工装夹具对多品种小批量零件加工的作用分析

周莉

（许昌烟草机械有限责任公司，河南 许昌 461000）

工装夹具对多品种小批量零件加工的作用分析

周莉

（许昌烟草机械有限责任公司，河南 许昌 461000）

现代科技的进步使机械生产制造越来越现代化，许多大型笨重的生产制造设备正被小巧灵便的现代化生产设备所取代。加工工艺以及生产出来的产品质量也在不断提高，使机械加工的水平上升到了一个新的层次，繁杂的机械生产步骤正在被不断优化。为了不断提高零件生产加工的工艺，使其生产和加工不断优化，本文对小零件批量生产的过程中工装夹具的作用进行了分析，对于提高零件制作的效率以及质量具有极大的帮助。

工装夹具；小批量零件；加工；作用分析

我公司属于典型的多品种小批量生产制造企业，在一些零件加工生产中，由于加工工艺相对来讲比较简单，但如果按照传统的加工工艺进行加工，加工需要的时间就会变长，降低加工的效率。因此，在这类小批量零件的加工过程中，发挥工装夹具对多品种小批量零件加工的促进作用，不仅仅可以保证零件的质量，还能够大大提高加工的效率，实现批量生产。其中复杂零件的加工制作工艺复杂，工序繁多，需要耗费较多的时间以及人力。在制作过程中如果要进行工艺优化，也是可以通过制造科学合理的工装夹具来完成的。

1 工装夹具的概论

工装夹具，一般是指工艺装备，是在零件的加工制造过程中使用的各种工具的总称。一般可以统称为工装。工装一般包括道具、夹具、模具、检具、钳工工具等。其中有专用工装夹具以及通用工装夹具之分，专用的工装夹具只能用于特定零件的小批量生产，通用工装夹具则是对符合要求的小零件都可以进行生产。

夹具顾名思义，就是在零件生产的过程中用来紧固的工件，具有固定的作用。从广义上来说，在零件生产的过程中，任何起到固定作用的器具都可以称之为夹具，机床夹是最具有代表性的夹具。工装夹具一般广泛应用于电子厂的流水线操作之中，通过夹具的辅助作用，能够大大提高生产的效率。一般在流水线的工作中，加工程序繁琐以及加工复杂的小零件都广泛使用工装夹具来完成多品种小批量零件的生产。

2 工装夹具的特点与作用

2.1 工装夹具的特点

工装夹具是在零件进行批量生产的过程中用来快速紧固的辅助器械，它可以使机床、刀具、工件保持准确高效的工作。因此在零件的设计以及制造过程中，工装夹具是必不可少的辅助工具，其发挥的作用也是十分明显的。可以促进机床向高速、高效、精密、复合、智能以及环保的方向发展。同时，夹具自身也正在朝着高效、通用、稳定以及精密的方向迈进。在进行工装夹具的选择时，首先，是要考虑工装夹具的设计制作是否可以满足机械加工的过程中对工装夹具精度的要求，只有选择满足要求的工装夹具才能够生产出符合质量要求的零件。其次，还需要考虑到工人的操作习惯，选择符合工人操作习惯的工装夹具、比如说对位置的要求，对装卸空间的要求等，这些因素都是在选择工装夹具的过程中需要综合考虑的。最后，工装夹具应该具有超强的强度以及刚度，能够适应高强度工作带来的损耗，否则难以适应高强度的工作可能会导致操作过程中出现纰漏。除此之外，夹具的设计和制造还要方便进行调整和检测。其中数控夹具还具有以下独特的特点。

（1）数控加工适用于多品种、中小批量的生产，能够适应不同的尺寸，不同形状的工件，适应性足够强大，可以通过简单的调整来适应不同零件加工的需要，具有极高的使用价值。同时，具有较高的适应性可以减少夹具的重复制造，也在一定程度上减少了制造的成本，降低了支出，对资源进行了合理的重复利用，同时，也是对绿色生产模式的一种实践。

（2）数控机床上的夹具相对于传统的工装夹具而言更加先进，它具有接触式测头、道具预调仪等设备，能够由机床相对独立地解决对刀的问题，并且在程序的控制之下，设备的准确度极高。这样一来设备的设计程序就会得到简化，而且变得更加智能化。在传统的机械化、人力化的模式中显然容易出现一系列的弊端，而利用智能化的生产模式，就可以大大减少生产弊端，降低生产的风险，为工厂的生产带来良好的机遇。

（3）为了使数控加工的效率提高，数控夹具是尽可能的使用气动、液压、电动等自动加紧装置来实现的，这种自动加紧装置在调试的过程中是比较容易实现的，可以有效缩短加工需要的时间。由于员工劳动能力的局限性，长时间记忆大量的操作程序难免会产生差错，自动调试可以有效改变利用人工进行记忆的弊端，这样就可以大大减少工作失误，减少不必要的损失。而且自动调试设备可以在短时间内自动完成，这样大大降低了人工调试的风险，同时缩短了调试时间，是备受青睐的。

（4）夹具具有一定的刚度来适应大量的切削，数控加工的工具一般工序集中。在短时间的加工过程中要实现准确地从粗加工到精细加工的更换，有效适应加工过程中对加工程度的不同要求。

（5）为了适应数控加工的要求，需要避免夹具结构对刀具工作中活动状态的干涉，以防止夹具结构产生干扰。同时，还要对夹具结构进行准确无误的定位，定位的原件需要具有较高的定位精度，只有定位无误才能够保证生产制造小批量零件的过程中不产生误差，避免或者减少浪费。

（6）对于容易变形的工件，需要保证加工的过程中不产生夹紧变形，有效的利用措施来避免变形，例如为了减少因夹紧产生的变形，可以考虑夹紧点靠近支撑点的方式，这样可以有效地避免因夹紧力产生的工件变形。

2.2 工装夹具的作用

工装夹具在产品的加工过程中发挥着巨大的作用，不仅仅是一种技术上的辅助，更是一种设备上的保障。工装夹具对产品的影响具体表现可以影响产品的加工质量、加工成本以及产品的生产效率。工装夹具对于产品的生产时间以及质量进行严格的控制，同时，对生产的成本也具有迁移默化的影响。对工装夹具的严格控制不仅仅可以良好的运用流动资源，充分利用好已有的资源，使夹具发挥出它的流动价值。夹具的结构以及使用的方式是非常常见与便于使用的，利用夹具可以对生产的零件进行快速的定位，减少辅助操作需要花费的时间。同时，工装夹具可以减少人力劳动的强度，减少人力劳动量，相对于人力劳动来讲，工装夹具可以较长时间的进行操作，因此适用性是极强的，加工效率会大大提高。

工装夹具还有一个明显的作用就是通过对人工的辅助，减少了劳动力的使用量，节省了劳动力支出，降低生产成本，是产品的竞争力得到一定的提高，在同等系列的零件之中可以利用价格优势占据有利的竞争地位。对于车间的操作工来说，同等的时间内可以生产出更多的产品，生产效率提高了，工资水平也就得到了相应的提高，这样就帮助操作工找到了生产小批量零件的信心以及积极性，充实流水线工作的热情以及效率，带动整个车间生产效率的提高。

3 工装夹具与传统加工的应用对比

传统的加工方法需要经过多次装夹操作，工序比较复杂，而利用工装夹具之后的加工则可以精简加工工序，实现一次装夹完成多个加工特征，提高了加工的效率，避免多次装夹多重基准带来的重复误差，保证零件加工的质量。与传统的加工制作而言，利用工装夹具进行小批量零件加工最突出的优势就是短时间内完成大量的零件加工，有效提高了加工的效率。除此之外还有一个明显的特点就是可以通过选择适合操作工操作习惯的器具来刺激操作工增加加工的兴趣和积极性，减少重复的体力劳动，节约工作时间，减少出错率。

4 工装夹具的设计原则

4.1 对于多件的工装夹具

工装夹具的设计必须具有科学性，符合员工的使用习惯，并且设计科学合理，具有准确性。在利用工装夹具进行生产的过程中，一般会直接进行多道加工工艺的操作，这样能够节省时间。因此，需要我们在设计工装夹具的时候，保证加工的准确性以及有效性，方便使用。

4.2 螺杆的工装夹具的设计

螺杆在辅助进行零件加工的时候，发挥的作用一般是比较简单的。而且在对于螺杆的利用中一般是利用螺杆的两头来进行。螺杆的制造比较方便，能够在较短的时间里完成大量的生产制作。而且螺杆的生产精密度要求不高，装好工件之后利用精密台钳夹紧就可以实现多件加工。

4.3 阀杆的工装设计

阀杆的设计过程中，一般每两件采用专用的压板压紧来实现多件加工，这样的操作明显的好处就是减少了换刀的频率，大大提高了生产的效率，同时，工件的定位准确情况下，也能够保证加工的品质。

4.4 销轴类零件的工装设计加工的原则

传统的工件加工利用工件组合的方式进行工件加工，一般是一次加工两件左右的效率。经过工装夹具的辅助支撑之后，内用力的变形减少了，大大提高了经济效益，对于工装夹具的利用具有极大的推动作用。

5 结语

工装夹具针对的主要就是品种繁多、形状复杂以及难以进行批量生产的器具，有了工装夹具的有效配合，就可以大大降低生产成本，减少人员体力劳动，节省操作的时间，大大提高工装夹具生产的效率，对于一些复杂的多品种小批量加工而言，效果明显，意义巨大。因此，为了使加工的过程更加顺利，具有时效性，提高加工效率，越来越多的车间采用工装夹具进行复杂产品的生产制造，提高了车间的生产效率。

[1]蔡春源，汪凯.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社2000.

[2]王道林.轴销端部多件铣床夹具设计[J].机床与液压，2016，44（22）：45-46

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1671-0711（2017）12（上）-0202-02