本帖最后由 亮劍 于 2015-5-5 03:56 編輯
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CIMT2015夾具專題
/ r* U+ v. Y$ Z6 v$ U按（僅代表個人觀點）： 眾所周知，夾具是構(gòu)成工藝系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，相對刀具產(chǎn)品的異彩紛呈，這些年夾具顯得落后多了。CIMT2015夾具展商，特別是發(fā)達國家的夾具展商多了很多，這是非常好的現(xiàn)象。過去我國沒有專業(yè)夾具公司，后來南方有了，逐步北方也有了，但仍然很少，水平不足、發(fā)展的也不好。這一點說明夾具仍然沒有被足夠的重視。從計劃經(jīng)濟時代政府進行行業(yè)管理，到改開，直到現(xiàn)在逐步自我規(guī)范的轉(zhuǎn)換期里，機械制造企業(yè)一般都重視了產(chǎn)品開發(fā)、重視了設(shè)備，借鬼子的光逐步重視了刀具，但是，工藝弱化了，夾具幾乎還是那個樣子。十多年前俺就在這里提出，工藝文件是不是應(yīng)該采用更直觀的（如照片、3D圖等）表達方式，拋棄那些所謂標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)符號，而夾具卻幾乎沒有捷徑，只有不足。實際上，做好夾具是一件非常難的事情，需要思想、需要精細、需要積累、需要綜合能力。下面匯總幾篇文章，為節(jié)省篇幅，均有刪改。 文章目錄： 1.夾具 從工藝角度助推轉(zhuǎn)型升級——MM現(xiàn)代制造 2.夾具技術(shù)是促進中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要推手——袁華 3.夾具 應(yīng)用技術(shù)的積累是關(guān)鍵——李恪 4.柔性夾具確保自動化加工萬無一失——項迎 5.展會之夾具觀感 9 k; n7 v. P0 a# ~1 f& w; Z
夾具 從工藝角度助推轉(zhuǎn)型升級——MM《現(xiàn)代制造》 在經(jīng)歷了十幾年的高速發(fā)展之后，中國機械加工制造業(yè)的發(fā)展目前正在進入瓶頸期，為了緩解目前的困境，我們亟需轉(zhuǎn)型升級。在這個過程中，作為金屬加工三大要素的機床、刀具和夾具的升級責(zé)無旁貸。 三者的有機結(jié)合是金屬加工行業(yè)實現(xiàn)升級發(fā)展的根基。其中，通用性較強的機床和刀具已經(jīng)滿足甚至超出了我們的需求。從這個角度說，主要問題在于我們自己如何將機床更合理的使用，發(fā)揮最大效能。這就引出了目前我國機械加工制造業(yè)對于工藝不夠重視的問題，而工藝問題才是機械加工的核心問題。 深入了解德國制造，就會發(fā)現(xiàn)，德國的機械加工水平之所以位居世界前列，就是因為德國不僅擁有世界一流的機床和刀具制造企業(yè)，同時也擁有一流的工裝夾具制造企業(yè)。在德國，從設(shè)備制造商這個源頭開始就非常重視工藝解決方案、重視夾具的應(yīng)用。德國的夾具公司數(shù)量眾多，雖然從規(guī)模上來看都是中小型企業(yè)，但絕大部分夾具廠都有很長的歷史，而且各有專攻，它們對德國機械加工的貢獻功不可沒。如果中國金屬切削企業(yè)能認識和熟悉這些技術(shù)，并將其合理應(yīng)用到自己的加工制造中，那么，在短時間內(nèi)就可明顯提高加工工藝水平。 在機械加工三大要素中，機床、刀具是可以看得見、摸得著的，可是夾具涉及的工藝卻是無形的。所以工藝的積累和進步不能也無法急功近利，必須腳踏實地，什么時候夾具問題解決了，什么時候中國機械加工制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級才有了出路。
! f7 c: }8 p w9 T; T7 ?. w 夾具技術(shù)是促進中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要推手 作者：袁華博士 德國中歐工業(yè)技術(shù)咨詢公司首席咨詢顧問、同濟大學(xué)客座教授 長期以來，在中國金屬切削加工領(lǐng)域存在著一個誤區(qū)，就是“重設(shè)備輕工藝”。許多企業(yè)在機床設(shè)備投資方面很舍得花錢，以為有了好的機床，一切問題就都解決了。但卻沒有意識到，工藝問題其實是機械加工的核心問題。對于金屬切削加工而言，要實現(xiàn)一個好的工藝，除了機床，刀具和夾具是另外兩個極為重要的環(huán)節(jié)。而要提高我國金屬切削加工工藝水平，就必須提高夾具的使用水平。夾具用得對，用得好，不僅是達到加工質(zhì)量的要求，更是提高加工效率的要求。提高我國機械加工夾具使用水平正是提高加工工藝水平的一條有效途徑。 通常，機床和刀具都具有較強的通用性，而夾具則與工件的相關(guān)性較強。在各行各業(yè)中，工件的種類是千變?nèi)f化的，這就對夾具提出了不同的要求。我國夾具制造行業(yè)在過去幾年里有了較大發(fā)展，有些標(biāo)準(zhǔn)夾具（如三爪卡盤、平口虎鉗等）基本可以滿足企業(yè)的使用需求，但對于許多高效、高精度、以及具有復(fù)雜和特殊功能的夾具，尚無法制造。這是因為掌握這些夾具開發(fā)、設(shè)計和制造是以長年的技術(shù)沉淀和經(jīng)驗積累以及成熟的制造工藝為基礎(chǔ)的，而這些正是我國夾具行業(yè)目前還欠缺的。德國的機械加工水平之所以位居世界最前列，就是因為德國不僅擁有世界一流的機床和刀具制造企業(yè)，同時也擁有一流的工裝夾具制造企業(yè)。 現(xiàn)在許多人在談“工業(yè)4.0”�！肮I(yè)4.0”為我們描繪了一張理想的藍圖，但要真正實現(xiàn)它卻是任重而道遠。在金屬切削行業(yè)逐步邁向工業(yè)4.0這一進程中，夾具所起的作用同樣不可忽視。與工件相關(guān)性很強的夾具如何去適應(yīng)智能化制造？我認為，首先應(yīng)當(dāng)從夾具的多用性、快換性和易于數(shù)控這些方面入手，在注重基礎(chǔ)研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)出相應(yīng)的新型夾具來。 在這方面，從德國夾具行業(yè)近年來開發(fā)出的新產(chǎn)品中，我們已經(jīng)看到了一些雛形。舉例說，目前在車床上常用的三爪卡盤，未來就有被一種叫“四爪浮動定心卡盤”的新型夾具完全替代的可能。在車削加工中，會有一些截面是矩形的工件需要被夾持，這時三爪卡盤就不再適用，而需要使用四爪卡盤來夾持。但是傳統(tǒng)的四爪定心卡盤在實用中卻顯得非常不方便：工件尺寸存在誤差，通常無法保證四個爪都同時接觸到工件，在夾持過程中一般通過加墊片的方法來解決這一問題，但這個過程費時費力，效率低下。因此，能夠快速實現(xiàn)四爪夾持的浮動定心卡盤應(yīng)運而生。這種卡盤的卡爪首先在浮動運動過程中將工件推向中心，并使四個爪同時接觸工件，而后再實現(xiàn)夾緊動作。使用這種卡盤，往往不需要進行任何人工調(diào)整即可完成對不同工件的裝卡。這種四爪浮動定心卡盤大大擴展了傳統(tǒng)卡盤的適用范圍，堪稱卡盤研發(fā)史上的一次革命性成果。 再如適合五面加工的咬合式夾持技術(shù)，夾具只須在高3mm寬80mm的一個狹窄區(qū)域內(nèi)夾持工件，從而使工件能最大程度地露出五個加工表面。夾持的可靠性由卡爪上的齒嵌入工件材料來保證。盡管夾持面積很小，但仍然可以進行重切削加工。采用這種技術(shù)的咬合式虎鉗與標(biāo)準(zhǔn)快換機構(gòu)配合使用，可以以極快的速度更換工件或夾具。 而在夾具的易于數(shù)控性這方面，取代液壓驅(qū)動缸的電動驅(qū)動缸則是一個典型的例子。 中國機械加工業(yè)已經(jīng)逐漸失去了人力成本低廉、以低價格搶占市場的優(yōu)勢，為了尋找新的發(fā)展出路，轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫。作為這一過程中的主要推動力，工藝的升級已成必然，作為重要的組成部分，夾具更是責(zé)無旁貸。好在我們已經(jīng)有了先進機床和刀具的強大基礎(chǔ)，只要對夾具這一工藝核心給予更多的關(guān)注，那么中國制造業(yè)的升級指日可待。 " x& H, R. ?5 M! Z
夾具 應(yīng)用技術(shù)的積累是關(guān)鍵 作者：李恪 羅姆精密夾具（上海）有限公司首席執(zhí)行官 夾具作為工藝過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，已經(jīng)與機床、刀具比肩，成為影響金屬加工的三大要素之一。尤其在中國制造業(yè)面臨人力成本不斷上升、加工效率及質(zhì)量亟待提高等問題時，我們需要通過自動化加工、智能化加工等先進加工方式來改變現(xiàn)狀，實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。而在這些先進加工理念的貫徹過程中，夾具所扮演的角色越來越重要，通過夾具的合理使用和特殊設(shè)計，可以從質(zhì)量、效率以及加工穩(wěn)定性等方面給產(chǎn)品提供全方位的保障。 目前，中國的很多企業(yè)都購買了大量的先進設(shè)備和刀具，但是還是無法達到加工目的，很大一部分原因就在于對工藝的理解不夠充分和深入，沒有意識到夾具的重要性，以及如何利用夾具實現(xiàn)加工目的。至今已經(jīng)擁有110年發(fā)展歷史的RÖHM公司，于2011年來到中國，并于2012年在上海正式成立中國分公司。我們看到了中國用戶的使用現(xiàn)狀，迫切希望可以通過我們的技術(shù)積累幫助他們實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。 無論是在機床中，還是在機床的自動化配套設(shè)備中，夾具的身影無處不在，而不是簡單的工件裝卡和刀具裝卡那么簡單。以車床為例，一般車床上能夠用到的夾具就包括：自動化抓手、夾緊油缸、刀柄、頂尖、中心架、動力卡盤。銑床上還會包括旋轉(zhuǎn)單元、拉刀機構(gòu)、工作臺快換系統(tǒng)、臺虎鉗等。 在金屬加工領(lǐng)域，提到夾具，就會想起RÖHM。RÖHM有十大系列產(chǎn)品，包括鉆夾頭（用于電動工具或數(shù)控機床）、頂尖、手動卡盤/花盤、精密臺鉗/夾具快換系統(tǒng)、自動化抓手、擺缸、動力卡盤/油缸、芯軸、加工中心主軸或臥加工作臺拉緊機構(gòu)、中心架。這些產(chǎn)品幾乎覆蓋了夾具的各個方面，規(guī)格齊全，小到鐘表、首飾、醫(yī)療植入物，大到風(fēng)電齒輪、石油和天然氣工業(yè)，RÖHM都能提供全套的夾具產(chǎn)品。比鄰德國寶馬、奔馳、大眾等一流汽車制造廠的天然優(yōu)勢，RÖHM的夾具也遍及了發(fā)動機缸體、曲軸、變速箱、渦輪增壓機殼體、轉(zhuǎn)向齒輪、剎車系統(tǒng)、輪轂等產(chǎn)品的加工中。 最重要的是，從成立至今的一百多年中，RÖHM始終致力于夾具的研發(fā)和生產(chǎn)，積累的夾具應(yīng)用知識和工藝知識是任何其他同類廠商無法企及的。尤其是RÖHM的夾具定制化生產(chǎn)能力，是建立在RÖHM雄厚的技術(shù)背景之下的，這一優(yōu)勢并非一日之功，也是衡量一家夾具公司整體技術(shù)實力的最好標(biāo)準(zhǔn)。 作為夾具行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，RÖHM是一家技術(shù)驅(qū)動型企業(yè)，始終引領(lǐng)夾具領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。比如我們正在倡導(dǎo)的電驅(qū)動夾具就是未來夾具領(lǐng)域的一個發(fā)展趨勢。現(xiàn)在，用戶大多采用的是液壓為動力的夾具，但液壓系統(tǒng)為了保持壓力，系統(tǒng)需要一直在工作、即使在夾具夾緊的情況下仍然時刻消耗著的電機，并且能源利用率低；從環(huán)保的角度考慮，液壓油始終有泄漏，并且需要定期更換，污染環(huán)境。其次，液壓控制的精度不如電驅(qū)動的那么精準(zhǔn)，受溫度以及油的品質(zhì)影響大。電驅(qū)動則不存在上述問題，從安全角度來講更勝一籌。目前，RÖHM幾乎所有產(chǎn)品門類都實現(xiàn)了電驅(qū)動夾具設(shè)計，比如電動中心架、電動夾緊頭、電動自動化抓手、電動拉緊缸、電動夾緊／放松單元等，都極具代表性。今后，RÖHM還將提供更多的電驅(qū)動夾具產(chǎn)品，以滿足市場的進一步需求。 " @( i! ~1 l& h2 J P( X
柔性夾具確保自動化加工萬無一失 作者：項迎 北京精密機電控制設(shè)備研究所工藝管理處處長/研究員 縱觀我國機加工行業(yè)，隨著人們對于高端產(chǎn)品認識的提高，中國用戶越來越多地購買德國等工業(yè)發(fā)達國家的先進機床設(shè)備，然而使用現(xiàn)狀并不樂觀。國外兩班制工作，數(shù)控機床開機切削使用率為60-70%，而國內(nèi)只能達到20%-30%，切削效率不足20%。其中很重要的一個原因就是“設(shè)備先進、工藝落后”，其中在柔性夾具的制造和使用方面有待解除束縛，不斷進取和發(fā)展。提高柔性夾具的設(shè)計、制造和使用水平，從而提高加工能力和勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，是擺在我們面前的緊迫任務(wù)。 柔性夾具應(yīng)用使得單件流生產(chǎn)成為可能
1 w/ @4 B! J" [. ] 傳統(tǒng)的批量生產(chǎn)模式受傳統(tǒng)夾具裝卡和調(diào)整方式限制，在一個產(chǎn)品完成所有工序之前不能轉(zhuǎn)入下一個工序。中間換裝一般要重新調(diào)整和首件檢驗確認，這樣嚴重影響機床加工效率的發(fā)揮；這樣也造成批數(shù)越大，單個產(chǎn)品在流程之間停留的時間越長。 一種采用托盤式換裝裝置的柔性夾具的使用，使得上述的單件流生產(chǎn)成為可能。圖中下面是基準(zhǔn)座，通常是永久固定在機床工作臺面上的；上面是托盤，可重復(fù)使用，價格相對低廉，不同品種、不同工序配不同裝卡夾具，并放到貨架上備用（這個東西就是所謂的零點定位精密夾具）。 裝有此類通用定位托盤的夾具，在裝卡零件的裝夾可以在線下完成。在進行裝卡和拆卸的同時，機床可以加工其他零件。由于托盤和基準(zhǔn)座之間的定位原理如同機床的可交換工作臺，其重復(fù)裝卡精度為極高，可以達到0.002mm，且裝拆換裝時間小于機床切削時間。由于可以在線下完成工件的拆裝，使生產(chǎn)準(zhǔn)備特別是因為換裝工件的等待時間明顯縮短，線下?lián)Q裝好的被加工件可以放到貨架上，靠機器人完成自動換裝，使機床利用率成倍提高，根據(jù)不同工藝實現(xiàn)一人多機操作。 自帶基準(zhǔn)柔性夾具為工序間共用基準(zhǔn)的流轉(zhuǎn)提供便利
5 D9 m7 s3 `- k* z# e( } 圖2所示的零件，材料為17-4不銹鋼，由于ø8.5內(nèi)孔與ø15外圓有同軸度要求，而且內(nèi)孔和外圓的表面粗糙度要求為Ra0.1；需要先安排車加工內(nèi)孔和外圓，留加工余量；然后按照圖紙的同軸度和表面粗糙度要求磨削。傳統(tǒng)方法是采用通用的三爪卡盤裝卡，磨削時不可避免要“找正”，但是，如果采用一種自帶基準(zhǔn)的柔性夾具，將工件固定安裝在帶有裝卡夾頭的基準(zhǔn)片上，先完成車加工，不需找正，繼續(xù)完成磨加工工序，就大大節(jié)約了找正時間。此基準(zhǔn)片是可重復(fù)利用的，因此成本很低。（點評：二次裝夾實際上也是加工應(yīng)力釋放的過程，這個過程不能完全用節(jié)省加工時間來衡量。需要根據(jù)實際情況決定是不是能夠采用）。 另外，諸多高位置精度的復(fù)雜零件需采用多軸聯(lián)動數(shù)控設(shè)備，在一次裝卡下完成加工，有了上述柔性夾具，就可以采用多臺各自有一致標(biāo)準(zhǔn)的安裝基準(zhǔn)座的設(shè)備，用協(xié)同加工的方法加工，在同一時間段內(nèi)，多臺機床同時參與切削，使單位時間金屬加工去除率大幅度提高。這種方式可帶著夾具，延伸到三坐標(biāo)機、圓柱度儀等檢測設(shè)備，同樣可以減少檢驗的裝卡找正時間。（認為這個說法有問題：檢測是應(yīng)該區(qū)分的）。 柔性夾具應(yīng)用可拓展機床設(shè)備的功能 % _2 s8 {6 U) @
圖3的殼體類零件，上面的ø6.4的孔與主視圖ø30孔有位置度的嚴格要求，按照傳統(tǒng)加工方式可能要用4軸數(shù)控設(shè)備在一次裝卡完成相互垂直兩個面上的孔加工，以保證位置精度；但是，采用前面所述的柔性夾具，可以分成兩個工步，在一臺普通的三軸數(shù)控銑床上，通過旋轉(zhuǎn)后的二次裝卡完成加工。 事實上，我國現(xiàn)有的大量高檔機床設(shè)備的效率沒有真正發(fā)揮，其中一個重要原因就是人們存在重設(shè)備輕工藝的觀念。工藝創(chuàng)新能力不足，影響著我國發(fā)展成為制造大國。 現(xiàn)在，工業(yè)4.0將工業(yè)推向網(wǎng)絡(luò)化、智能化，機械加工設(shè)備也朝著復(fù)合化多元化發(fā)展，但工件的裝卡無論如何是離不開對夾具特別柔性夾具的需求。形式多樣化、可重復(fù)利用、高定位精度、裝卡簡便可靠是柔性夾具的設(shè)計、制造追求。未來，柔性夾具將不斷滿足用戶的個性化需求，并促進制造業(yè)的良性發(fā)展。
8 k2 \4 G# |2 E# QCIMT2015我關(guān)注了的夾具介紹： 1.很久之前，夾具油缸已經(jīng)鋪天蓋地了，這一次普遍沒有特色，沒有認真關(guān)注。 2.瑞班（Ringspann）機電傳動技術(shù)。結(jié)構(gòu)好，有很多跟我不謀而合的設(shè)計。
! \9 W8 U3 x; C6 u5 W3.光洋液壓。專業(yè)夾具、液壓缸液壓閥和液壓系統(tǒng)。特色突出：1）技術(shù)突出，總經(jīng)理即技術(shù)帶頭人。2）有很多專利產(chǎn)品，有自己的設(shè)計思想。3）感覺報價偏高。
2 \2 G' b4 @ l0 `4.哈威液壓。產(chǎn)品很多，展出了一種面向機床行業(yè)的緊湊型液壓泵站（集成液壓泵、油浸電機、風(fēng)機）。
$ v- k. q: ^- s5.卡盤類夾具很多也很不錯。 6.我的十字架，展會上沒有（直徑一米以上的自定心四爪卡盤，右上角是現(xiàn)在大家都在用的獨立卡爪）。部分人對剛性擔(dān)心，我的思路是把夾具剛性問題用機床工作臺解決，實現(xiàn)操作方便、價格低廉的目的。部分人提出采用液壓驅(qū)動問題，結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)，作為系列產(chǎn)品會有自動化驅(qū)動（液壓或電動），但個人認為這個需求不會強勁。 5 b. O7 d. M4 @8 o
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發(fā)表于 2015-5-5 03:46:45
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