近些年來(lái)，隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工的制造方法發(fā)生了重大變革，由一次裝夾多面加工，代替了傳統(tǒng)的多次裝夾和多次加工，由大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N小批量的生產(chǎn)。夾具的功能已經(jīng)從過(guò)去的裝夾、定位、引導(dǎo)刀具，轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設(shè)備加工功能的擴(kuò)大化，已經(jīng)裝夾具的引導(dǎo)刀具的功能完全替代，給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。
當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展很快，世界的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)，這種競(jìng)爭(zhēng)在機(jī)械工業(yè)中表現(xiàn)的尤為突出。表現(xiàn)為：
（1）新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研制加快、產(chǎn)品的品種和系列越來(lái)越多樣化。
（2）用戶(hù)要求交貨期越來(lái)越短，精度越來(lái)越高，這些特點(diǎn)決定了生產(chǎn)過(guò)程必須向敏捷化、柔性制造技術(shù)發(fā)展才能保證適應(yīng)市場(chǎng)需要。與此同時(shí)產(chǎn)品全壽命周期的精度質(zhì)量也要得到相應(yīng)保證。這也是現(xiàn)代高效加工理念下的并行工程、快速反應(yīng)制造策略。具體到企業(yè)實(shí)際，在機(jī)床功能確定、工藝相對(duì)完善的情況下，工藝裝備的快速設(shè)計(jì)制造就成為當(dāng)今生產(chǎn)過(guò)程中縮短周期的有效途徑。因此解決夾具的問(wèn)題，特別是采用KEB夾具，能夠提高生產(chǎn)各類(lèi)產(chǎn)品和零部件的綜合制造能力。
1、機(jī)械制造業(yè)夾具應(yīng)用現(xiàn)狀
機(jī)械制造業(yè)經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程，從遠(yuǎn)古簡(jiǎn)單的石器打造，到現(xiàn)代工業(yè)的數(shù)控加工，已經(jīng)擺脫了手工作坊的作業(yè)方式，進(jìn)入集團(tuán)化生產(chǎn)、專(zhuān)業(yè)化協(xié)作的生產(chǎn)階段。而夾具隨著機(jī)械制造模式的改變也經(jīng)歷了變革。
最早的夾具是專(zhuān)用夾具的模式，在發(fā)展一個(gè)時(shí)期后，隨著加工技術(shù)的發(fā)展和需求，組織夾具，通用夾具，慢慢出現(xiàn)在各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)中。近年來(lái)，由于數(shù)控裝備日益推廣，產(chǎn)品的加工能力和加工效率的提高，使專(zhuān)用夾具生產(chǎn)周期長(zhǎng)，保存占地面積大的行點(diǎn)表現(xiàn)出來(lái)，使得傳統(tǒng)的夾具已經(jīng)成為各生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展的阻礙。
同時(shí)，在單件小批量生產(chǎn)中，由于批量小，設(shè)計(jì)制造夾具增加研發(fā)成本和延長(zhǎng)生產(chǎn)周期。因此，這時(shí)候最多采用的生產(chǎn)模式是簡(jiǎn)易生產(chǎn)，即土法上馬以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量為代價(jià)來(lái)保證生產(chǎn)需求，這在科技高速發(fā)展的今天，明顯不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。為了使企業(yè)整體的數(shù)字化和現(xiàn)代化加工技術(shù)能夠得到更快的發(fā)展，就要使夾具設(shè)計(jì)和數(shù)字化、現(xiàn)代化加工技術(shù)相結(jié)合，所以必須大力推廣KBE夾具。只要能解決好夾具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的一系列問(wèn)題，企業(yè)主產(chǎn)品制造過(guò)程中的許多疑難問(wèn)題就會(huì)迎刃而解。
2、KBE夾具
（1）KBE KBE是Knowledge Based Engineering的縮寫(xiě)，是基于知識(shí)的工程。知識(shí)工程KBE是通過(guò)知識(shí)驅(qū)動(dòng)和繁衍對(duì)工程問(wèn)題提供最佳解決方案的計(jì)算機(jī)集成處理技術(shù)，是領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)的繼承、集成、創(chuàng)新和管理，是計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（CAX）與人工智能技術(shù)的集成。
（2）KBE夾具的設(shè)計(jì) KBE把知識(shí)、技能、經(jīng)驗(yàn)、原理、規(guī)范等結(jié)合到三維CAD系統(tǒng)中，使得設(shè)計(jì)人員只要輸入工程參數(shù)或應(yīng)用要求，系統(tǒng)就能依據(jù)相關(guān)的知識(shí)，推理構(gòu)造出符合特定要求的工程設(shè)計(jì)結(jié)果KBE夾具。KBE的重點(diǎn)在于知識(shí)的積累和知識(shí)的重復(fù)應(yīng)用，并以最快速度開(kāi)發(fā)出優(yōu)質(zhì)、高知識(shí)含量的新產(chǎn)品。
發(fā)展趨勢(shì)見(jiàn)附圖。
依據(jù)以上原理，我們可以采用完全基于三維平臺(tái)的設(shè)計(jì)并行方式，建立三維夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，和CAPP工藝系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接和共享，利用并行方式進(jìn)行夾具和工藝設(shè)計(jì)過(guò)程的整合。實(shí)現(xiàn)的功能如下：
①基于設(shè)計(jì)意圖捕捉的三維裝配過(guò)程：建立夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、部件庫(kù)。以產(chǎn)品模型裝配體中已有的零件、部件的裝配特征為捕捉對(duì)象，輔之以動(dòng)態(tài)的干涉檢驗(yàn)。自動(dòng)進(jìn)行三維模型的增強(qiáng)裝配。
②基于KBE技術(shù)的夾具快速三維設(shè)計(jì)：建立夾具典型結(jié)構(gòu)庫(kù)、夾具強(qiáng)度計(jì)算經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫(kù)、專(zhuān)家設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，規(guī)范夾具設(shè)計(jì)，提高夾具設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，針對(duì)夾具設(shè)計(jì)中各專(zhuān)業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，提供相應(yīng)的技術(shù)支持和方便快捷的設(shè)計(jì)手段，使夾具設(shè)計(jì)、裝配、使用及管理發(fā)展到基于信息/知識(shí)的夾具設(shè)計(jì)新階段。提高夾具設(shè)計(jì)的效率，使夾具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)得以保存、重用、實(shí)現(xiàn)真正意義上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，而不再是單純的電子圖板。使企業(yè)在夾具設(shè)計(jì)方面實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)的快速設(shè)計(jì)，提高企業(yè)夾具設(shè)計(jì)管理水平。
③計(jì)算機(jī)輔助夾具定位準(zhǔn)確性分析及設(shè)計(jì)優(yōu)化。
④計(jì)算機(jī)輔助夾緊力及夾緊順序分析與優(yōu)化：這種軟件雖然各大軟件廠商都在進(jìn)行研究，然而只是西安易博軟件公司有相應(yīng)的商用軟件，并正在大力推廣。我們希望他們一直走下去，為加快我國(guó)的工藝軟件事業(yè)作出貢獻(xiàn)。
（3）KBE夾具制造 KBE夾具制造與其稱(chēng)為制造，還不如稱(chēng)為裝配來(lái)得更直接一些�，F(xiàn)代夾具的制造，已經(jīng)從過(guò)去的傳統(tǒng)方式脫離出來(lái)，在產(chǎn)品制造企業(yè)中，只應(yīng)用不生產(chǎn)，夾具制造功能完全交由專(zhuān)業(yè)夾具生產(chǎn)廠家來(lái)生產(chǎn)制造。其結(jié)構(gòu)組成以組合夾具為基礎(chǔ)，結(jié)合各行業(yè)企業(yè)的特點(diǎn)，建立行業(yè)夾具零件標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建一個(gè)由標(biāo)準(zhǔn)夾具元件、通用元件及少量專(zhuān)用件的新型組裝式KBE夾具。同時(shí)要突破組裝式夾具的強(qiáng)度問(wèn)題、定位精準(zhǔn)性的問(wèn)題。這種夾具是應(yīng)用企業(yè)根據(jù)自身主產(chǎn)品特點(diǎn)提出要求亦或夾具制造廠家按企業(yè)特點(diǎn)提供元件、組件，應(yīng)用企業(yè)自主裝配，檢測(cè)并應(yīng)用到生產(chǎn)線上。使用結(jié)束后，拆裝并入庫(kù)保管。
其特點(diǎn)為：
①保存占地面積小，制造周期短。
②滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，最大的生產(chǎn)利用率。
③可實(shí)現(xiàn)工序間精確定位轉(zhuǎn)換。
由于各個(gè)企業(yè)自身特點(diǎn)，因此KBE夾具以行業(yè)定制和標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)。特別是和機(jī)床的通用接口，同一零件的機(jī)床夾具在不同工序、不同機(jī)床上應(yīng)有統(tǒng)一的接口，以保證快速準(zhǔn)確的裝夾定位。這方面的工作現(xiàn)在還需機(jī)床廠和夾具供應(yīng)廠商進(jìn)行密切的合作，共同研發(fā)出高效的接口結(jié)構(gòu)。
3、結(jié)語(yǔ)
KBE夾具以其高效、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，正在逐步為各大企業(yè)公司所認(rèn)同，但其大面積的推廣需要做大量的細(xì)致的工作。
硬件方面，由于組合夾具元件一次投入過(guò)高因此使好多企業(yè)望而卻步，但是它的長(zhǎng)期效益是不可估量的。不過(guò)我們可以采取夾具中心站的解決方案，在同一機(jī)械工業(yè)區(qū)，可引進(jìn)一個(gè)中心站，或由一個(gè)企業(yè)建立中心站，中心站除了供應(yīng)本企業(yè)使用外還可對(duì)外實(shí)現(xiàn)租賃，即解決了企業(yè)建站投資回收問(wèn)題，又滿足了小企業(yè)的夾具需求。
現(xiàn)在我們?cè)絹?lái)越重視環(huán)保，提倡綠色制造，循環(huán)經(jīng)濟(jì)，那么組裝式的KBE夾具正在為這一時(shí)代提供有力的保證。
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