柔性夾具在數控機床中的發展以及應用

張明波　王瑋　莊濤

摘 要：伴隨著我國機械制造加工行業的不斷發展和創新，我國的機械加工領域在技術上以及加工設備上都有了非常大的發展和提升，這一點在我國的機床設備上體現得非常突出，我國的機床設備在機械加工行業作用非常明顯，我國很多的機械加工都會應用機床來進行零部件的加工處理，機床在機械加工的過程中能夠有效的提升加工部件的精密度，同時也能夠更好的提升零部件在機械加工過程中的加工質量。文章主要針對柔性夾具在我國數控機床中的實際發展以及具體應用方面的問題進行詳細的分析和闡述，希望通過文章的闡述以及分析能夠有效的提升我國柔性夾具在我國數控機床中的應用效果以及應用質量，同時也為我國機床領域進一步的提升和發展貢獻力量。

關鍵詞：柔性夾具；數控機床；發展應用；組合；零件夾具

中圖分類號：TG659 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0135-02

在我國機床應用的過程中，柔性夾具主要的技術基礎就是組合夾具。柔性夾具應用范圍非常廣泛，能夠在機床加工的過程中應用于不同的加工零部件產品，以及不同形式的零部件加工中，在不同型號以及不同種類的機床中，柔性夾具都能夠進行有效的應用。但是在實際的應用過程中，柔性夾具在數控機床中的應用更加的明顯，同時起到的作用也非常的突出。因此我國的數控機床在發展的過程中，柔性夾具是一個非常有前景的發展方向。

在我國機械加工行業中，凡是能夠在零部件加工中固定零部件加工位置，將零部件的加工位置保持在加工準確位置的裝置，我們都能夠稱之為夾具。在我國機床設備組成的過程中，一個非常重要的組成部分就是夾具設備。在我國的機械行業中，夾具的種類以及形式多種多樣，在實際的夾具應用的過程中受到的限制也較為多樣，首先是機床的具體型號能夠限制夾具在機械加工中的應用，其次是被加工零部件的實際加工尺寸也會在一定程度上限制夾具在機械加工中的應用，最后是零部件的加工工藝編排以及工藝要求也能夠限制夾具在機械加工中的應用。這些限制條件的存在都會在很大程度上限制夾具在機床加工過程中的應用。為了有效的促進我國的機床加工技術的發展和改革，我國需要從不同的角度來對機床夾具進行創新和管理，要從技術上進行不斷的探索和突破，只有這樣才能夠有效的促進我國機床夾具的發展和創新改革。機床應用中的夾具根據不同的形式以及類型可以進行以下分類：

圖1

隨著我國機床設備的不斷發展和提升，我國的數控機床設備的應用范圍不斷擴大，因此在數控機床應用的過程中，柔性夾具的概念也相應的被提出來。柔性夾具最主要的目的在于要滿足我國數控機床的應用需求，同時也要滿足我國機床加工技術創新的要求。柔性夾具中的“柔性”兩字主要指的是在機床加工的過程中相關的工藝加工設備以及工藝加工編制能夠有效的適應數控機床對于不同形式，不同種類的零部件的加工需要，能夠通過改變夾具的類型來迅速的對數控機床加工零部件對夾具的要求進行響應。在數控機床加工的過程中，柔性夾具的應用能夠有效實現加工效率的提升，能夠讓機床的加工過程更加的靈活。在我國機械加工過程中，柔性夾具主要就是指正在加工零部件出現尺寸變化以及形狀變化的時候，還能夠應用現有夾具進行機械加工，這種數控機床夾具就稱之為柔性夾具。

1 在機械加工的過程中，數控機床對于柔性夾具工藝以及裝備的具體要求

在我國機械加工領域中，數控機床屬于一種新型的加工設備，在數控機床中，能夠有效的體現電子技術、計算機技術以及自動化技術、精密測量技術的應用等等，因此在我國機床加工的過程中，機床的結構發展以及技術創新，都應該在數控機床現有技術的基礎上進行創新。在數控機床應用的過程中能夠有效的提升機床加工零部件的加工效率和加工質量，受到了越來越多機械加工企業的應用和重視。數控機床加工效率的提升以及加工質量的保障在很大程度上依賴于柔性夾具的有效應用，只有最大限度上發揮出柔性夾具的應有作用，才能夠實現數控機床的作用最大化。在我國機械行業的數控機床應用過程中每一道數控加工工序都需要柔性夾具的有效配合，只有在加工的過程中柔性夾具有效的應用和配合，才能夠將加工零部件的定位以及強度進行保障和進一步的提升。在數控機床加工的過程中，對于柔性夾具的應用有著幾點非常重要的要求，下面進行詳細的分析以及闡述。

1.1 在數控機床加工的過程中，柔性夾具要有效的保障加工零部件的坐標準確精準定位

在零部件加工的過程中，數控機床要根據事先設定好的加工程序來對零部件進行加工和生產制造。在數控機床加工的過程中，對于零部件的加工坐標定位有著非常高的要求，為了有效的保障加工過程中加工零部件的坐標定位，我們就需要在數控加工中對柔性夾具以及加工刀具的相對位置進行調整。主要的調整內容就是要根據零部件的加工坐標定位來調整加工刀具以及柔性夾具同零部件的相對位置。從另一個角度來闡述，在數控機床加工的過程中，對于零部件的加工原點有著非常高的要求，只有在加工前有效的保障零部件的原點坐標，才能夠讓整個數控機床加工保障質量。這一原因導致了我國的數控機床在加工的過程中要求柔性夾具在應用中要實現零部件的完全坐標定位。柔性夾具要保障零部件的加工原點坐標的準確性以及可靠性。在實際的數控機床加工過程中，通常在加工工作中采用T型槽的形式來對零部件進行加工定位，在原點坐標定位的過程中可以以Y軸為坐標基準，在加工工作臺中進行定位孔的坐標確定。需要注意的是這一坐標定位基準并不是絕對的，要根據實際的加工情況來進行具體的分析。如果在數控加工的加工工作臺上沒有T型槽作為定位基準，要沿著一個基準方向設置橫向定位板或者縱向定位板，來保障加工零部件的原點坐標定位精準以及穩定。

1.2 在數控機床加工的過程中，柔性夾具要有效的保障加工零部件的高強度以及高精度

相較于傳統形式上的加工機床，數控機床在零部件加工的過程中主要的優點有兩個，首先是數控機床能夠保障加工零部件的精度；其次是數控機床能夠保障加工零部件的剛性。因此為了進一步提升數控機床加工零部件的剛性以及強度，我們要求在數控機床加工的過程中，柔性夾具的應用要有助于加工零部件剛性以及強度的提升，這樣才能夠有效的保障后續粗加工過程有較大的切削余量，充分的展現出數控加工對于加工零部件的技術優勢以及質量保障。同時利用柔性夾具的有效應用還能夠更好的提升加工零部件的基準定位以及選取，最大程度上提升數控加工過程中的零部件精度。endprint

1.3 在數控機床加工的過程中，柔性夾具要保障加工零部件能夠對多個不同的面進行有效定位

為了有效的提升數控機床的加工效率，我們要求數控機床在定位零部件一個工作面的前提下，能夠實現多個加工面的數控加工，這樣就需要我們在應用柔性夾具的過程中，盡量讓柔性夾具更可能多地使零部件同刀具接觸，實現一次固定，多個工作面的加工。目前有個別的柔性夾具能夠實現一次固定，全部加工面的加工，這是一項非常前沿的加工創新技術。

除了上述的內容以外，在數控加工的過程中為了有效的減少刀具的停刀時間，我們要求在加工零部件的有效時間內，能夠實現拆卸加工完畢的零部件同時安裝新的需要加工的零部件，由于這樣的加工要求的存在，讓機械加工中的柔性夾具實現了多位夾具的發展和創新，這樣能夠在很大程度上降低數控機床針對柔性夾具以及加工刀具的調整時間，能夠保障在最短的時間內實現柔性夾具的調整。同時數控加工的過程中還要求柔性夾具的應用能夠實現刀具更換頻率的有效降低，同時最大限度上降低加工刀具的調整時間。

2 在數控機床應用的過程中，柔性夾具的主要發展方向

在機床傳統夾具中，可調整夾具適合于一組或若干組相似零件的加工，一種零件加工完畢后，只需要調整或更換夾具上的少數零件，就能用于加工新的工件。可更換的調整件需要專門設計制造。專用夾具是特定用于某個零件和某工序的夾具。夾具為專用不可拆卸，故構成夾具的各組成部分均不能重復使用。而組合夾具是在夾具的元件和合件完全標準化的基礎上，由一套預先制造好的標準元件和合件，按照組合化的原理，針對不同的工件迅速組裝成各種專用夾具，使用完畢后再拆卸成元件和合件，如此不斷重復使用。柔性夾具元件、合件具有較好的互換性和較高的精度及耐磨性。柔性夾具能保證工件在規定的坐標位置上準確定位和牢固的夾緊，也就是說能保證工件相對于機床坐標原點具有準確和穩定可靠的坐標位置。這種夾具具有較高的剛度和精度，在粗加工時能承受較大的切削用量，以充分發揮數控、加工中心機床的生產能力，在精加工時能更好地保證工件定位基準。

參考文獻：

[1]李增志.組合夾具組裝技術手冊[M].原中國航空工業總公司第三0一研究所，1997.

[2]周卿.基于UNIGRAPHICSNX/OPEN的虛擬裝配系統開發及應用研究[Z].2009.endprint