柔性组合夹具在汽车零部件制造中的应用探讨

摘要：在现代化发展中，柔性组合夹具在汽车零部件的制造中有着重要的作用。随着柔性制造技术及现代化制造理念在汽车制造业中的有效运用，以往的组合夹具技术也发生了变化，因此文章对柔性组合夹具在汽车零部件制造中的应用进行了分析和研究。

关键词：柔性组合夹具；汽车零部件；零部件制造；柔性制造技术；汽车制造业 文献标识码：A

中图分类号：TH163 文章编号：1009-2374（2017）05-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.028

在经济快速发展、社会不断进步的同时，人们的生活水平也在逐渐提高，市场中各产品的竞争也更加剧烈。为了获取更多的利益节省更多的时间，厂商在大规模生产时不但要保证产品的质量，还要尽可能多地降低成本，缩短制造周期。传统的制造技术明显已经不能满足现代社会市场的需求，而柔性组合夹具技术能在保证产品质量的同时满足市场对小批量产品生产的需求，使中小批量生产在大批量生产面前有立足之地。

1 柔性制造技术对柔性组合夹具的影响

自20世纪80年代以来，柔性制造技术的发展越来越快且被广泛的应用，形成了FMC与FMS相结合的具有现代先进技术水平的制造形式，它的形成对柔性组合夹具有重要的意义。FMC是指柔性制造单元，FMS是指柔性制造系统，在它们的制造过程中机床自主决定所要制造零件的式样、长短、大小，也就是刀具和零件之间的位置关系，所以不需要安装刀具引导。组合夹具的重要工作就是把零件准确地放入到机床的生产线中，这种先进的机床具有很多夹具的功能，比如说分度夹具、引导刀具及角度形状等，各种虎钳渐渐的成为它的辅助附件，夹具的形状也随之变得越来越简单。与传统的“分离体制”技术相比，如今“集成体制”柔性制造技术更能满足制造的需求，机床上各部件能有效地结合在一起，形成一个综合系统。制造过程中不再一味地要求工作时效，相反要求提高总体的工作效率。以往的积木式组合夹具在新时代制造原理的引导下被灌注了新的意义。结构灵活多变的夹具组合其传统优势之处，被行业内部称之为“同当代机床最为快捷、最为简单、最为匹配的且具备柔性的配置”。

2 柔性组合夹具的形成和运用

2.1 柔性元件的设计

生产中心是以FMC为代表，是将产品部件的多个制造程序集中起来高效率的生产，组合夹具安装一次就能同时完成多个程序的生产。机床、组合夹具及产品部件和过去的生产模式是截然不同的关系，其是在组合夹具的底部，尽最大可能地装置多个需要生产的部件，而且当这套夹具正在运作时，和其拥有同种特性的夹具也同时在机床外进行安装亦或是卸载部件，乃至装置在底板上的夹具还有可能在传输系统里中周转。组合夹具能够确保被生产的工件准确地放入机床的生产线里，夹具上的产品部件都成型以后，机床内部的夹具同机床外部的夹具进行互换，二者迅速地完成连接。因为机床外部具有安装、自卸产品部件的功能，这相对缩减了机床的停机时间。因此，柔性组合夹具在元件系列的设计上发展出与其相适应和匹配的元件系列。通常形式下，夹具和工件单一加工工序主要是以工件整个加工过程之间相互联系，以此形成了多种夹具为主要代表的柔性组合夹具，这种组合夹具主要有基础板和基础角铁、T形基础、方箱等几何形状的基础件系列。在其使用过程中，这些元件最大的特点就是：在与机床工作台联接过程中会形成一种密切的关系，同时这种形式可以与工作台面上或者是机床的托板相连接，有的时候托板会按照柔性的组合夹具来进行设计，并作为机床的附件出现。随着柔性组合夹具的不断发展，这也进一步推动了柔性制造技术的发展。

2.2 在汽车零部件制造中采用柔性组合夹具

在使用柔性制造技术时，机床的夹具在整个生产过程中产生着巨大的作用。从计算机的集成制造系统来看，大部分单位的柔性制造生产系统都不是很完善。对此为了将这种系统更加的智能化，形成机床和加工零件之间进行对接过程中实现自动化或者是柔性化，实现这种自动化生产模式是非常难的。这种智能化较高的生产技术，务必要在某一技术中有所突破才可以，如果要覆盖全行业是不容易实现的。理想状态柔性化实现的最便捷途径，就是从之前的组成夹具进行优化，进而可以体现出柔性化。随着柔性组合夹具的不断发展，其中柔性组合夹具在其技术制造过程中也取得了前所未有的突破，其中将柔性组合夹具应用在汽车行业中，在此过程中也取得了一定的成绩。柔性化组合夹具和元件系列和机床之间的关系密不可分，当元件系统在压缩时，柔性组合夹具技术就会在机床上被应用，夹具的结构将会从复杂结构转变成为简单结构。比如在汽车柔性制造过程中，将会使用许多的柔性组合夹具，特别是发动机、变速器或者离合器等关键部分的零件。例如离合器与变速器这种主要是由壳体或者盖子组成，被广泛应用在零件夹具结构制造中，进而使得两面加工更加的现实。这种零件通常都是由铝合金材料组成，在此过程中都是保持一种加工刚度特性，其中理想的典型柔性组合夹具都是各种技术应用所体现出的结果。对此需要加强这一方面的技术研究和发展，下面简单列举几种柔性组合夹具的实例：

从图1可以看到，汽车离合器壳体零件是在立式加工中心中所生产的，其主要使用的是组合夹具。这种夹具局限在定位和加紧元件的功能之上，其中系统的结构比较稳定，其中工作人员对夹具组装只需要30min，在进行柔性化生产过程中可以从中看出其速度。图2是一种汽车离合器中的壳体零部件，这种部件主要是在卧式加工中心中使用柔性组合夹具。从中不难看出，夹具虽然是围绕零件的框架式结构，可是也要充分考虑到整体的加工状态，框柱组成双体并作加固，其中各种定位点和辅助支撑点相对要处于合适位置。

在对加工柔性组合夹具进行管理过程中，主要涵盖了各种元件和人的组合系统，同时两种不同的环境中出现各种元件配置或者是在生产准备过程中形成的管理位置、元件管理及技术管理等，换而言之，技术的发挥和管理水平之间存在着柔性化的关系。从技术管理层面来看，管理的重要性则显现得更为突出。这是由于传统的组合夹具已经不能适应当前的生产需求，对此需要建立起一种科学的夹具组装站，并对其相关夹具进行科学管理，以此推动柔性夹具的进一步发展与创新。

3 发展趋势

柔性组合夹具是不可能在每一个方面都实现柔性化的，因此针对某一个方面合理发展与之适应的柔性组合夹具系列，待到发展成熟后再向其他方面逐渐拓展，这样就能开发出更高技术的柔性组合夹具。比如在汽车的车身焊接夹具中可以利用高技术的机器人技术来开发更为简捷的柔性焊接组合夹具，其中采用的夹紧技术更先进、快速、可靠。传统的组合夹具元件这里已经可以完全抛弃，采用先进技术组合的配件自然也是最先进的夹具结构组合。而汽车零部件的大小和形状基本决定了汽车零部件的结构和变化的相似性，在合理的范围内改变也是柔性组合夹具的必要条件。但需要明确的是，虽然柔性组合夹具有着更为可观的应用前景，但我国缺少专业的、高水平的柔性组合夹具人才这是不争的事实，为了解决这一问题，我国高校、政府和社会应多培养这方面的人才，这样才能從根本上促使柔性组合夹具取得更好的发展，在促进我国社会经济发展中做出更大的

贡献。

4 结语

综上所述，在现代化发展柔性组合夹具的今天，技术研发者只有了解柔性组合夹具的特点和发展方向，理解柔性制造的特点和基本技术，才能研发出新型的适应市场的柔性组合夹具，只有研发出与市场发展需求相符的柔性组合夹具发展，才能真正受到各大企业的普遍欢迎和认可，但想要达到这一目的还需要我国有关人员对柔性制造的技术和特征深入研究。在不久的将来，柔性组合夹具必定能造福于更多的领域，在各大领域内得到更为普遍的应用。

参考文献

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[2] 王凤鲜.浅谈组合夹具的重要作用[J].科技情报开发与经济，2008，（34）.

[3] 徐斌，马珅.柔性制造系统在汽车冲压行业中的应用[J].湖南农机，2014，（3）.

[4] 雷永锋，王振玉，宋黎，等.柔性制造系统工程训练实践应用[J].实验科学与技术，2013，（1）.

作者简介：李卫涛（1984-），男，陕西商洛人，供职于广州樱泰汽车饰件有限公司，研究方向：汽车零部件工艺技术。

（责任编辑：蒋建华）