4柔性夹具解析

第五节 柔性夹具
柔性夹具（flexible fixture）：是指用同一夹具系统能 装夹在形状或尺寸上有所变化的多种工件。 柔性夹具的发展：p66表2-16 柔性焊装夹具：就是能适应不同产品或同一产品不同型 号规格的一类焊装夹具。当前研究和应用的柔性焊装 夹具一般属于传统夹具的创新，主要采用组合夹具和 可调整夹具。
一、组合夹具 组合夹具（built up fixture）：是由可循环使 用的标准夹具零部件或专用零部件组装成易于 连接和拆卸的夹具。 它是在夹具完全模块化和标准化的基础上，由 一整套预先制造好的标准元件和组件，针对不 同工件对象迅速装配成各种专用夹具，这些夹 具元件相互配合部分的尺寸具有完全互换性。 夹具使用完毕后，再拆散成元件和组件，因此 是一种可重复使用的夹具系统。（如图）
焊装夹具柔性化结构设计的关键：是对焊装夹具零部件进
行标准化、模块化、通用化、系列化，以及采用可调式结构 设计，这也是焊装夹具开发和研究的一个方向。
二、可调整夹具 定义：可调整夹具（adjustable fixture）是 指通过调整或更换个别零部件能适用多种工件 焊装的夹具。调整部分允许采用一定的调整方 式以适应不同焊接件的安装。此部分包括一些 定位件、夹紧件和支撑件等元件。其主要调整 方式分为更换式、调节式和组合式。 1. 更换式p70图2-82 通过更换调整部分的元件或合件的方法，实 现不同产品的安装要求。 更换式调整方法的优点是精度高，使用可靠。 但更换件的增加会导致费用增加，并给保管工 作带来不便。
(3) 定位件 其主要功能是用作夹具元件之间的相互定 位。 (4) 导向件 主要功能是用作孔加工工具的导向，如各 种镗套和钻套等。 (5) 压紧件 主要功能是将工件压紧在夹具上，如各种 类型的压板。 (6) 紧固件 包括各种螺栓、螺钉、螺母和垫圈等。 (7) 辅助件 不属于上述6类的杂项元件，如连接板、 手柄和平衡块等。 (8) 合件 合件是指由若干零件装不用拆 散。按用途可分为：定位合件、分度合件、夹紧合件 等。
2. 孔系组合夹具 P69图 2-80,2-81
定义：孔系组合夹具是指夹具元件之间的相互位置由孔和 定位销来决定，而元件之间的连接仍用螺栓或特种销栓 连接。 孔系组合夹具元件之间相互位置是由孔和销来决定的。为 了准确可靠地决定元件相互空间位置，采用了一面两销 的定位原理，即利用相连的两个元件上的两个孔，插入 两根定位销来决定其位置，同时再用螺钉将两个元件连 接在一起。对于没有准确位置要求的元件可仅用螺钉连 接。因此部分孔系元件上都有网状分布的定位孔和螺纹 孔。Pc栓销代替螺纹孔图2-81上图。
组合夹具的发展：组合夹具按元件的连接形 式不同，分为两大系统：一为槽系，即元件 之间主要靠槽来定位和紧固；二为孔系，即 元件之间主要靠孔来定位和紧固。每个系统 又分为大、中、小、微四个系列。早期为各 种槽系组合夹具系统,80年代后,孔系组合夹具 超过槽系。
1. 槽系 组合 夹具 p68图 2-79
槽系组合夹具就是：指元件上制作有标准间距 的相互平行及垂直的T形槽或键槽，通过键在 槽中的定位，就能准确决定各元件在夹具中的 准确位置，元件之间再通过螺栓连接和紧固。 槽系组合夹具元件分为8类：即基础件、支承件、 定位件、导向件、压紧件、紧固件、辅助件和 合件。 (1) 基础件 用作夹具的底板，其余各类元件均 可装配在底板上，包括方形、长方形、圆形的 基础板及基础角铁等。 (2) 支承件 包括各种方形或长方形的垫板、支 承件、角度支承、小型角铁等，主要用作不同 高度的支承和各种定位支承需要的平面。
元件分类：孔系组合夹具元件大体上可分成5类， 即基础件、结构支承件、定位件、夹紧件、合 件和附件。 特点：与槽系组合夹具相比较，孔系组合夹具 有下列优缺点 (1) 元件刚度高 (2) 制造和材料成本低 (3) 组装时间短 (4) 定位可靠 (5) 孔系组合夹具装配的灵活性差
因此，当前世界制造业中，是孔系和槽系并存的局面， 但以孔系更具有优势。 焊装夹具组合夹具特点：
3. 组合式 在同一焊装夹具基体的不同位置安装不同机构， 从而满足不同产品焊装的需要。 在组合式焊装夹具结构中，可最大限度采用公 用部分机构。按不同产品要求的部分机构布置 在夹具基体的不同位置。这些机构结构和尺寸 尽量模块化、标准化、通用化。
三. 焊接组合夹具应用实例 德国戴美乐公司可发的柔性化三维焊接组合夹具 1 三维焊接组合夹具的组成 P73图2-86 （1）工作台 （2）模块 （3）PC销栓 （4）夹紧器 带补偿悬臂的螺旋夹紧器p74图2-87
由基础支撑部件、定位件、夹紧件、辅助件与控制系统五个 部分组成。其中基础支撑部件、定位件、夹紧件是夹具结构 设计的主要内容。 基础支撑件包括方形基础、圆形基础、支架、基础角铁。 定位件包括定位销、挡铁、平面定位板、曲面定位板等。 夹紧件包括螺旋夹紧机构、杠杆夹紧机构、铰链夹紧机构、 复合夹紧机构等。
2. 调节式（普遍） 通过改变夹具可调元件的位置的方法，实现 不同产品的安装要求。 调节式结构零件少，夹具管理方便。但可调 部件会降低夹具的刚度和精度。在夹具制造装 配中应加注意。更换式和调节式结构常常综合 使用。各取其长，可获得良好的效果。 P70图2-82 ：对连接板加垫片或调节支撑. P71图2-83 ：T形槽导轨. P72图2-84 ：可调式定位件. P72图2-85 ：可调式定位及夹紧装置.
组合夹具特点：使用组合夹具具有显著的技术 经济效果，符合现代生产的环境保护要求，主 要表现在以下 (1) 缩短生产准备周期 (2) 降低成本 (3) 保证产品质量 (4) 扩大工艺装备的应用和提高生产率 组合夹具也有缺点，它与专用夹具相比，体积 庞大、质量较大。夹具各元件之间都是用键、 销、螺栓等零件连接起来的，连接环节多，手 工作业量大，也不能承受锤击等 过大的冲击 载荷。