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3 国内外夹具设计发展趋势
近些年来随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代或加工设备的广泛应用使传统的机械加工的指导方法发生了重大变革夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的广大化。给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。 夹具是机械加工不可缺少的部件在机床技术向高速、高效、精密、复合、智 能、环保方向发展的带动下夹具技术正朝着高精、高效]、模块、组合、通用、经济方向发展。 高 精 随着机床加工精度的提高为了降低定位误提高加工精度对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler戴美乐公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台其等高误差为±0.03mm精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内夹具重复安装的定位精度高达±5μm瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25μm4[12]。机床夹具的精度已提高到微米级世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然为了适应不同行业的需求和经济性夹具有不同的型号以及不同档次的精度标准供选择。 高 效 为了提高机床的生产效率双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。了 减少工件的安装时间各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等快速夹紧功能部件不断地推陈出新【21】。新型的电控永磁夹具加紧和松开工件只用12秒夹具结构简化为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间瑞典3R夹具仅用1分钟即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens杰金斯公司的球锁装夹系统1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具起到缩短停机时间提高生产效率的作用。 模块、组合 夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件快速组装成各种夹具已成为夹具技术开发的基点。省工、省时节材、节 能体现在各种先进夹具系统的创新之中【20】。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础应用CAD技术可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库进行夹具优化设计为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案又能积累使用经验了解市场需求不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作正在着手创建夹具呵呵专业技术网站为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。 通用、经济 夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统一次性投资比较大只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强应用范围广通用性好夹具利用率高收回投资快才能体现出经济性好。德国demmeler戴美乐公司的孔系列组合焊接夹具仅用品种、规格很少的配套元件即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强使得夹具的通用性好元件少而精配套的费用低经济实用才有推广应用的价值【13】。 专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐创建夹具专业技术网站充分利用现代信息和网络技术与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系争取合资与合作引进技术这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。