同樣一款數控機床,為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適,從而使數控機床的生產效率大幅降低。本文詳細介紹了數控機床夾具的合理選擇及應用。
正確選擇夾具類型是高效加工的基礎
目前,機械加工按生產批量可分為兩大類:一類是單件、多品種、小批量(簡稱小批量生產);另一類是少品種、大批量(簡稱大批量生產)。其中前者大約占到機械加工總產值的70~80%,是機械加工的主體。
組合夾具
組合夾具又稱為“積木式夾具”,它由一系列經過標準化設計、功能各異、規格尺寸不同的機床夾具元件組成,客戶可以根據加工要求,象“搭積木”一樣,快速拼裝出各種類型的機床夾具。由于組合夾具省去了設計和制造專用夾具時間,極大地縮短了生產準備時間,因而有效地縮短了小批量生產周期,即提高了生產效率。另外,組合夾具還具有定位精度高、裝夾柔性大、循環重復使用、制造節能節材、使用成本低廉等優點。故小批量加工,特別是產品形狀較為復雜時可優先考慮使用組合夾具。
液壓/氣動夾具
液壓/氣動夾具是以油壓或氣壓作為動力源,通過液壓元件或氣動元件來實現對工件的定位、支承與壓緊的專用夾具。
液壓/氣動夾具可以準確快速地確定工件與機床、刀具之間的相互位置,工件的位置精度由夾具保證,加工精度高;定位及夾緊過程迅速,極大的節省了夾緊和釋放工件的時間;同時具有結構緊湊、可多工位裝夾、可進行高速重切削,可實現自動化控制等優點。
液壓/氣動夾具的上述優點,使之特別適宜在數控機床、加工中心、柔性生產線使用,特別適合大批量加工。
電永磁夾具
電永磁夾具所具有的快速夾緊、易實現多工位裝夾、一次裝夾可多面加工、裝夾平穩可靠、節能環保、可實現自動化控制等優點。與常規機床夾具相比,電永磁夾具可以大幅縮短裝夾時間,減少裝夾次數,提高裝夾效率,因此不僅適用于小批量生產,亦適用于大批量生產。
合理使用夾具,挖掘設備潛能
經驗表明,為了提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。下面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的。多工位夾具即擁有多個定位夾緊位置的夾具。
隨數控機床的發展和用戶提高生產效率的需要,現在多工位夾具的應用越來越多。在液壓/氣動夾具、組合夾具、電永磁夾具和精密組合平口鉗的結構設計中多工位設計越來越普遍。
成組使用法
將相同的幾個夾具放在同一工作枱使用,同樣可以實現“多工位”裝夾的目的。這種方法所涉及的夾具一般應經過“標準化設計、高精度制造”,否則難以達到數控機床工序加工的要求。
成組使用法可以充分利用數控機床行程,利于機床傳動部件的均衡磨損;同時相關夾具可獨立使用,實現多件裝夾,又可聯合使用,實現大規格工件裝夾。
局部快換法
局部快換法是通過對數控機床夾具的局部(定位元件、夾緊元件、對刀元件和引導元件)進行快速更換,達到迅速改變夾具功能或使用方式的目的。例如:快換組合平口鉗,可以通過快速更換鉗口實現裝夾功能的改變,比如由裝夾方料轉變成裝夾棒料;也可以通過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,在小批量生產中優勢較為明顯。