一、课题研究背景

随行夹具是切削加工中随带安装好的工件在各工位间被自动运送转移的机床夹具。随行夹具主要是在自动生产线﹑加工中心﹑柔性制造系统等自动化生产中﹐用于外形不太规则﹑不便于自动定位﹑夹紧和运送的工件。工件在随行夹具上安装定位后﹐由运送装置把随行夹具运送到各个工位上。随行夹具一般以其底平面和两定位孔在机床上定位﹐并由机床工作台的夹紧机构夹紧﹐从而保证工件与刀具的相对位置。当工件加工精度要求较高时﹐常把随行夹具的底平面分开成为定位基面和运输基面﹐以保护定位基面的精度。随行夹具属于专用夹具范围﹐其装夹工件部分需按工件形状和工艺要求设计。 为了满足多台机床设备能同时加工并在加工区外装卸和储备工件的要求﹐同样的随行夹具要制造一定的数量﹐并保证互换性。

二、国内外研究成果

国外对于夹具的研究主要是在解决实际生产中出现的问题以及在为某些新的研究方法和实验所设计的新型夹具。Y.H.Kim等人为了解决液晶显示器和等离子体显示面板装配线上的随行夹具过重并引起永久性变形的问题，设计了一种轻型的随行夹具；Kossa为高分子发泡材料的研究设计了一种新的双轴压缩测试夹具，该夹具使用时无需多轴测试系统，便于操作和使用；Cricri,Gabriele等人在反平面剪切条件下的粘结组件设计了一种新型的夹具，在普通的实验机上可以实现纯反平面剪切条件，且无需特定的校准。

我国对随行夹具的研究主要是在两个方面。一个方面是对随行夹具的精度进行研究：谢诚通过研究随行夹具在固定夹具中定位的过程，分析出定位误差的构成，并对其中的占优势的误差进行分析计算，得出改变施加夹紧力的顺序可改变随行夹具在定位面上的位置和随行夹具对导向和止推基面的位置与施加夹紧力的顺序无关；陈家彬针对常规的”一面两孔”定位方式深入研究以两定位销孔中心为基准孔分析XOY坐标系内定位精度和转角精度，提出了将装配式定位销改为整体式定位销和将菱形销改为圆柱形销的改进方法，实现零件的方便更换；而任玉珠在对基于一面两孔定位夹紧的气动随行夹具的研究中提出了使用自定心弹性开口套代替销的改进方法，使得加工基准与设计基准重合，消除了传统”一面两孔”定位方式产生的定位基准位移误差和定位基准转角误差。与此同时，弹性内套的径向夹紧方式，弹性片沿轴线对称均匀分布，使得夹紧力均匀，有效避免由于夹紧力不均匀而产生的误差。

另一个方面是针对实际生产中遇到的情况 ，设计相应的随行夹具：王化清为了应对柴油机更新换代快，适应多品种小批量生产的需求，实行柴油机机体的柔性加工模式，并根据机体加工特点设计了一款随行夹具，且针对大件工件定位不易的情况设置了四个锥形导向柱的导向系统，确保定位的正确性；朱振峰为了解决汽车转向器装配时多品种，小批量的快速换型问题利用成组技术中的零件编码系统提出”基体 换型模块”的设计方案设计了一款通用的随行夹具#8212;#8212;由满足组内所有产品使用的基体组件和可以更换的定位板组件构成，这样既满足同组内不同产品的装配需求，又减少了夹具制造的成本，实现产能的最大化。

铣齿夹具与上述设计的夹具相比，夹具设的定位精度不高和基准误差会出现周期性的误差，这些误差有齿距偏差，齿距累积偏差和齿形偏差等，会严重影响齿轮齿条的质量。而且，应用随行夹具会使工艺尺寸链增长，导致工件的定位误差增大。所以，齿轮齿条随行夹具对于定位精度和基准的要求比较高。其次，齿轮齿条加工过程中，工件会受到较大的切削力，因此夹具必须要有足够的夹紧力。高立义在细长圆柱齿条齿廓铣夹具的设计中考虑到由于齿条长径比大，在铣削交变力下会产生较大的振动，并提出了增设夹紧点的夹紧方案。然而，谢诚在其文章中得出过结论：当多点夹紧随行夹具时，随行夹具会在产生变形前产生空间位移，从而引起较大的误差。因此，增设夹紧点有可能会产生误差。综上所述，齿条随行夹具的设计关键在于既要保证定位精度，又要保证能够提供较大的夹紧力。

三、未来发展

隋聚艳在夹具的发展及其趋势分析中说：由于机床技术向高速、精密、复合、智能、环保方向发展，夹具也正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。为了实现夹具的通用性和经济性，仅仅根据某一特定的工件设计专用夹具显然是不符合要求的。因此，柔性夹具会是主要的发展方向。柔性夹具将会实现专用夹具、组合夹具和成组夹具一体化，既具有专用夹具简单可靠的特点，又有成组夹具的特点。

另一方面，柔性夹具的发展会使得夹具设计过程变得复杂，工作量也会相应增加。CAFD（计算机辅助夹具设计）可以利用计算机进行夹具的方案规划、快速选取夹具元件并组装、夹具性能评价分析和夹具出图等，可以极大地提高夹具的设计生产效率，所以以后的夹具设计将会更多地依靠CAFD来完成设计。然而，张胜文在计算机辅助夹具设计技术发展综述中指出：到目前为止还没有成熟的CAFD软件，CAFD系统还必须依附在成熟的CAD软件，离实际生产应用还有较大的距离。不过，随着现代生产的需求和研究的深入，未来的CAFD技术将会实现与CAPP/CAM并行设计和无缝结合，大大降低设计周期。