夹具就是柔性夹具的代名词。柔性组合夹具的特点主要有:

  (1)精度高。柔性组合夹具的元件具有较高的尺寸精度、几何精度、较高的硬度和耐磨性,这种精度将会反映在用户所制造的产品中。对于2m左右见方的大型工件,在采用合理的方案夹持后,夹具的平面度、直线度、平行度、垂直度可以控制在±0.2mm以内。

  (2)通用性强,可重复利用。柔性组合夹具是在夹具元件高度标准化的前提下发展起来的,具有完全互换性。元件的平均使用寿命可达15年以上。柔性组合夹具的组装如同搭积木一样,由于它拼装起来变化多,夹具结构型式变化多种多样,能满足各种零部件的加工要求。

  (3)适用范围广。柔性组合夹具适用于机械制造业中的车、铣、刨、磨、镗、钻等工种,在划线、检验、装配、焊接等工种也得到广乏应用。

  (4)生产成本低,生产效率高。柔性组合夹具用后拆散,元件可以继续使用,这样不但能减少夹具库存和快速定位夹具报废导致的浪费,而且能节省夹具制造的时间和费用,从而降低生产成本,提高劳动效率。

  犹如人体的血管一样,导管是现代军机、民机上最重要生命线,它将各种介质输送到发动机、起落架、座舱等各部位,满足飞机燃油、液压、环境控制等系统的各种需求。以一架配置两台发动机的军机为例,导管的数量超过2000项,其中有25%-35%为焊接导管,导管制造技术已经成为现代飞机研制的关键技术之一。

三、组合夹具的应用
      随着机械制造业的发展,对于组合夹具数控机床有很多不同于普通机床的特殊要求,如:粗加工时要求夹具具有很好的刚度,能承受大功率、高速切削;精加工时要求工件在夹具中产生的定位及夹紧误差最小;为进步工效,要求组合夹具元件能大、中融合一体,安装在同一块基础板上,以适应单件或多件同时加工等。孔系组合夹具靠销孔定位,故坐标孔系一定,组装程度简单,无需丈量调整就能确定工件在机床坐标中的位置。当使用多夹具基础板时,既可组装单个大零件夹具,又可组装多个中小零件夹具,工效高,柔性好。孔系组合夹具的特点,适用于数控机床和柔性制造系统的配套工装或随行精密焊接工装夹具,在数控中的应用覆盖面超过槽系组合夹具,占据主导地位。


四、组合夹具的发展趋势
      夹具元件多功能模块化:能单独使用也能与其他元件组合在一起使用的多功能模块化单元体的比例将进一步增加,如现在使用的各种定位夹紧座、定位压紧支承、精密虎钳等模块式单元体具有定位、夹紧以及调节的综合功能,可以一件单独使用,也可以几件组装在一起使用,T形基础、方箱能组装成一次能装夹多件相同或不相同的工件的快速装夹工具,使用这种夹具可以减少机床的停机时间,最大限度发挥数控、加工中心机床的高效性能。


五、组合夹具行业总结
      随着科学技术的日新月异,先进制造技术不断得到发展。柔性制造技术、集成制造技术将是现代先进制造技术发展的主流。未来制造过程将变得更智能化,制造企业适应市场的能力更强。柔性制造技术由于其高效、灵活的特性使其成为实施灵敏制造、并行工程、精益生产和智能制造系统的基础,且应用日益广泛,已成为整个机构制造领域的核心技术,而组合夹具由于其灵活性,已成为现代夹具的主要发展方向,在制造业中发挥着重要作用。

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