同樣一款機床,為(wéi)何生產效率卻相差好幾倍?得出的結論是:數控機床選用的夾具不合(hé)適(shì),從而使數控機床的生產效率大幅降(jiàng)低。如何提高(gāo)數控機床利用(yòng)率?通過技術分析,夾具(jù)的使用(yòng)有很大的關係。據金粉反應,工作中經常有數控機床由於(yú)夾具選擇不合理或應用不當,而(ér)出現了“窩工”現象;從另外一個角度來講(jiǎng),在數控機床夾具(jù)的選擇與應用上大有文章可做,因為其中蘊含(hán)可觀的潛在經濟效(xiào)益。
正確選(xuǎn)擇夾具類型是高效加工的基礎
目前(qián),機械加工按生產批量可分為兩大類:一類是(shì)單件、多品種、小(xiǎo)批量(簡稱小批量生產);另(lìng)一類是少品種、大批量(簡稱大批量生產)。其中前者大約占到機械加(jiā)工總產值的70~80%,是機械加工的主體。
適宜小批量生產的(de)數控機床夾具
小批量生產周期﹦生產(準備/等待(dài))時間+工件加工時間由於小批量生產“工件加工時(shí)間”很短,因此“生(shēng)產(準備(bèi)/等待)時間”的長短對於加工周期有枱至關重要的影響。要想提高生產效率,就必須想辦法縮短生(shēng)產(chǎn)(準備/等(děng)待)時間(jiān)。
下麵(miàn)推薦三類小批量(liàng)生產可優先考慮的數(shù)控機床夾具:
組合夾具
組合夾具又稱為“積(jī)木式夾具(jù)”,它由一係列經過標準化設計、功能各異、規(guī)格尺(chǐ)寸不同的機(jī)床夾具元件組(zǔ)成,客戶可以根據加工要求,象“搭積木”一樣,快速拚裝(zhuāng)出各種類型的機床夾具。由於組合夾具省去了(le)設計和製造專用夾具時間(jiān),極大地縮短(duǎn)了生產準備時間,因而(ér)有(yǒu)效地縮短了小(xiǎo)批量生產周期,即提高了生(shēng)產效率。另外,組合(hé)夾具還具有(yǒu)定位精度高(gāo)、裝夾(jiá)柔性大、循環重複使(shǐ)用、製造節能節材、使用成(chéng)本低廉等優點。故小批量加工,特別是產(chǎn)品形狀較為複(fù)雜時可優先考(kǎo)慮使用組(zǔ)合夾(jiá)具。
精密組(zǔ)合平口(kǒu)鉗
精(jīng)密組合平口鉗實際上屬於組合(hé)夾具中的“合件”,與其它組合夾具元件相比其(qí)通用性更強、標準化程度更高、使用更簡便、裝夾更可靠,因此在全球範圍內得到了廣泛的應用。精密組合平口鉗具有快速安裝(拆卸)、快速裝夾等優點,因此可以縮短生產準備時間,提高小批量生產效率。目前國際上常用的精密組(zǔ)合平口鉗裝夾範圍一(yī)般在(zài)1000mm以內的,夾緊力一般在5000Kgf以內。
需要注意的是,這裏(lǐ)所(suǒ)說(shuō)的精密組合平口鉗並(bìng)不(bú)是老式機加虎鉗,老(lǎo)式機加虎鉗(qián)功能單(dān)一、製造精度低、無法成組使用、使用(yòng)壽命短,不適宜在數控機床、加工中心上使用。這裏所說的精密組合平口鉗是起(qǐ)源(yuán)於(yú)歐美等工(gōng)業發達國家,專門(mén)針(zhēn)對數控機床、加工中心特點所(suǒ)設計的一係列新型平口鉗,此類產品具有裝夾柔性大、定位精度高(gāo)、夾緊快速、可成組使用等特點,特別適合數控機床、加工中心使用。電永磁夾具
電永磁夾具是以釹鐵硼(péng)等新型永(yǒng)磁材料(liào)為磁力源,運用現代磁路原(yuán)理而設計出來的一(yī)種新型夾具。大量(liàng)的(de)機加工實踐表(biǎo)明,電永磁夾具可以大幅提高(gāo)數控機床、加工中心的綜(zōng)合加工效(xiào)能。

電永磁夾具的夾緊(jǐn)與鬆開過程隻需1秒左右,因此大幅縮短了裝夾時間;常規機床夾具的定位元件和夾緊元件占用空間(jiān)較大(dà),而(ér)電永磁夾具沒(méi)有這些占用空間的元件,因此與常規機床夾具相比,電(diàn)永磁夾具的裝夾範圍更大,這(zhè)有(yǒu)利於充分利(lì)用數控(kòng)機床的工作枱和加工行程,有(yǒu)利於提高數控機(jī)床(chuáng)的綜合加工效能(néng)。電永磁夾具的吸力一般在15~18Kgf/cm2,因此一定要保(bǎo)證吸力(夾(jiá)緊力)足夠抵(dǐ)抗切削力,一般(bān)情況下,吸附麵積不應小於30cm²,即夾緊力不小於450Kgf。
適宜大批量(liàng)加工的數控機床夾具
大批量加工周期=加工等待時間(jiān)+工(gōng)件加工時間+生產準備時間“加工等待時間”主要包括工件裝夾和更換(huàn)刀具的時間(jiān)。傳統的手動機床夾具“工件裝夾時間”可達到大批(pī)量加工周期的10~30%,這樣“工件裝夾”就成為(wéi)了影響生產效率的關鍵性因素,也是機床夾(jiá)具“挖潛”的重點對象(xiàng)。故此大批量加工(gōng)宜(yí)采用快(kuài)速定位、快速夾緊(鬆開)的專用夾具,可優先(xiān)考慮以(yǐ)下(xià)三類機床夾具:
液壓/氣動夾具(jù)
液壓/氣動夾具是以油壓或氣壓作為動(dòng)力(lì)源,通過液壓元件或氣(qì)動元件來實現對工件的定位(wèi)、支承與壓緊的專用夾具。液壓/氣動夾具可以準確快速地確(què)定工件(jiàn)與機床、刀具(jù)之間的相互位置,工件的位置精(jīng)度由夾具保證,加工精度高;定(dìng)位及夾緊過程迅(xùn)速,極大的節省了夾(jiá)緊和釋放工件的時間;同時具有(yǒu)結構緊湊、可多工(gōng)位裝夾、可進(jìn)行高速重切削,可實現自動化控製等優點。液壓/氣動夾具的上(shàng)述優點,使之特別適宜在數控機床、加(jiā)工中心、柔性生產線使用,特別適合大批量加工。
電永磁(cí)夾具
電永磁夾具所具有的快(kuài)速夾緊、易實現多工位裝夾、一次裝夾可多(duō)麵加(jiā)工、裝夾平穩可靠(kào)、節能環保、可實現自動(dòng)化控製等優點。與(yǔ)常規機床夾具相比,電永磁夾具可以(yǐ)大幅縮短(duǎn)裝夾時間,減少裝夾次數,提高裝夾效率,因此不僅適用於小批(pī)量(liàng)生產,亦適用於大批量生產。
光麵夾具基座(zuò)
光麵夾具基座在國內應用還不是很多,但在歐美等工業發達國家應用很廣泛。它實際上就是(shì)經過精加工的夾具基(jī)體精毛坯,元(yuán)件與機床定(dìng)位連接部(bù)分和零(líng)件(jiàn)在夾具上的定位麵已經精加工完畢(bì)。用戶可以根據自己的實際需要,自(zì)行加工製作專用夾(jiá)具。
光麵夾(jiá)具基(jī)座可以有效縮短製造專用夾具的周期(qī),減少生產準備時間,因而(ér)可以從總體上縮短大批(pī)量生(shēng)產的周期,提高(gāo)生產(chǎn)效(xiào)率;同時(shí)可以降低專(zhuān)用夾(jiá)具(jù)的製造成本。因此光麵夾具基座特別適合周期較緊的大批量生產。
合理(lǐ)使用夾(jiá)具,挖(wā)掘設備潛能
經驗表明,為了提(tí)高數控機床加工效能,僅僅“選對”數控機床夾具還是不夠的,還必須在“用好”數控機床夾具上下功夫。
下麵介紹三種常用的方法:多工位法多工位法的基本原理:通過一次裝夾(jiá)多個工件,達到縮短單位裝夾時間,延長刀具有效切削時間的目(mù)的。多工位夾具即擁有多個定位夾緊位置的(de)夾具。隨(suí)枱數控機床的(de)發展和(hé)用戶提高生產效率的需要,現在(zài)多工位夾具的應用越(yuè)來越(yuè)多。在液壓/氣動夾具、組合夾具、電永磁夾具和精密組(zǔ)合平口鉗的結構(gòu)設計中多工(gōng)位設計越來越普遍(biàn)。
成組使用法
將相同的幾個夾具放在同一(yī)工作枱使用,同(tóng)樣可以實現“多工位(wèi)”裝夾的目的。這種方法所(suǒ)涉(shè)及的夾具一般應經過“標準化(huà)設(shè)計(jì)、高精度(dù)製造”,否則難以達到數(shù)控機床工序加工的要求。
成組(zǔ)使用法可以充分利用數控機床行程,利於機床傳動部件的均衡磨損(sǔn);同時相關夾具可(kě)獨立(lì)使用,實現多件裝夾(jiá),又(yòu)可聯合使用(yòng),實現大規格(gé)工件裝夾。
局部快換(huàn)法
局部快換法是通過(guò)對數控(kòng)機床(chuáng)夾具的局部(定位元件、夾緊元件、對刀元件和引導元件)進行快速更換,達到迅速改變夾具(jù)功能或(huò)使用(yòng)方式的目的。例如:快換組合平口(kǒu)鉗(qián),可(kě)以通過快速(sù)更換鉗(qián)口實現裝夾功(gōng)能的改變,比如由裝夾方料轉變成裝(zhuāng)夾棒料;也可(kě)以通過(guò)快速更換夾緊元件實現夾緊方式的改變,比如由手動夾緊轉變成液壓夾緊。局部快換法大幅縮短了更換及調整夾具的時間,在小批量生產中優(yōu)勢較為明顯。