工件夹具的发展(2)

材料方面的情况

水溶性冷却液可能损坏夹具内部零件，对这种损坏你可能无法发现。尽管在当今大部分场合仍采用钢材作夹具零件，因为它具备较高的韧度，但是，各制造厂正在开发新的代替普通钢的材料诸如轻质铝和高强度、防腐性塑料等。塑料材料当然能够满足防腐实验，但是夹具制造厂已经发现在钢材上实施一种新的材料精整过程也可以达到这个目的。

某些热处理技术可以对防止腐蚀起到非常重要的作用。当将这种技术应用到钢材上时，可以改善钢的防腐性能并提高硬度和耐磨性能。但是，这种过程具备两个缺点。某些热处理过程需要高达760℃~816℃的温度，这往往会使金属变形。而另外一些热处理过程，往往需要在盐浴中进行。

利用沉积硬化对钢进行处理可以避免这些问题。它们可以在482℃~538℃的温度上被硬化至45HRC硬度。成品钢没有常规热处理硬化的钢那么硬，但它的防腐性以及耐磨性却足够高。不存在冶金变形，也不必采用盐浴或淬火。

镀铬，是人们长期以来用于增加工夹元部件的防腐性以及耐磨性的一种工艺，但现在已经失宠，因为镀铬溶液的处理会对环境造成很大的破坏，而且价格昂贵。镀液供应商正在开发可以替代的、有效性似乎相等而又不破坏环境的工艺。

成本控制问题正促使人们寻找加工性能好的材料。碳素钢（一般为1018或1020）缺乏好的可加工性能。加有铅添加剂的碳钢具有较好的自由加工性能，但是，如镀铬工艺一样，由于人们认为加工这种材料有危险，因此，它并不受欢迎。供应商们正在对含有对环境安全的铋钢材进行调研。这种替代钢材既可以被EPA接受，而且具备足够的可加工性能。供应商们可能会找到一条处理含铅的低碳钢方法，生产出一种对环境无影响的材料，但是处理成本必须得到一致同意。

采用动力夹具

许多工件夹具系统依然高度依赖操作人员，由他们围绕被装夹的零件，依次松开和拧紧螺母和螺栓，这是一种费时又不可靠的作业。如果没有紧固某个螺栓，或者紧固有变化，则可能产生不合格的夹紧或工件变形。而液压或气动型夹紧系统却可以将所有的夹具一下子移动到位，并具有统一的夹持力，这样可以加快装夹过程并从一个零件到另一个零件始终保持一致的夹紧力。

我们在一个用户的工厂中跟踪了一次钻削工序，从上料到下料的连续零件装夹。利用带夹和螺栓固定器的夹具，总体零件上下料时间为3min 12s。而利用动力夹具，该时间为1min 51s，将总上、下料时间降低了42%。然后我们计算了每件的成本节省量：基于利用带夹和固定器作夹具的生产率为每小时19件（每年38000件）。而利用动力夹具为每小时32件（每年64000件）。假设典型的机床成本为每小时60美元，每年120000美元，则采用固定器作夹具时的每件零件成本为3.15美元，而采用液压夹具的单件成本为1.87美元。从中可以看出，利用动力夹具可以节省41%的成本。
过程监控

为证实汽缸在气动系统中正常发挥作用，我们公司采用带有动力夹具的、基于汽缸的反馈指示器跟踪了汽缸上、下（或进、出）循环，并将信息反馈给系统的PLC。指示器没有证实夹具臂实际上接触零件夹具，因此即使没有夹具零件或者夹具臂断裂也得不到“正向”反馈。

我们正在研制采用夹具臂作传感器的反馈指示器。当它接触到夹紧的零件时，它将证实夹紧接触并显示与编程设定的夹紧/松夹参数相符的数值。像这样的一个传感器可以帮助实时监视加工过程，方式是通过夹紧装置零件感应加工产生的振动，并反馈信号，表明切削刀具是否存在，或者甚至可以反馈切削刀具逐渐变钝的过程。连续监视工夹和加工性能，将可以产生对评价整个处理系统性能有用的数据。这种努力反应了当今工夹技术的动态。