摘要：在現(xiàn)代化發(fā)展中，柔性組合夾具在汽車零部件的制造中有著重要的作用。隨著柔性制造技術(shù)及現(xiàn)代化制造理念在汽車制造業(yè)中的有效運(yùn)用，以往的組合夾具技術(shù)也發(fā)生了變化，因此文章對(duì)柔性組合夾具在汽車零部件制造中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：柔性組合夾具；汽車零部件；零部件制造；柔性制造技術(shù)；汽車制造業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH163 文章編號(hào)：1009-2374（2017）05-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.028

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、社會(huì)不斷進(jìn)步的同時(shí)，人們的生活水平也在逐漸提高，市場(chǎng)中各產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)也更加劇烈。為了獲取更多的利益節(jié)省更多的時(shí)間，廠商在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)不但要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，還要盡可能多地降低成本，縮短制造周期。傳統(tǒng)的制造技術(shù)明顯已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)市場(chǎng)的需求，而柔性組合夾具技術(shù)能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)滿足市場(chǎng)對(duì)小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的需求，使中小批量生產(chǎn)在大批量生產(chǎn)面前有立足之地。

1 柔性制造技術(shù)對(duì)柔性組合夾具的影響

自20世紀(jì)80年代以來，柔性制造技術(shù)的發(fā)展越來越快且被廣泛的應(yīng)用，形成了FMC與FMS相結(jié)合的具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的制造形式，它的形成對(duì)柔性組合夾具有重要的意義。FMC是指柔性制造單元，F(xiàn)MS是指柔性制造系統(tǒng)，在它們的制造過程中機(jī)床自主決定所要制造零件的式樣、長短、大小，也就是刀具和零件之間的位置關(guān)系，所以不需要安裝刀具引導(dǎo)。組合夾具的重要工作就是把零件準(zhǔn)確地放入到機(jī)床的生產(chǎn)線中，這種先進(jìn)的機(jī)床具有很多夾具的功能，比如說分度夾具、引導(dǎo)刀具及角度形狀等，各種虎鉗漸漸的成為它的輔助附件，夾具的形狀也隨之變得越來越簡單。與傳統(tǒng)的“分離體制”技術(shù)相比，如今“集成體制”柔性制造技術(shù)更能滿足制造的需求，機(jī)床上各部件能有效地結(jié)合在一起，形成一個(gè)綜合系統(tǒng)。制造過程中不再一味地要求工作時(shí)效，相反要求提高總體的工作效率。以往的積木式組合夾具在新時(shí)代制造原理的引導(dǎo)下被灌注了新的意義。結(jié)構(gòu)靈活多變的夾具組合其傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)之處，被行業(yè)內(nèi)部稱之為“同當(dāng)代機(jī)床最為快捷、最為簡單、最為匹配的且具備柔性的配置”。

2 柔性組合夾具的形成和運(yùn)用

2.1 柔性元件的設(shè)計(jì)

生產(chǎn)中心是以FMC為代表，是將產(chǎn)品部件的多個(gè)制造程序集中起來高效率的生產(chǎn)，組合夾具安裝一次就能同時(shí)完成多個(gè)程序的生產(chǎn)。機(jī)床、組合夾具及產(chǎn)品部件和過去的生產(chǎn)模式是截然不同的關(guān)系，其是在組合夾具的底部，盡最大可能地裝置多個(gè)需要生產(chǎn)的部件，而且當(dāng)這套夾具正在運(yùn)作時(shí)，和其擁有同種特性的夾具也同時(shí)在機(jī)床外進(jìn)行安裝亦或是卸載部件，乃至裝置在底板上的夾具還有可能在傳輸系統(tǒng)里中周轉(zhuǎn)。組合夾具能夠確保被生產(chǎn)的工件準(zhǔn)確地放入機(jī)床的生產(chǎn)線里，夾具上的產(chǎn)品部件都成型以后，機(jī)床內(nèi)部的夾具同機(jī)床外部的夾具進(jìn)行互換，二者迅速地完成連接。因?yàn)闄C(jī)床外部具有安裝、自卸產(chǎn)品部件的功能，這相對(duì)縮減了機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。因此，柔性組合夾具在元件系列的設(shè)計(jì)上發(fā)展出與其相適應(yīng)和匹配的元件系列。通常形式下，夾具和工件單一加工工序主要是以工件整個(gè)加工過程之間相互聯(lián)系，以此形成了多種夾具為主要代表的柔性組合夾具，這種組合夾具主要有基礎(chǔ)板和基礎(chǔ)角鐵、T形基礎(chǔ)、方箱等幾何形狀的基礎(chǔ)件系列。在其使用過程中，這些元件最大的特點(diǎn)就是：在與機(jī)床工作臺(tái)聯(lián)接過程中會(huì)形成一種密切的關(guān)系，同時(shí)這種形式可以與工作臺(tái)面上或者是機(jī)床的托板相連接，有的時(shí)候托板會(huì)按照柔性的組合夾具來進(jìn)行設(shè)計(jì)，并作為機(jī)床的附件出現(xiàn)。隨著柔性組合夾具的不斷發(fā)展，這也進(jìn)一步推動(dòng)了柔性制造技術(shù)的發(fā)展。

2.2 在汽車零部件制造中采用柔性組合夾具

在使用柔性制造技術(shù)時(shí)，機(jī)床的夾具在整個(gè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生著巨大的作用。從計(jì)算機(jī)的集成制造系統(tǒng)來看，大部分單位的柔性制造生產(chǎn)系統(tǒng)都不是很完善。對(duì)此為了將這種系統(tǒng)更加的智能化，形成機(jī)床和加工零件之間進(jìn)行對(duì)接過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或者是柔性化，實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化生產(chǎn)模式是非常難的。這種智能化較高的生產(chǎn)技術(shù)，務(wù)必要在某一技術(shù)中有所突破才可以，如果要覆蓋全行業(yè)是不容易實(shí)現(xiàn)的。理想狀態(tài)柔性化實(shí)現(xiàn)的最便捷途徑，就是從之前的組成夾具進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而可以體現(xiàn)出柔性化。隨著柔性組合夾具的不斷發(fā)展，其中柔性組合夾具在其技術(shù)制造過程中也取得了前所未有的突破，其中將柔性組合夾具應(yīng)用在汽車行業(yè)中，在此過程中也取得了一定的成績。柔性化組合夾具和元件系列和機(jī)床之間的關(guān)系密不可分，當(dāng)元件系統(tǒng)在壓縮時(shí)，柔性組合夾具技術(shù)就會(huì)在機(jī)床上被應(yīng)用，夾具的結(jié)構(gòu)將會(huì)從復(fù)雜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成為簡單結(jié)構(gòu)。比如在汽車柔性制造過程中，將會(huì)使用許多的柔性組合夾具，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器或者離合器等關(guān)鍵部分的零件。例如離合器與變速器這種主要是由殼體或者蓋子組成，被廣泛應(yīng)用在零件夾具結(jié)構(gòu)制造中，進(jìn)而使得兩面加工更加的現(xiàn)實(shí)。這種零件通常都是由鋁合金材料組成，在此過程中都是保持一種加工剛度特性，其中理想的典型柔性組合夾具都是各種技術(shù)應(yīng)用所體現(xiàn)出的結(jié)果。對(duì)此需要加強(qiáng)這一方面的技術(shù)研究和發(fā)展，下面簡單列舉幾種柔性組合夾具的實(shí)例：

從圖1可以看到，汽車離合器殼體零件是在立式加工中心中所生產(chǎn)的，其主要使用的是組合夾具。這種夾具局限在定位和加緊元件的功能之上，其中系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，其中工作人員對(duì)夾具組裝只需要30min，在進(jìn)行柔性化生產(chǎn)過程中可以從中看出其速度。圖2是一種汽車離合器中的殼體零部件，這種部件主要是在臥式加工中心中使用柔性組合夾具。從中不難看出，夾具雖然是圍繞零件的框架式結(jié)構(gòu)，可是也要充分考慮到整體的加工狀態(tài)，框柱組成雙體并作加固，其中各種定位點(diǎn)和輔助支撐點(diǎn)相對(duì)要處于合適位置。

在對(duì)加工柔性組合夾具進(jìn)行管理過程中，主要涵蓋了各種元件和人的組合系統(tǒng)，同時(shí)兩種不同的環(huán)境中出現(xiàn)各種元件配置或者是在生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中形成的管理位置、元件管理及技術(shù)管理等，換而言之，技術(shù)的發(fā)揮和管理水平之間存在著柔性化的關(guān)系。從技術(shù)管理層面來看，管理的重要性則顯現(xiàn)得更為突出。這是由于傳統(tǒng)的組合夾具已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)需求，對(duì)此需要建立起一種科學(xué)的夾具組裝站，并對(duì)其相關(guān)夾具進(jìn)行科學(xué)管理，以此推動(dòng)柔性夾具的進(jìn)一步發(fā)展與創(chuàng)新。

3 發(fā)展趨勢(shì)

柔性組合夾具是不可能在每一個(gè)方面都實(shí)現(xiàn)柔性化的，因此針對(duì)某一個(gè)方面合理發(fā)展與之適應(yīng)的柔性組合夾具系列，待到發(fā)展成熟后再向其他方面逐漸拓展，這樣就能開發(fā)出更高技術(shù)的柔性組合夾具。比如在汽車的車身焊接夾具中可以利用高技術(shù)的機(jī)器人技術(shù)來開發(fā)更為簡捷的柔性焊接組合夾具，其中采用的夾緊技術(shù)更先進(jìn)、快速、可靠。傳統(tǒng)的組合夾具元件這里已經(jīng)可以完全拋棄，采用先進(jìn)技術(shù)組合的配件自然也是最先進(jìn)的夾具結(jié)構(gòu)組合。而汽車零部件的大小和形狀基本決定了汽車零部件的結(jié)構(gòu)和變化的相似性，在合理的范圍內(nèi)改變也是柔性組合夾具的必要條件。但需要明確的是，雖然柔性組合夾具有著更為可觀的應(yīng)用前景，但我國缺少專業(yè)的、高水平的柔性組合夾具人才這是不爭(zhēng)的事實(shí)，為了解決這一問題，我國高校、政府和社會(huì)應(yīng)多培養(yǎng)這方面的人才，這樣才能從根本上促使柔性組合夾具取得更好的發(fā)展，在促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中做出更大的

貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代化發(fā)展柔性組合夾具的今天，技術(shù)研發(fā)者只有了解柔性組合夾具的特點(diǎn)和發(fā)展方向，理解柔性制造的特點(diǎn)和基本技術(shù)，才能研發(fā)出新型的適應(yīng)市場(chǎng)的柔性組合夾具，只有研發(fā)出與市場(chǎng)發(fā)展需求相符的柔性組合夾具發(fā)展，才能真正受到各大企業(yè)的普遍歡迎和認(rèn)可，但想要達(dá)到這一目的還需要我國有關(guān)人員對(duì)柔性制造的技術(shù)和特征深入研究。在不久的將來，柔性組合夾具必定能造福于更多的領(lǐng)域，在各大領(lǐng)域內(nèi)得到更為普遍的應(yīng)用。

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作者簡介：李衛(wèi)濤（1984-），男，陜西商洛人，供職于廣州櫻泰汽車飾件有限公司，研究方向：汽車零部件工藝技術(shù)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）