周莉

（許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，河南 許昌 461000）

工裝夾具對多品種小批量零件加工的作用分析

周莉

（許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，河南 許昌 461000）

現(xiàn)代科技的進(jìn)步使機(jī)械生產(chǎn)制造越來越現(xiàn)代化，許多大型笨重的生產(chǎn)制造設(shè)備正被小巧靈便的現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備所取代。加工工藝以及生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量也在不斷提高，使機(jī)械加工的水平上升到了一個(gè)新的層次，繁雜的機(jī)械生產(chǎn)步驟正在被不斷優(yōu)化。為了不斷提高零件生產(chǎn)加工的工藝，使其生產(chǎn)和加工不斷優(yōu)化，本文對小零件批量生產(chǎn)的過程中工裝夾具的作用進(jìn)行了分析，對于提高零件制作的效率以及質(zhì)量具有極大的幫助。

工裝夾具；小批量零件；加工；作用分析

我公司屬于典型的多品種小批量生產(chǎn)制造企業(yè)，在一些零件加工生產(chǎn)中，由于加工工藝相對來講比較簡單，但如果按照傳統(tǒng)的加工工藝進(jìn)行加工，加工需要的時(shí)間就會變長，降低加工的效率。因此，在這類小批量零件的加工過程中，發(fā)揮工裝夾具對多品種小批量零件加工的促進(jìn)作用，不僅僅可以保證零件的質(zhì)量，還能夠大大提高加工的效率，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。其中復(fù)雜零件的加工制作工藝復(fù)雜，工序繁多，需要耗費(fèi)較多的時(shí)間以及人力。在制作過程中如果要進(jìn)行工藝優(yōu)化，也是可以通過制造科學(xué)合理的工裝夾具來完成的。

1 工裝夾具的概論

工裝夾具，一般是指工藝裝備，是在零件的加工制造過程中使用的各種工具的總稱。一般可以統(tǒng)稱為工裝。工裝一般包括道具、夾具、模具、檢具、鉗工工具等。其中有專用工裝夾具以及通用工裝夾具之分，專用的工裝夾具只能用于特定零件的小批量生產(chǎn)，通用工裝夾具則是對符合要求的小零件都可以進(jìn)行生產(chǎn)。

夾具顧名思義，就是在零件生產(chǎn)的過程中用來緊固的工件，具有固定的作用。從廣義上來說，在零件生產(chǎn)的過程中，任何起到固定作用的器具都可以稱之為夾具，機(jī)床夾是最具有代表性的夾具。工裝夾具一般廣泛應(yīng)用于電子廠的流水線操作之中，通過夾具的輔助作用，能夠大大提高生產(chǎn)的效率。一般在流水線的工作中，加工程序繁瑣以及加工復(fù)雜的小零件都廣泛使用工裝夾具來完成多品種小批量零件的生產(chǎn)。

2 工裝夾具的特點(diǎn)與作用

2.1 工裝夾具的特點(diǎn)

工裝夾具是在零件進(jìn)行批量生產(chǎn)的過程中用來快速緊固的輔助器械，它可以使機(jī)床、刀具、工件保持準(zhǔn)確高效的工作。因此在零件的設(shè)計(jì)以及制造過程中，工裝夾具是必不可少的輔助工具，其發(fā)揮的作用也是十分明顯的?？梢源龠M(jìn)機(jī)床向高速、高效、精密、復(fù)合、智能以及環(huán)保的方向發(fā)展。同時(shí)，夾具自身也正在朝著高效、通用、穩(wěn)定以及精密的方向邁進(jìn)。在進(jìn)行工裝夾具的選擇時(shí)，首先，是要考慮工裝夾具的設(shè)計(jì)制作是否可以滿足機(jī)械加工的過程中對工裝夾具精度的要求，只有選擇滿足要求的工裝夾具才能夠生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的零件。其次，還需要考慮到工人的操作習(xí)慣，選擇符合工人操作習(xí)慣的工裝夾具、比如說對位置的要求，對裝卸空間的要求等，這些因素都是在選擇工裝夾具的過程中需要綜合考慮的。最后，工裝夾具應(yīng)該具有超強(qiáng)的強(qiáng)度以及剛度，能夠適應(yīng)高強(qiáng)度工作帶來的損耗，否則難以適應(yīng)高強(qiáng)度的工作可能會導(dǎo)致操作過程中出現(xiàn)紕漏。除此之外，夾具的設(shè)計(jì)和制造還要方便進(jìn)行調(diào)整和檢測。其中數(shù)控夾具還具有以下獨(dú)特的特點(diǎn)。

（1）數(shù)控加工適用于多品種、中小批量的生產(chǎn)，能夠適應(yīng)不同的尺寸，不同形狀的工件，適應(yīng)性足夠強(qiáng)大，可以通過簡單的調(diào)整來適應(yīng)不同零件加工的需要，具有極高的使用價(jià)值。同時(shí)，具有較高的適應(yīng)性可以減少夾具的重復(fù)制造，也在一定程度上減少了制造的成本，降低了支出，對資源進(jìn)行了合理的重復(fù)利用，同時(shí)，也是對綠色生產(chǎn)模式的一種實(shí)踐。

（2）數(shù)控機(jī)床上的夾具相對于傳統(tǒng)的工裝夾具而言更加先進(jìn)，它具有接觸式測頭、道具預(yù)調(diào)儀等設(shè)備，能夠由機(jī)床相對獨(dú)立地解決對刀的問題，并且在程序的控制之下，設(shè)備的準(zhǔn)確度極高。這樣一來設(shè)備的設(shè)計(jì)程序就會得到簡化，而且變得更加智能化。在傳統(tǒng)的機(jī)械化、人力化的模式中顯然容易出現(xiàn)一系列的弊端，而利用智能化的生產(chǎn)模式，就可以大大減少生產(chǎn)弊端，降低生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，為工廠的生產(chǎn)帶來良好的機(jī)遇。

（3）為了使數(shù)控加工的效率提高，數(shù)控夾具是盡可能的使用氣動、液壓、電動等自動加緊裝置來實(shí)現(xiàn)的，這種自動加緊裝置在調(diào)試的過程中是比較容易實(shí)現(xiàn)的，可以有效縮短加工需要的時(shí)間。由于員工勞動能力的局限性，長時(shí)間記憶大量的操作程序難免會產(chǎn)生差錯(cuò)，自動調(diào)試可以有效改變利用人工進(jìn)行記憶的弊端，這樣就可以大大減少工作失誤，減少不必要的損失。而且自動調(diào)試設(shè)備可以在短時(shí)間內(nèi)自動完成，這樣大大降低了人工調(diào)試的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)縮短了調(diào)試時(shí)間，是備受青睞的。

（4）夾具具有一定的剛度來適應(yīng)大量的切削，數(shù)控加工的工具一般工序集中。在短時(shí)間的加工過程中要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地從粗加工到精細(xì)加工的更換，有效適應(yīng)加工過程中對加工程度的不同要求。

（5）為了適應(yīng)數(shù)控加工的要求，需要避免夾具結(jié)構(gòu)對刀具工作中活動狀態(tài)的干涉，以防止夾具結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干擾。同時(shí)，還要對夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確無誤的定位，定位的原件需要具有較高的定位精度，只有定位無誤才能夠保證生產(chǎn)制造小批量零件的過程中不產(chǎn)生誤差，避免或者減少浪費(fèi)。

（6）對于容易變形的工件，需要保證加工的過程中不產(chǎn)生夾緊變形，有效的利用措施來避免變形，例如為了減少因夾緊產(chǎn)生的變形，可以考慮夾緊點(diǎn)靠近支撐點(diǎn)的方式，這樣可以有效地避免因夾緊力產(chǎn)生的工件變形。

2.2 工裝夾具的作用

工裝夾具在產(chǎn)品的加工過程中發(fā)揮著巨大的作用，不僅僅是一種技術(shù)上的輔助，更是一種設(shè)備上的保障。工裝夾具對產(chǎn)品的影響具體表現(xiàn)可以影響產(chǎn)品的加工質(zhì)量、加工成本以及產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。工裝夾具對于產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間以及質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，同時(shí)，對生產(chǎn)的成本也具有遷移默化的影響。對工裝夾具的嚴(yán)格控制不僅僅可以良好的運(yùn)用流動資源，充分利用好已有的資源，使夾具發(fā)揮出它的流動價(jià)值。夾具的結(jié)構(gòu)以及使用的方式是非常常見與便于使用的，利用夾具可以對生產(chǎn)的零件進(jìn)行快速的定位，減少輔助操作需要花費(fèi)的時(shí)間。同時(shí)，工裝夾具可以減少人力勞動的強(qiáng)度，減少人力勞動量，相對于人力勞動來講，工裝夾具可以較長時(shí)間的進(jìn)行操作，因此適用性是極強(qiáng)的，加工效率會大大提高。

工裝夾具還有一個(gè)明顯的作用就是通過對人工的輔助，減少了勞動力的使用量，節(jié)省了勞動力支出，降低生產(chǎn)成本，是產(chǎn)品的競爭力得到一定的提高，在同等系列的零件之中可以利用價(jià)格優(yōu)勢占據(jù)有利的競爭地位。對于車間的操作工來說，同等的時(shí)間內(nèi)可以生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品，生產(chǎn)效率提高了，工資水平也就得到了相應(yīng)的提高，這樣就幫助操作工找到了生產(chǎn)小批量零件的信心以及積極性，充實(shí)流水線工作的熱情以及效率，帶動整個(gè)車間生產(chǎn)效率的提高。

3 工裝夾具與傳統(tǒng)加工的應(yīng)用對比

傳統(tǒng)的加工方法需要經(jīng)過多次裝夾操作，工序比較復(fù)雜，而利用工裝夾具之后的加工則可以精簡加工工序，實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成多個(gè)加工特征，提高了加工的效率，避免多次裝夾多重基準(zhǔn)帶來的重復(fù)誤差，保證零件加工的質(zhì)量。與傳統(tǒng)的加工制作而言，利用工裝夾具進(jìn)行小批量零件加工最突出的優(yōu)勢就是短時(shí)間內(nèi)完成大量的零件加工，有效提高了加工的效率。除此之外還有一個(gè)明顯的特點(diǎn)就是可以通過選擇適合操作工操作習(xí)慣的器具來刺激操作工增加加工的興趣和積極性，減少重復(fù)的體力勞動，節(jié)約工作時(shí)間，減少出錯(cuò)率。

4 工裝夾具的設(shè)計(jì)原則

4.1 對于多件的工裝夾具

工裝夾具的設(shè)計(jì)必須具有科學(xué)性，符合員工的使用習(xí)慣，并且設(shè)計(jì)科學(xué)合理，具有準(zhǔn)確性。在利用工裝夾具進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，一般會直接進(jìn)行多道加工工藝的操作，這樣能夠節(jié)省時(shí)間。因此，需要我們在設(shè)計(jì)工裝夾具的時(shí)候，保證加工的準(zhǔn)確性以及有效性，方便使用。

4.2 螺桿的工裝夾具的設(shè)計(jì)

螺桿在輔助進(jìn)行零件加工的時(shí)候，發(fā)揮的作用一般是比較簡單的。而且在對于螺桿的利用中一般是利用螺桿的兩頭來進(jìn)行。螺桿的制造比較方便，能夠在較短的時(shí)間里完成大量的生產(chǎn)制作。而且螺桿的生產(chǎn)精密度要求不高，裝好工件之后利用精密臺鉗夾緊就可以實(shí)現(xiàn)多件加工。

4.3 閥桿的工裝設(shè)計(jì)

閥桿的設(shè)計(jì)過程中，一般每兩件采用專用的壓板壓緊來實(shí)現(xiàn)多件加工，這樣的操作明顯的好處就是減少了換刀的頻率，大大提高了生產(chǎn)的效率，同時(shí)，工件的定位準(zhǔn)確情況下，也能夠保證加工的品質(zhì)。

4.4 銷軸類零件的工裝設(shè)計(jì)加工的原則

傳統(tǒng)的工件加工利用工件組合的方式進(jìn)行工件加工，一般是一次加工兩件左右的效率。經(jīng)過工裝夾具的輔助支撐之后，內(nèi)用力的變形減少了，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益，對于工裝夾具的利用具有極大的推動作用。

5 結(jié)語

工裝夾具針對的主要就是品種繁多、形狀復(fù)雜以及難以進(jìn)行批量生產(chǎn)的器具，有了工裝夾具的有效配合，就可以大大降低生產(chǎn)成本，減少人員體力勞動，節(jié)省操作的時(shí)間，大大提高工裝夾具生產(chǎn)的效率，對于一些復(fù)雜的多品種小批量加工而言，效果明顯，意義巨大。因此，為了使加工的過程更加順利，具有時(shí)效性，提高加工效率，越來越多的車間采用工裝夾具進(jìn)行復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，提高了車間的生產(chǎn)效率。

[1]蔡春源，汪凱.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2000.

[2]王道林.軸銷端部多件銑床夾具設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓，2016，44（22）：45-46

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1671-0711（2017）12（上）-0202-02