（唐山開灤鐵拓重型機(jī)械制造有限責(zé)任公司托輥廠，河北唐山 063100）

在我國，組合夾具是一種先進(jìn)的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同的形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有互換性、高耐磨性和高精度的標(biāo)準(zhǔn)元件組成，其結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性廣，元件可長期循環(huán)使用，目前已為眾多制造行業(yè)所采用。就目前來說，組合夾具分為槽系和孔系兩個(gè)系列。

在加工工件前，筆者認(rèn)為，要酌情根據(jù)工件的工藝要求采用設(shè)備和夾具設(shè)計(jì)原則，選取夾具元件、確定元件間的位置關(guān)系、組裝出機(jī)械加工使用的工裝夾具。在現(xiàn)實(shí)使用中由于組合夾具應(yīng)變能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)和制造周期短、成本低、適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求，提高了企業(yè)的競爭力，所以日益受到企業(yè)的喜歡。

1 組合夾具特點(diǎn)

根據(jù)筆者多年來的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得知：組合夾具的基本特點(diǎn)要滿足標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化三個(gè)特點(diǎn)，具有組合性、可調(diào)性、柔性、應(yīng)急性和經(jīng)濟(jì)性，使用壽命長，能適應(yīng)產(chǎn)品加工中的周期短、成本低等要求，比加工中心較適合加工中心應(yīng)用機(jī)床配件?？傮w說來優(yōu)點(diǎn)可以歸納為節(jié)約鋼材和降低成本，能不斷縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高企業(yè)工藝裝備系數(shù)等。

2 基本結(jié)構(gòu)

在這里筆者按在組合夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn),把組合夾具的元件劃分為夾具體，夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機(jī)構(gòu))，定位元件及定位裝置及對刀,引導(dǎo)元件及裝置，分度,對定裝置等。但要注意，每個(gè)夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動夾具就沒有動力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu)。

3 定位原理

它的定位原理主要是6 點(diǎn)定位，在這里面以6 個(gè)自由度的消除，以便找出較合適的定位夾緊方案.一個(gè)物體在空間可以有6 個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動，即沿X、y、Z 軸的平移運(yùn)動，分別記為 。X1、Y1、Z1；繞 X、Y、Z 軸的轉(zhuǎn)動，記為x、y、z，習(xí)慣上，把上述6個(gè)獨(dú)立運(yùn)動稱作6 個(gè)自由度.如果采用一定的約束措施，消除物體的6 個(gè)自由度，則物體被完全定位.例如討論長方體工件時(shí)，可以在底面布置3 個(gè)不共線的約束點(diǎn)，側(cè)面布置2 個(gè)約束點(diǎn)，端面布置一個(gè)約束點(diǎn)，則底面約束點(diǎn)可以限制X2、Y2、Z23 個(gè)自由度，側(cè)面約束點(diǎn)限制X1、Z12 個(gè)自由度，端面約束點(diǎn)限制y。這個(gè)自由度，就完全限制了長方體工件6 個(gè)自由度。

4 組合夾具設(shè)計(jì)應(yīng)用

在我國，組合夾具設(shè)計(jì)應(yīng)用比較廣泛，筆者現(xiàn)在根據(jù)工作性質(zhì)對其做一論述，以便在今后的工作中借鑒參考。行文如下。

5 在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用。目前，隨著機(jī)械制造業(yè)發(fā)展，對于組合夾具數(shù)控機(jī)床有許多不同于普通機(jī)床的特殊要求，這就要求組合夾具元件能大、中融合一體，安裝在同一塊基礎(chǔ)板上，以適應(yīng)單件或多件同時(shí)加工等?？紫祳A具靠銷孔定位，這就要求坐標(biāo)孔系一定，組裝程度簡單，無需測量調(diào)整就能確定工件在機(jī)床坐標(biāo)中的位置。當(dāng)使用多夾具基礎(chǔ)板時(shí)，既可組裝單個(gè)大零件夾具，又可組裝多個(gè)中小零件夾具，工效高，柔性好。

5.2 動態(tài)虛擬裝配應(yīng)用設(shè)計(jì)。在這里，加工工件在組合夾具上的定位夾緊和最終裝配是該設(shè)計(jì)應(yīng)用的關(guān)鍵部分。這通過使用軟件在計(jì)算機(jī)上完成產(chǎn)品零部件的實(shí)體造型、虛擬裝配、干涉分析等多次協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)過程，以杜絕由于零件設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤積累而導(dǎo)致產(chǎn)品的返工現(xiàn)象。

筆者認(rèn)為，Inventor 完成這項(xiàng)工作非常容易，只須定義出工件與各組合夾具組件之間的關(guān)系，系統(tǒng)就會根據(jù)給出的約束關(guān)系將工件和夾具組件自動安裝到位，如果改變原有設(shè)計(jì)，與其相關(guān)的夾具組件位置也會自動改變。Inventor 自適應(yīng)的功能使得夾具組件的一些在零件設(shè)計(jì)階段難以確定的尺寸可以在裝配中加入關(guān)系或進(jìn)行約束來自動改變，從而真正實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的互動。

5.3 加工特殊工件中的應(yīng)用。在組合夾具使用過程中，針對一些形狀復(fù)雜、尺寸較大、要求精度較高、定位壓緊有困難的零件，單純用組合夾具無法完成的，筆者建議可以采取以下方法:設(shè)計(jì)專用零件配合組合夾具元件使用。使用最多也最常用的是設(shè)計(jì)制造專用定位心軸和鉆模板。因工件孔定位時(shí)，多數(shù)情況下不是最后工序，孔沒有做到尺寸，都留有磨量。由于產(chǎn)品圖樣和工藝要求不一樣，孔所留的磨量各異，組合夾具元件不能滿足要求，為保證定位精度，設(shè)計(jì)制造專用定位心軸或者定位盤，下面與組合夾具元件一級精度配合，上面和零件孔配合，從而解決了定位精度問題。

結(jié)語

不管怎么說，組合夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)用,決定著加工元件的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。為使組合夾具既能保證精度要求,又有高效率和低成本的性能,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列要求。

第一，應(yīng)注意減少積累誤差,保證有足夠剛度。故 應(yīng)減少配合層次,做到結(jié)構(gòu)緊湊合理,可按加工元件 精度要求設(shè)置檢驗(yàn)裝置。

第二，應(yīng)有良好的繼承性,不因產(chǎn)品更新?lián)Q代而報(bào) 廢,能適應(yīng)于不斷增加同類型新產(chǎn)品零件的加工。 因此在設(shè)計(jì)組合夾具前,要求對同類型零件的結(jié)構(gòu) 要素、工藝特征、尺寸精度等做詳細(xì)地調(diào)查、分析,了 解產(chǎn)品功能及發(fā)展方向,從而使組合夾具的設(shè)計(jì)對 現(xiàn)有產(chǎn)品有很高的適應(yīng)性,對新產(chǎn)品的發(fā)展有良好 的繼承性。

第三，夾具上的可調(diào)節(jié)和可更換元件,應(yīng)能保證裝 夾同一工件組內(nèi)任何零件,在調(diào)節(jié)時(shí)操作簡單、快 速,組合整件與基體間的配合應(yīng)注意采取措施避免 靠摩擦力來承受作用力。

[1]宋玉梅.組合夾具拆裝實(shí)驗(yàn)操作過程技巧的研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(22).

[2]左祥赟.組合夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與裝配技術(shù)研究[D].太原科技大學(xué).2010.

[3]朱耀祥.組合夾具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].機(jī)電國際市場,2002(05).

[4]張小巍.東安成立組合夾具拼裝站[N].中國航空報(bào).2010.

[5]康文利,李娟,劉洪偉,張雄華.組合夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)元件管理模塊的實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代機(jī)械,2006(05).

[6]張坤明.孔系組合夾具夾緊方案自動規(guī)劃方法的研究[D].河海大學(xué).2005.