近些年来，随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代化加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的制造方法发生了重大变革，由一次装夹多面加工，代替了传统的多次装夹和多次加工，由大批量生产转变为多品种小批量的生产。夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具，转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的扩大化，已经装夹具的引导刀具的功能完全替代，给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。

    当前经济和技术的发展很快，世界的竞争已经转变为企业之间的竞争，这种竞争在机械工业中表现的尤为突出。表现为：

    （1）新产品开发研制加快、产品的品种和系列越来越多样化。

    （2）用户要求交货期越来越短，精度越来越高，这些特点决定了生产过程必须向敏捷化、柔性制造技术发展才能保证适应市场需要。与此同时产品全寿命周期的精度质量也要得到相应保证。这也是现代高效加工理念下的并行工程、快速反应制造策略。具体到企业实际，在机床功能确定、工艺相对完善的情况下，工艺装备的快速设计制造就成为当今生产过程中缩短周期的有效途径。因此解决夹具的问题，特别是采用KEB夹具，能够提高生产各类产品和零部件的综合制造能力。

    1、机械制造业夹具应用现状

    机械制造业经过了漫长的发展历程，从远古简单的石器打造，到现代工业的数控加工，已经摆脱了手工作坊的作业方式，进入集团化生产、专业化协作的生产阶段。而夹具随着机械制造模式的改变也经历了变革。

    最早的夹具是专用夹具的模式，在发展一个时期后，随着加工技术的发展和需求，组织夹具，通用夹具，慢慢出现在各个生产企业中。近年来，由于数控装备日益推广，产品的加工能力和加工效率的提高，使专用夹具生产周期长，保存占地面积大的行点表现出来，使得传统的夹具已经成为各生产企业生产效率和经济效益发展的阻碍。

    同时，在单件小批量生产中，由于批量小，设计制造夹具增加研发成本和延长生产周期。因此，这时候最多采用的生产模式是简易生产，即土法上马以牺牲产品质量为代价来保证生产需求，这在科技高速发展的今天，明显不适应社会发展的需求。为了使企业整体的数字化和现代化加工技术能够得到更快的发展，就要使夹具设计和数字化、现代化加工技术相结合，所以必须大力推广KBE夹具。只要能解决好夹具设计制造过程中的一系列问题，企业主产品制造过程中的许多疑难问题就会迎刃而解。

    2、KBE夹具

    （1）KBE    KBE是Knowledge  Based  Engineering的缩写，是基于知识的工程。知识工程KBE是通过知识驱动和繁衍对工程问题提供最佳解决方案的计算机集成处理技术，是领域专家知识的继承、集成、创新和管理，是计算机辅助技术（CAX）与人工智能技术的集成。

    （2）KBE夹具的设计    KBE把知识、技能、经验、原理、规范等结合到三维CAD系统中，使得设计人员只要输入工程参数或应用要求，系统就能依据相关的知识，推理构造出符合特定要求的工程设计结果KBE夹具。KBE的重点在于知识的积累和知识的重复应用，并以最快速度开发出优质、高知识含量的新产品。

    发展趋势见附图。

    依据以上原理，我们可以采用完全基于三维平台的设计并行方式，建立三维夹具设计系统，和CAPP工艺系统的数据连接和共享，利用并行方式进行夹具和工艺设计过程的整合。实现的功能如下：

    ①基于设计意图捕捉的三维装配过程：建立夹具标准件库、部件库。以产品模型装配体中已有的零件、部件的装配特征为捕捉对象，辅之以动态的干涉检验。自动进行三维模型的增强装配。

    ②基于KBE技术的夹具快速三维设计：建立夹具典型结构库、夹具强度计算经验知识库、专家设计知识库，规范夹具设计，提高夹具设计效率和质量，针对夹具设计中各专业的薄弱环节，提供相应的技术支持和方便快捷的设计手段，使夹具设计、装配、使用及管理发展到基于信息/知识的夹具设计新阶段。提高夹具设计的效率，使夹具设计经验得以保存、重用、实现真正意义上的计算机辅助设计，而不再是单纯的电子图板。使企业在夹具设计方面实现基于知识的快速设计，提高企业夹具设计管理水平。

    ③计算机辅助夹具定位准确性分析及设计优化。

    ④计算机辅助夹紧力及夹紧顺序分析与优化：这种软件虽然各大软件厂商都在进行研究，然而只是西安易博软件公司有相应的商用软件，并正在大力推广。我们希望他们一直走下去，为加快我国的工艺软件事业作出贡献。

    （3）KBE夹具制造    KBE夹具制造与其称为制造，还不如称为装配来得更直接一些。现代夹具的制造，已经从过去的传统方式脱离出来，在产品制造企业中，只应用不生产，夹具制造功能完全交由专业夹具生产厂家来生产制造。其结构组成以组合夹具为基础，结合各行业企业的特点，建立行业夹具零件标准，构建一个由标准夹具元件、通用元件及少量专用件的新型组装式KBE夹具。同时要突破组装式夹具的强度问题、定位精准性的问题。这种夹具是应用企业根据自身主产品特点提出要求亦或夹具制造厂家按企业特点提供元件、组件，应用企业自主装配，检测并应用到生产线上。使用结束后，拆装并入库保管。

    其特点为：

    ①保存占地面积小，制造周期短。

    ②满足循环经济的要求，最大的生产利用率。

    ③可实现工序间精确定位转换。

    由于各个企业自身特点，因此KBE夹具以行业定制和标准化为基础。特别是和机床的通用接口，同一零件的机床夹具在不同工序、不同机床上应有统一的接口，以保证快速准确的装夹定位。这方面的工作现在还需机床厂和夹具供应厂商进行密切的合作，共同研发出高效的接口结构。

    3、结语

    KBE夹具以其高效、经济的特点，正在逐步为各大企业公司所认同，但其大面积的推广需要做大量的细致的工作。

    硬件方面，由于组合夹具元件一次投入过高因此使好多企业望而却步，但是它的长期效益是不可估量的。不过我们可以采取夹具中心站的解决方案，在同一机械工业区，可引进一个中心站，或由一个企业建立中心站，中心站除了供应本企业使用外还可对外实现租赁，即解决了企业建站投资回收问题，又满足了小企业的夹具需求。

    现在我们越来越重视环保，提倡绿色制造，循环经济，那么组装式的KBE夹具正在为这一时代提供有力的保证。