本帖最后由 亮劍 于 2015-5-5 03:56 編輯 ' w# v3 F" M; w1 `$ p
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CIMT2015夾具專題 ) L- J& X3 {; e. N
按（僅代表個(gè)人觀點(diǎn)）： 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(dá)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(diǎn)說明夾具仍然沒有被足夠的重視。從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代政府進(jìn)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(jī)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(gè)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(dá)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(shí)際上，做好夾具是一件非常難的事情，需要思想、需要精細(xì)、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(jìn)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(xiàng)迎 5.展會之夾具觀感 # k5 H$ m+ L0 N& d9 K8 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(jī)械加工制造業(yè)的發(fā)展目前正在進(jìn)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(gè)過程中，作為金屬加工三大要素的機(jī)床、刀具和夾具的升級責(zé)無旁貸。 三者的有機(jī)結(jié)合是金屬加工行業(yè)實(shí)現(xiàn)升級發(fā)展的根基。其中，通用性較強(qiáng)的機(jī)床和刀具已經(jīng)滿足甚至超出了我們的需求。從這個(gè)角度說，主要問題在于我們自己如何將機(jī)床更合理的使用，發(fā)揮最大效能。這就引出了目前我國機(jī)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(jī)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(jī)械加工水平之所以位居世界前列，就是因?yàn)榈聡粌H擁有世界一流的機(jī)床和刀具制造企業(yè)，同時(shí)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(gè)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(jī)械加工的貢獻(xiàn)功不可沒。如果中國金屬切削企業(yè)能認(rèn)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(shí)間內(nèi)就可明顯提高加工工藝水平。 在機(jī)械加工三大要素中，機(jī)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(jìn)步不能也無法急功近利，必須腳踏實(shí)地，什么時(shí)候夾具問題解決了，什么時(shí)候中國機(jī)械加工制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級才有了出路。
& J5 V- z8 {1 w 夾具技術(shù)是促進(jìn)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(jì)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(gè)誤區(qū)，就是“重設(shè)備輕工藝”。許多企業(yè)在機(jī)床設(shè)備投資方面很舍得花錢，以為有了好的機(jī)床，一切問題就都解決了。但卻沒有意識到，工藝問題其實(shí)是機(jī)械加工的核心問題。對于金屬切削加工而言，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)好的工藝，除了機(jī)床，刀具和夾具是另外兩個(gè)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(dá)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(jī)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(jī)床和刀具都具有較強(qiáng)的通用性，而夾具則與工件的相關(guān)性較強(qiáng)。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?yàn)檎莆者@些夾具開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造是以長年的技術(shù)沉淀和經(jīng)驗(yàn)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(jī)械加工水平之所以位居世界最前列，就是因?yàn)榈聡粌H擁有世界一流的機(jī)床和刀具制造企業(yè)，同時(shí)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”。“工業(yè)4.0”為我們描繪了一張理想的藍(lán)圖，但要真正實(shí)現(xiàn)它卻是任重而道遠(yuǎn)。在金屬切削行業(yè)逐步邁向工業(yè)4.0這一進(jìn)程中，夾具所起的作用同樣不可忽視。與工件相關(guān)性很強(qiáng)的夾具如何去適應(yīng)智能化制造？我認(rèn)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(shí)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(shí)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(gè)爪都同時(shí)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(gè)過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下。因此，能夠快速實(shí)現(xiàn)四爪夾持的浮動定心卡盤應(yīng)運(yùn)而生。這種卡盤的卡爪首先在浮動運(yùn)動過程中將工件推向中心，并使四個(gè)爪同時(shí)接觸工件，而后再實(shí)現(xiàn)夾緊動作。使用這種卡盤，往往不需要進(jìn)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(kuò)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(gè)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(gè)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(jìn)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(jī)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(gè)典型的例子。 中國機(jī)械加工業(yè)已經(jīng)逐漸失去了人力成本低廉、以低價(jià)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(jìn)機(jī)床和刀具的強(qiáng)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。 z2 W i& \' W3 B, L2 f8 P
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(jī)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(shí)，我們需要通過自動化加工、智能化加工等先進(jìn)加工方式來改變現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。而在這些先進(jìn)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(jì)，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(jìn)設(shè)備和刀具，但是還是無法達(dá)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(shí)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。 無論是在機(jī)床中，還是在機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)、中心架。這些產(chǎn)品幾乎覆蓋了夾具的各個(gè)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(jī)缸體、曲軸、變速箱、渦輪增壓機(jī)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(shí)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(gè)發(fā)展趨勢�，F(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(shí)刻消耗著的電機(jī)，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(shí)現(xiàn)了電驅(qū)動夾具設(shè)計(jì)，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(jìn)一步需求。 % R2 b% l& ^* J* {2 I7 g# N
柔性夾具確保自動化加工萬無一失 作者：項(xiàng)迎 北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所工藝管理處處長/研究員 縱觀我國機(jī)加工行業(yè)，隨著人們對于高端產(chǎn)品認(rèn)識的提高，中國用戶越來越多地購買德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)機(jī)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(jī)床開機(jī)切削使用率為60-70%，而國內(nèi)只能達(dá)到20%-30%，切削效率不足20%。其中很重要的一個(gè)原因就是“設(shè)備先進(jìn)、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(jìn)取和發(fā)展。提高柔性夾具的設(shè)計(jì)、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
: x8 X" g" f& R$ ?7 {$ c 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(gè)產(chǎn)品完成所有工序之前不能轉(zhuǎn)入下一個(gè)工序。中間換裝一般要重新調(diào)整和首件檢驗(yàn)確認(rèn)，這樣嚴(yán)重影響機(jī)床加工效率的發(fā)揮；這樣也造成批數(shù)越大，單個(gè)產(chǎn)品在流程之間停留的時(shí)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(jī)床工作臺面上的；上面是托盤，可重復(fù)使用，價(jià)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(gè)東西就是所謂的零點(diǎn)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(jìn)行裝卡和拆卸的同時(shí)，機(jī)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(jī)床的可交換工作臺，其重復(fù)裝卡精度為極高，可以達(dá)到0.002mm，且裝拆換裝時(shí)間小于機(jī)床切削時(shí)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?yàn)閾Q裝工件的等待時(shí)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(jī)器人完成自動換裝，使機(jī)床利用率成倍提高，根據(jù)不同工藝實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)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
# i# N7 j5 m+ d1 j7 @: y 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(shí)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(shí)間。此基準(zhǔn)片是可重復(fù)利用的，因此成本很低。（點(diǎn)評：二次裝夾實(shí)際上也是加工應(yīng)力釋放的過程，這個(gè)過程不能完全用節(jié)省加工時(shí)間來衡量。需要根據(jù)實(shí)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(shí)間段內(nèi)，多臺機(jī)床同時(shí)參與切削，使單位時(shí)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(jī)、圓柱度儀等檢測設(shè)備，同樣可以減少檢驗(yàn)的裝卡找正時(shí)間。（認(rèn)為這個(gè)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(jī)床設(shè)備的功能 5 ~& q+ }! O6 V" L
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(yán)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(gè)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(gè)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(shí)上，我國現(xiàn)有的大量高檔機(jī)床設(shè)備的效率沒有真正發(fā)揮，其中一個(gè)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(jī)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(jì)、制造追求。未來，柔性夾具將不斷滿足用戶的個(gè)性化需求，并促進(jìn)制造業(yè)的良性發(fā)展。
( A9 S2 n [$ 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(rèn)真關(guān)注。 2.瑞班（Ringspann）機(jī)電傳動技術(shù)。結(jié)構(gòu)好，有很多跟我不謀而合的設(shè)計(jì)。
+ p+ j4 K/ Y) O+ `3.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(jì)思想。3）感覺報(bào)價(jià)偏高。 ; x7 m( D8 M- d
4.哈威液壓。產(chǎn)品很多，展出了一種面向機(jī)床行業(yè)的緊湊型液壓泵站（集成液壓泵、油浸電機(jī)、風(fēng)機(jī)）。
; f9 A( C/ B. P! c5.卡盤類夾具很多也很不錯(cuò)。 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(dú)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(jī)床工作臺解決，實(shí)現(xiàn)操作方便、價(jià)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(gè)人認(rèn)為這個(gè)需求不會強(qiáng)勁。 * R% Z2 F) r" ]! b9 H5 |& [
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發(fā)表于 2015-5-5 03:46:45
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