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国内工装夹具行业发展前景预测

2016-4-15 22:56:35      点击:
中国是制造大国,但还不是制造强国。振兴制造业,从制造大国向创造大国迈进,始终是中国实现工业强国的主旋律。振兴机械制造行业,如装备制造业要先行。新世纪以来,机床工具行业产销两旺,2010年已成为世界上机床消费的第一大国。现代机床发展很快,而机床配套夹具却徘徊不前,已成为制约机械加工的瓶颈。零部件精密化是制造业发展的趋势,传统的异型零件加工方法是用专用夹具夹持工件进行切削。专用夹具的制造周期大多需要1~2个月,超长的生产准备时间,阻碍着制造业的发展,尤其在技术不断创新、产品不断升级换代时,矛盾更为突出。

内容选自产业研究报告网发布的《2013-2017年中国工装夹具市场监测及投资战略咨询报告

未来趋势是用信息技术提升的蓝系组合夹具能有效解决这一难题。根据零件的尺寸和加工要求,利用不同系列化和各种标准化的蓝系组合夹具元件,即可快速组装成车、铣、刨、磨、钻、镗和加工中心等机床夹具,以及检验或装配夹具。夹具用后拆散并清洗元件,又可以用于组装新的夹具。

一、工装夹具设计趋势

1、计算机辅助夹具设计(CAFD)会迅速普及

在过去的十几年中,制造研究团体将研究的重点放在了发展和改善诸如计算机辅助设计计算机辅助制造(CAD/CAM)和计算机辅助工艺规划(CAPP)等方面只是在最近20年来,CAFD才发展成为(CAD/CAM)集成技术的一个重要组成部分,并且成为CAPP的一个重要方面。它是CIMS环境下设计和制造之间的连接纽带.随着CAD/CAM系统在工业中的建立,CAFD很自然地应用到了夹具设计当中。

CAFD领域的主要研究方面有:

(1)夹具设计时基于成组技术的分类方法及基于案例的推理;

(2)通过运动学分析确定定位点和夹紧点;

(3)利用基于知识的专家系统选择定位面和夹紧面;

(4)基于几何分析的夹具规划;

(5)用于定位基准选择的精度关系分析;

(6)组合夹具的构形设计。

2、自动化夹具(AFD)会得到大力应用

近年来组合夹具系统的设计受到了夹具行业的普遍关注,并且在一些文献中对该领域的最新发展成果进行了回顾,通过几何计算的方法验证了夹具构形中力的锁合问题,在确定优化的夹紧点和夹紧顺序中提出了几何推理的方法,这种方法在考虑到力的锁合后,从候选的夹紧点布局中确定最优化的夹紧点,是非常简单并行之有效的。通过变形一种是由于装夹所产生的接触变形,另一种是由于切割力所引起的工件的弯曲变形分析,对支撑和夹紧位置进行所需的重新布置,以在给定的工件上设计出最好的支撑、定位和夹紧位置,完成加工过程中牢固精确地夹紧工件的功能,并在自动夹具设计原型系统中贯彻了这样的推理机制该系统提供了一种智能化的自动夹具设计环境系统由个主要模块构成完全信息化的产品模型知识库推理机制最终的夹具构型。

按照自动化程度区分,夹具设计系统分为交互式,半自动化式和自动化式交互式的夹具。设计系统是计算机为使用者提供一种信息化的用户界面,基于设计者的知识,辅助用户选择合适夹具元件的一种系统系统由于要由用户根据工件的几何形状及加工要求来选择装夹表面、装夹点及夹具元件,所以是非常耗时的,而且并未完全开发出计算机的功能半自动化式的夹具设计系统是在交互式的基础上加以改进而来的,它降低了对设计者专业知识的要求而自动化式的夹具设计系统用以进一步提高夹具设计过程的效率和质量,可以自动确定夹紧点,自动从一系列候选点列表中选择精确的夹紧点,等基于先进的及技术在组合夹具上的应用,使用方法和一软件技术,开发了一种自动组合夹具设计系统该系统与交互式和半自动化式的夹具设计系统相集成,除了能够自动确定夹紧点外,还可以使用加工干涉检测子模块来防止加工过程中切割工具和夹具之间的干涉和〔则提出了一种快速干涉检测算法,该方法将夹具部件模型简化成具有高度信息的二维轮廓模型,它不同于使用填充实体的检测过程,在夹具验证方面更加有效。

有了夹具,对于不断重复设计工装的用户来说,就可大大节约重复投资耗费在工装上的设计制作时间和资金。用户可根据需要快速拼接出不同要求的工装,就像儿童玩拼装式玩具一样。这种三维柔性工装可用于汽车制造行业,工程机械行业,钢结构生产行业,扳金加工行业,自行车(摩托车)制造行业,与焊接机器人或专用焊机配套等。

二、使用方式上零点定位系统——工装夹具快速更换将受到企业欢迎

零点快速定位基准夹具的作用是帮助用户实现工装夹具与机床之间的快速定位和夹紧,减少机械加工中的辅助时间。它包括两部分:零点定位器(凹头)和定位接头(凸头),零点定位器通过大直径高刚度的滚珠夹紧定位接头,当给零点定位器通入60bar的液压或者6bar气压时,滚珠向两侧散开,定位接头可自由进出零点定位器;当切断压力时滚珠向中心聚拢并锁紧定位接头。这两部分之间的重复定位精度是0.002mm,同时提供5 kN至30 kN的夹紧力。使用时将零点定位器(凹头)安装到机床工作台上,凹头在机床工作台上的位置标记为零点,根据实际加工需要可安装多个定位器凹头(至少2个);定位接头凸头与夹具、工装或者工件通过定位台阶和螺栓紧固到一起(每个夹具、工装或工件至少安装2个定位接头凸头)。

随着人工成本的日渐攀升,企业都希望能降低对工人的依赖,愈来愈倾向于实现生产的自动化。在机械制造业的自动化进程中,夹具的标准化和自动化处于非常重要的位置。夹具的设计、制造、安装及更换占用了大量的人力资源及时间。零点快速定位基准夹具为夹具的标准化和自动化提供了精度高且操作简单的平台。当夹具和机床与零点定位基准夹具结合之后,企业就可以轻松地实现自身的生产自动化。

实践证明:使用组合夹具省工、省时;节材、节能;循环使用、节约资源。组合夹具不仅是柔性的工艺装备,而且是节能、减碳、环保型的绿色制造技术。例如北京蓝新特夹具技术有限公司自主创新,开发了组合夹具计算机辅助设计和组装软件,提升了组合夹具智能化水平,为用户使用提供了先进手段,将机床夹具生产准备时间从1~2月缩短至1~2h,可节省90%的夹具制造成本。

1、夹具设计信息化的技术原理

预先为计算机输人以下与夹具相关的技术要素。

第一,用直线0.01mm级差的有级调整原理,来满足平面、直边、内外圆任意尺寸的定位要求。

第二,用20秒级差的角度调整原理,来满足任意角度、任意空间复合角度的定位要求。

第三,用不同规格的V形铁或角铁来满足任意圆形或圆弧的定位要求。

第四,用常用规格的孔定位销和制作非标孔定位销的方法,满足任意孔的定位要求。

用机算机设计夹具只要输人准确的定位信息,计算机即可出现由若干不同规格的标准元件,组装而成的夹具造型或结构,以及所需元件的清单。按元件清单选用元件,即可组装成需要的夹具。采用计算机辅助设计组装夹具,可将夹具的准备时间从1~2月缩短至1~2h,充分满足工艺快速应变的要求。

二、与之匹配的蓝系组合夹具功能介绍

蓝系组合夹具由一系列不同规格、不同形状、精密通用、互换性极强的元件组成。

用直线0.01mm、角度20秒级差的有级调整方法,满足任意尺寸、角度、弧度、圆的定位要求。

在操作平台上集成了通用夹具、专用夹具、组合夹具的夹持特性,满足了三爪卡盘、台钳、弯板、正弦台、分度头、迥转盘、迥转分度盘的夹具结构要求,还增添了五轴机床才能加工完成的空间复合角度功能,成为车、铣、刨、磨、镗、钻、加工中心等机床都能使用的柔性夹具系统。

三、应用特点

使用功能全。20项典型夹具结构信息库,满足夹具设计需求,没有盲点。

反应速度快。夹具结构和功能的转换与调整,可在半小时左右完成。

调整精度高。利用直线0.01mm、角度20秒级差的精密调整,夹具组装精度高。

适用范围厂。车、铣、刨、磨、钻、钳、加工中心、检测等夹具设计均可使用。

结构刚性强。各种夹具结构源于实践,刚性可靠,一面两销定位结构的刚性可与专用夹具媲美。

信息化管理便捷。夹具计算机辅助设计操作与各种元件的管理简便、高效率。

客户满意信誉好。坚持配套,使用全方位服务。

经济效益显著。可节省95%的夹具设计与制造时间;可节省95%的制造夹具的原材料;可节省80%的存储夹具的空间和保管夹具的费用。