慶安公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)深諳其理鲜结，從工件裝夾這一細(xì)節(jié)工序著手脖投，基于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的零點(diǎn)定位系統(tǒng)對廠內(nèi)某一關(guān)鍵系列零件的夾持方案進(jìn)行了全面更換與優(yōu)化榛架，實(shí)現(xiàn)了43種產(chǎn)品的全覆蓋夾持耗鲸，并計劃將這一項(xiàng)目的成功思路拓展到更多零件的應(yīng)用中厕扼。

航空制造業(yè)一直在面對產(chǎn)品質(zhì)量、交貨期懒潘、生產(chǎn)管理等嚴(yán)苛挑戰(zhàn)胚茴，“十四五”發(fā)展規(guī)劃中，航空工業(yè)還作出了打造“數(shù)智航空”新業(yè)態(tài)的戰(zhàn)略部署必尼。作為我國集航空機(jī)載武器裝備蒋搜、飛行器操縱控制系統(tǒng)（裝置）兩大專業(yè)優(yōu)勢為一體的機(jī)載設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)——航空工業(yè)慶安集團(tuán)有限公司（以下簡稱慶安公司），在全面進(jìn)行“提質(zhì)增速”判莉、“創(chuàng)新生產(chǎn)”任務(wù)達(dá)成的同時豆挽，果斷開啟了戰(zhàn)略變革：由傳統(tǒng)加工向自動化、數(shù)字化加工轉(zhuǎn)型券盅。從頂層設(shè)計到具體工藝祷杈，慶安公司極其注重整體生產(chǎn)工藝優(yōu)化的可持續(xù)性，技術(shù)團(tuán)隊(duì)突破以數(shù)控機(jī)床投資優(yōu)化為主導(dǎo)的傳統(tǒng)理念渗饮，進(jìn)一步在提升機(jī)床利用率但汞、自動上下料等方面動腦筋，以小博大互站。

南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院李亮教授曾指出：“隨著智能制造理念的實(shí)踐深入私蕾，曾一度被忽視的工裝夾具僵缺，在工藝流程中的重要性突顯，以‘小工裝’撬動整個產(chǎn)線自動化升級的應(yīng)用更是屢見不鮮踩叭。柔性磕潮、精密、標(biāo)準(zhǔn)锋辩、智能是現(xiàn)代工裝夾具的發(fā)展方向暖经，模塊化工裝應(yīng)用代表了發(fā)展所趨，有利于企業(yè)加速進(jìn)行深度數(shù)字化叽燃、智能化生產(chǎn)缕沟。”

慶安公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)深諳其理校惧，從工件裝夾這一細(xì)節(jié)工序著手葛暇，基于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的零點(diǎn)定位系統(tǒng)對廠內(nèi)某一關(guān)鍵系列零件的夾持方案進(jìn)行了全面更換與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了43種產(chǎn)品的全覆蓋夾持竣篷，并計劃將這一項(xiàng)目的成功思路拓展到更多零件的應(yīng)用中尼软。“雄克公司是零點(diǎn)定位系統(tǒng)的領(lǐng)先者傲丹，它的產(chǎn)品性能優(yōu)勢明顯便透，更重要的是，能結(jié)合我們現(xiàn)有的生產(chǎn)需要來定制方案酬俯，它的設(shè)計能力航厚，還可以為我們下一步持續(xù)優(yōu)化打下基礎(chǔ)】淳”慶安技術(shù)團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示阶淘。

傳統(tǒng)裝夾方式亟待改善

在進(jìn)行裝夾工藝優(yōu)化前衙吩，慶安公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)對多款同類型的殼體零件進(jìn)行了細(xì)致分類互妓，基于各種零件不同的工藝組成情況，最終確定了一款具備典型特性的測試零件坤塞。

如圖1所示冯勉，該款殼體零件具有鏤空的圓柱體形狀，以及左右兩側(cè)對稱且?guī)в袌A孔的耳片結(jié)構(gòu)摹芙。在原有的工藝方案中灼狰，此零件的定位基準(zhǔn)采用的是零件內(nèi)孔齒頂圓及定位工藝孔。

裝夾時浮禾，選用傳統(tǒng)“一面兩銷”的裝夾方式交胚，當(dāng)一次裝夾后，加工零件的上表面內(nèi)腔及外輪廓盈电；加工完成后蝴簇，人工換裝以加工下表面內(nèi)腔伤刑；而后再拆裝兩次，完成左鹤曼、右耳片輪廓及孔的加工入撇。至整個零件加工完成，需要兩套夾具主體（如圖2所示）暇创，以及4次人工裝夾操作晤裆。

圖1殼體機(jī)構(gòu)復(fù)雜圖2夾具主體

“傳統(tǒng)裝夾的最大問題是產(chǎn)品裝夾與產(chǎn)品換型的效率低下。以此零件為例屈腻，加工中人工裝夾的時間大概在5min停间，4次裝夾就是20min。另外甲脚，在加工完成后需要更換另一型號零件時估裁，由于現(xiàn)有夾具的齒頂圓定位芯軸與夾具本體為固定裝配，不能用于其他直徑的零件帽拘，因此需要進(jìn)行包括拆卸清理吠谐、更換夾具、裝夾找正等長達(dá)11道工序的重新裝夾操作坡疼，所需時間更是超過60min彬呻。”慶安公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示柄瑰，“人工裝夾時闸氮，機(jī)床必須處于停滯狀態(tài)，這也直接導(dǎo)致了生產(chǎn)效率的下降教沾∑芽纾”

圖3傳統(tǒng)裝夾方式下產(chǎn)品換型流程圖

過度依賴人工裝夾，所帶來的另一大問題就是加工精度的不穩(wěn)定授翻。由于操作人員技能水平的差異或悲，在產(chǎn)品換型裝夾、找準(zhǔn)正夾具精度上會產(chǎn)生偏差堪唐，造成定位基準(zhǔn)不一致巡语，由此而帶來的加工質(zhì)量不穩(wěn)定的情況時常出現(xiàn)。大量的人工干預(yù)也無法滿足慶安公司未來計劃使用機(jī)器人進(jìn)行上下料的自動化需求淮菠。除此之外男公，還有傳統(tǒng)夾具通用性差所引起的夾具庫存大、成本浪費(fèi)合陵，以及可插拔定位銷易對夾具本體和銷子造成磨損码完，降低夾具定位精度等多種問題困擾。

全新方案設(shè)計：零點(diǎn)快換系統(tǒng)+芯軸+快換拉釘

以上提到的這些困擾還僅限于測試的一個零件玉唉，而慶安公司這一類殼體零件的種類就超過了40種银悄，如何優(yōu)化裝夾方案捞书，縮短加工準(zhǔn)備時間，提升生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)毁设？技術(shù)團(tuán)隊(duì)在多方思考與對比下選擇了零點(diǎn)快換系統(tǒng)佣锁。

零點(diǎn)快換系統(tǒng)是當(dāng)前工裝夾具標(biāo)準(zhǔn)化趨勢下的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，是機(jī)床工作臺與工件（或夾具）的一個標(biāo)準(zhǔn)接口厢卖，在數(shù)秒內(nèi)擎津，即可通過一個或多個定位銷將工件、夾持裝置啊嘁、托盤與機(jī)床端的夾持系統(tǒng)快速緊固連接朵聪，精確地夾緊在設(shè)備中，從而提升不同工藝的轉(zhuǎn)化和設(shè)備連接的通用性干际，將整個制造資源的匹配最大化亮花。

“我們非常看重雄克公司的設(shè)計能力弓熏，當(dāng)我們提出改進(jìn)需求后恋谭，雄克的技術(shù)力量第一時間便來到車間現(xiàn)場，共同進(jìn)行具體裝夾方案的分析討論以及加工測試挽鞠。我們不僅僅看重這一個零件的優(yōu)化疚颊，而是希望能借鑒他們的專業(yè)設(shè)計能力和全球化的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)現(xiàn)該類零件提質(zhì)信认、增速需求的同時材义，將模塊化工裝的思路進(jìn)一步拓展至整體〖奚停”慶安公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人說道其掂。

“我們在航空零件夾持方案的優(yōu)化設(shè)計上有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，慶安公司的需求比較典型潦蝇，但也有其特殊性款熬，基于零件的結(jié)構(gòu)特征、加工工藝护蝶，并綜合考量生產(chǎn)效率华烟、成本節(jié)約塞补、空間布局以及慶安公司想要適應(yīng)未來加工品質(zhì)提升與加工需求拓展等多方因素青烙，我們?yōu)槠涮峁┝硕ㄖ苹慕鉀Q方案——‘零點(diǎn)定位系統(tǒng)+芯軸+快換拉釘’夾持方案∮髫ぃ”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人冕店，雄克公司高級技術(shù)經(jīng)理麻曉杰表示。

這一夾持方案（如圖4所示）腔水，在不改變原有工藝方案及定位基準(zhǔn)的情況下嘁压，通過由基礎(chǔ)底座邦孽、零點(diǎn)定位器、液壓芯軸爆踱、零點(diǎn)快換拉釘和變徑套組成的工裝系統(tǒng)揣喻，實(shí)現(xiàn)一次裝夾加工3個表面，再通過零點(diǎn)快換的方式变抡，快速切換到工件反面與側(cè)面的加工工位汰畔，大大簡化了原有的裝夾流程，提升了裝夾效率與精度酌省。

圖4“零點(diǎn)定位系統(tǒng)+芯軸+快換拉釘”夾持方案

零件在機(jī)床外通過液壓芯軸鎖緊后捂滓，利用零點(diǎn)快換方式安裝于4軸加工中心的工作臺上，而后只需將角向限位安裝到位布蔗，即可開始加工產(chǎn)品的正面輪廓藤违。一面加工完成后，再通過簡單的4軸正纵揍、負(fù)向旋轉(zhuǎn)90°顿乒，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)耳片輪廓的切削加工。

產(chǎn)品反面特征的加工則更為便捷泽谨，也是此新方案的一大亮點(diǎn)淆游。雄克技術(shù)人員根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征，在液壓芯軸的的正反兩側(cè)均制作了快換接口隔盛，當(dāng)正面輪廓加工完成后犹菱，只需將芯軸調(diào)換180°，即可立即對工件反面進(jìn)行夾持加工吮炕，這樣創(chuàng)新性的設(shè)計思路不僅最大程度提升了裝夾效率腊脱，也將夾具的柔性無限拓展。當(dāng)外輪廓與正反面特征均加工完成后龙亲，將夾具側(cè)置安裝在4軸加工中心的法蘭上陕凹，通過4軸旋轉(zhuǎn)，可完成產(chǎn)品兩側(cè)耳片上斜孔的加工吻讽。

在產(chǎn)品換型的裝夾中贸薇，對于不同齒頂圓直徑的零件無需再更換整個夾具主體，只需在一套夾具基礎(chǔ)底座上增加零點(diǎn)快換系統(tǒng)和可移動定位銷值资，同時通過更換芯軸和芯軸的變徑套以及端面定位裝置鸡犯，調(diào)整定位銷位置或更換不同規(guī)格定位銷即可實(shí)現(xiàn)不同零件的快速更換與夾緊。

柔性雏仆、復(fù)用的模塊化工裝帶來極致高效

通過雄克模塊化零點(diǎn)快換裝夾方案葫柴，工件在加工中人工裝夾的操作時間從原來的5min縮短至1min，在產(chǎn)品換型時的裝夾中狠浮，由于無需更換夾具底座并重新找正舍辐，裝夾效率顯著提高拔若，時間從60min大幅縮短至10min。

圖5時間對比表

同時茬燃，基于零點(diǎn)定位系統(tǒng)和液壓芯軸的配合驳楞，不同零件的換型裝夾操作可在機(jī)床外進(jìn)行。在實(shí)際生產(chǎn)過程中兵罢，可實(shí)現(xiàn)一套在機(jī)內(nèi)加工族壳，一套在機(jī)外裝夾工件，如發(fā)現(xiàn)工件需要返工時趣些，也可以將芯軸和工件二次裝入機(jī)床仿荆，直接加工。無需停機(jī)等待的優(yōu)勢更進(jìn)一步提升了機(jī)床利用率坏平、提高了加工效率拢操。另外，用一套夾具覆蓋43種同類型產(chǎn)品舶替，替換原有的28套夾具的強(qiáng)大通用性令境，大大減少了夾具庫存，降低了成本投入顾瞪，也為日后批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)舔庶。

圖6優(yōu)化后產(chǎn)品換型的流程

圖7批生產(chǎn)加工流程

保障加工品質(zhì)，是采用雄克零點(diǎn)快換系統(tǒng)的另一大優(yōu)勢陈醒。與傳統(tǒng)依賴人工手動裝夾惕橙、找正相比，液壓芯軸的定位精度小于0.003mm钉跷、零點(diǎn)定位系統(tǒng)的重復(fù)精度在0.002mm以內(nèi)告岸，雙重精度的保障使得產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)快速換型的同時，工件的良率以及穩(wěn)定性册榔、經(jīng)濟(jì)性都得到了大幅提升指模。

“慶安公司是航空機(jī)載設(shè)備的領(lǐng)先企業(yè)，工藝技能扎實(shí)瘤薪，對于品質(zhì)的要求十分嚴(yán)格枝玩，此次能夠攜手完成這一裝夾工藝優(yōu)化項(xiàng)目，我們備感榮幸揽仔。以夾持技術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計最大程度地挖掘現(xiàn)有設(shè)備所蘊(yùn)含的生產(chǎn)潛能覆厦，是雄克始終致力所為的目標(biāo)，此次用戶獲得滿意生產(chǎn)效果便是對我們的最大認(rèn)可斯泥。慶安公司在方案設(shè)計之初便已要求我們要為下一步自動化升級打基礎(chǔ)诵藐，這樣的頂層創(chuàng)新能力迫赞，這樣腳踏實(shí)地的技術(shù)團(tuán)隊(duì)令人佩服啼阵〔嵫”麻曉杰對此項(xiàng)目不無感嘆。

的確撤奸，對于慶安公司而言吠昭，采用模塊化工裝技術(shù)還有一層更為深遠(yuǎn)的意義——賦能自動化轉(zhuǎn)型升級。無論是自動化生產(chǎn)還是數(shù)字化技術(shù)胧瓜，其所作用的對象始終是要制造的工件矢棚，整個工藝流程設(shè)置的核心也是工件在不同設(shè)備的流轉(zhuǎn)，而這一流轉(zhuǎn)過程就離不開工裝夾具的支撐府喳。傳統(tǒng)的工裝夾具僅適用于人工上下料蒲肋，不能滿足機(jī)器人自動化的要求，慶安公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)清晰地認(rèn)識到了工裝夾具技術(shù)優(yōu)化對于生產(chǎn)邁入智能化階段的重要性钝满，果斷采用了前沿的智能化模塊工裝兜粘，并已將其輻射至工廠的更多應(yīng)用領(lǐng)域。新一輪工業(yè)革命浪潮已經(jīng)來襲弯蚜，市場需求瞬息萬變孔轴，面對機(jī)遇和挑戰(zhàn)，慶安公司將持續(xù)致力智能制造碎捺、數(shù)字化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型路鹰，為建設(shè)新時代航空強(qiáng)國貢獻(xiàn)力量。

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