工件夹具的发展(1)

世界范围内的制造问题影响了零件装夹的基础。

当人们谈起制造行业中的发展时，很少谈到工件夹具，但是在零件生产的基本领域，正吹着改革之风。如今，制造商们需要供应商提供一步到位服务，他们要求世界范围内的当地供应商能够支持全球化生产。他们需要交钥匙解决办法。他们坚持与供应商保持并行生产过程开发。他们努力寻求各种以及所有可以降低其产品生产时间的对策。

那些制作夹具的人，必须采用与制作价值好几百万美元的加工中心的人们所采用的相同的规则，如今他们正在迎接这种挑战。工件夹具供应商们已经扩大了地区影响，采用一种合作伙伴方式与用户工作，开发动力系统以提高精度，研究新的材料并开发旧夹具的新处理方法，并发明了监控夹具性能的方法。让我们来看看千年之际的夹具行业。



全球化趋势

原设备生产厂为了零件快速交货，帮助应用和服务，要求其在长期供应商海外生产厂附近，他们还想在同国外以及国内拥有单一货源。为满足OEM的需求，某些供应商正在建立新的工厂，而其他供应商却在与现有的当地公司合作或购买当地公司。

我们的公司遵循一种购买式策略，从而得到用户所在地并扩大其服务范围。如今，全球化汽车用户为了夹紧工件的应用，找到了能提供手动、气动和液压夹紧装置的综合选择的他们的当地供应商，以及一系列用于零件定位、机器人抓手及换刀装置的“装卸”部件。



交钥匙解决方案

为降低成本，汽车、飞机以及家电等行业的一流设备生产厂（OEM）往往依靠如机床制造厂一样的合作伙伴来提供成套的加工设备，包括机床、刀具以及工件夹具系统。在新的合作型世界中，工件夹具供应商已经成为关键的第三方，他们可以开发装夹概念、解决各种问题以及完成应用工程。

成功地将开发零件装夹概念的任务转交到工夹供应商手中，主要依赖供应商与用户以及其他供应商之间从项目一开始就进行的密切合作。如果在OEM购买高价机床后，才请工件夹具供应商只由少数的基本技术要求来设计工件夹具，如像机床的加工能力和工作台尺寸、工件、切削刀具、机床操作，要找到可使用的工件夹具解决方法，是困难的，有时是不可能的。

最近，有一家公司请我公司为一台具有大型转台的新龙门式机床（用户花了45万美元购买）提供零件夹紧装置。我们的工程师花了一天时间检查零件图纸并提出加工工艺。他们的最后结论是，要适应现有空间就无法设计所需要的夹紧装置。我们的工程师告诉用户，如果他们早三、四个月接触这个问题，则可能会是另一种情形。

毫无疑问，某种经济而可靠的过程，取决于在过程开发周期内或之前对问题的早期识别和解决（越早越好）。例如，即使在零件设计方面的细小的改变，也可能可以采取更简单的夹紧装置并更容易地制作零件，而且成本更低。在各种可能的情况下，对所有加工零件的生产工程师从开发项目一开始就应该与零件设计者进行密切合作。

对工件夹具供应商（包括合作项目）重要工具是模拟技术。制造系统的模拟，允许供应商可模拟和试验出不同夹紧结构的各种夹紧装置而不需要实际制造。这是一种性能价格比很好的方法，可以确定哪种夹紧结构将提供足够的间隙以有效地移动零件、插入机器人焊接器或防止刀具碰撞装置。



成本控制

用户已开始要求供应厂家以及他们的其它供应伙伴强制降低成本并提高生产力，尽一切力量使他们生产的产品更快地上市。当他们这样做时，我总是感觉很高兴。这表明他们意识到有效设计的夹紧系统可以通过更快的机床调整，大大降低总的生产循环时间。实际上，由于行业中生产率的提高，专家们断言，利用简单的、低成本方法可以降低50%的装夹时间。

例如，某个制造商制作一批批量为200件的零件，加工循环时间为3min/件，那么生产这批零件需要的总时间为10h。另外加上3h装夹时间，这段时间用于将夹具装到工作台上，装夹刀具等。现在总的生产时间为13h。

如果制造商可以将装夹时间降低至1h，或者甚至降低至10或15min，那么可以在不改变生产过程中其他任何项目的情况下将生产周期时间降低15%。因此在不进行快速机床或价格昂贵的刀具系统投资的情况下，可以大大提高机床加工时间及效率。

动力夹具其性能大大超出传统的夹紧装置，但是，即使是手动型基于夹紧的系统也可以大大优化，从而进行更快的夹紧。与传统夹紧装置相比，这种设备使用起来更快更方便，能最佳符合人体工程学，对操作者更安全，而且能加工出具有高质量一致性成品零件。关键是将单个夹紧装置看作总体工具系统的一部分，并将标准化当作自己的目标。

在规划夹紧装置时，要避免采用不同的夹紧定位点或不同的长度标准螺栓的不同厚度底座。你不必互换T形螺母，而这一点在下列情况下是必需的：当一种夹紧装置，譬如，一个夹具是使用机床工作台上的槽2和4，而下一个夹具又使用插槽1和5就是这样。对基于夹紧的工件夹具系统进行这种合理化本身所花费的成本不多，但可产生明显的节省。