柔性夹具设计方法与技术.pdfVIP

2000 年第 10 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　信 　息 　技　术 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ·14 · 柔 性 夹 具 设 计 方 法 与 技 术 牟 岩 君 0 　引言 随着机械工业 的迅猛发展 、市场竞争的 日益激 烈 ,产品更新换代 日趋频繁 ,多品种小批量生产的企 业将 占主导地位 ,这都相应要求采用计算机技术加 速机床夹具的准备 ,不仅可 以大大缩短夹具设计周 期 ,提高夹 具设计质量和 效率 ,而 且能节省许 多人 力 ,使夹具设计人员从繁重 的资料检索 ,分析计算 、 绘 图、编制技术文件等工作 中解放出来 ,从事更有意 义更有创造性 的活动 ,把夹具设计工作提高到新 的 水平 。 1 　FMS 技术发展要求夹具具有较大柔 性 现代机械加工的主要设备是数控机床和数控加 工 中心 ,机械制造 自动化技术发展表 明 ,以数控设备 ( ) 为基础的数控加工 、柔性 制造 系统 FMS 和计 算机 图 1 　FMS 中夹具 CADΠCAM 系统 集成制 造 ( CIM) 将 日益 成为 常 用 的生产 方 式 , 在 的加工 ,这与专用夹具不 同 , 即专用夹具与工件 的某 FMS 生产方式下 ,用于夹持工作 的机床夹具仍然是 一道工序相对接变换成夹具必须与工件的多道工序 不可缺少的 。但迄今为止 ,FMS 中夹具设计 、制造 、 或整个加工过程相对接 ,这使得 FMS 中夹具结构简 组装准备系统 自动化程度是最低 的 , 已成为现代生 单 ,数量减少 ,零件加工精度提高 。 产系统迫切需要解决的问题 ,为 了提高 FMS 的经济 FMS 中夹具结构特点是拼装结构 ,它有一个共 效益 ,要求夹具有足够 的柔性 ,能快速拼装 出特定的 同的基础板 ,其上可定位夹紧一个或多个工件 ,但它 FMS 中全部加工对象用 的夹具 ,另一方面 ,从制造系 又不 同于组合夹具 ,它们 的区别在于 ,组合夹具理论 统集成 的观点看 ,CADΠCA PPΠCAM 是计算机集 成制 上可以组装成任一工件 的任一道工序用 的夹具 ,柔 造系统和柔性制造系统进一步完善和实用化 的重要 性夹具则具有某种“专用 ”范围 ,它是根据某一具体 技术基础和关键所在 ,从 80 年代中期开始 ,计算机 FMS 加工对象而设计制造 的 ,如果增加新 的加工对 ( 辅助夹具设计 、夹具自动化设计 引入人工智能等技 象 ,只要其结构外形、尺寸 、定位基准形式等不超 出 术) 在国 际上普 遍受到 重视 , 和 CAPP 共 同组成 了 系统原设计技术指标范围 ,夹具系统仍可使用 , 只需 CAD 和 CAM 之间的接 口,如 图 1 所示 。 重新拼装 即可 ,这就是这种夹具“柔性 ”的含义 。 2 　柔性夹具及其特点 我们把上述 FMS 中用 的夹具称做柔性夹具 , 因 FMS 中加工设备主要是数控机床与加工 中心 , 为它是根据特定的 FMS 或 FMC 的加工对象进行设 被加工零件结构要素 的位置尺寸是这类机床 自动获 计并在成组技术 ( GT) 相似性原 理基础上建立 的夹 取和保证 的 , 因此在加工前只要求通过夹具保证工 具系统 ,可 以做到夹具元件的种类和数量最少 ,但能