前言
工具製造通常具有單件生產和小批量生產的特點，因此會涉及到許多非常複雜的工藝。如今，國外領先的夾具企業都愈加推崇工件直接夾持的概念，改變和解決複雜工藝的問題。
一、怎樣理解工件直接夾持的概念？
工件直接夾持不再需要諸如多爪卡盤等傳統的夾持設備。在準備過程中，首先將模具板、複雜形狀的部件和其他工件的底面在同一水平上磨平，然後按規格加工螺紋孔，並安裝快換系統的定位銷。準備完畢後，在機床內部的快換夾持模塊上，可以在幾分鐘內完成零件更換，並根據要求精準夾持。
圖1 工件直接夾入快換夾持模塊，模塊升高更方便機床主軸操作
二、工件直接夾持的原理優勢在哪裡？
與傳統的夾持解決方案不同，直接夾持不會受到卡爪或夾具輪廓的干擾，能非常方便地對工件進行五面加工，還可以減少機床在生產中的閒置時間，如設置、改裝和調整或零點確定等。在汽車行業應用中，外殼衝壓模具的生產更換時間可從原來的約2h縮短到15～20min。與此同時，加工中心的有效使用時間比例也提升至80%。一臺固定設備原本所需的設置時間越長，實際的加工操作時間越短，則改進夾持方案的投資回報速度就越快。同樣，如果工件需要在短時間內反覆修正或加工，也能取得類似的效果。利用現有的螺紋孔，工件可以立即在設備上精準更換。
圖2 在加工熱通道分配器時，將工件位置提高，使機床主軸更易觸及
三、直接夾持理念最關注的點是效率嗎？
不僅如此。如果工廠缺少熟練操作員，一套流程標準化設置的方法，可以減少操作錯誤。工件直接夾持創造了理想的先決條件，因為它的設計已經考慮到減化操作員所需掌握的專業知識，使許多故障從根源得到避免，機床操作員的責任明顯減輕。
圖3 直接夾持同樣也適用於旋轉操作
四、工件直接夾持適用於哪些應用？
直接夾持原理在單批或多批次生產中都具有成本優勢，在汽車製造中，一般使用兩次夾持便可完成大型工件加工。不僅提高了生產力，還改善了精度。直接夾持還可以在大批量生產中實現合理化效應，這得益於工件可以藉助一個定位銷執行不同的操作，如機加工、清洗安裝、測量和打標等。此外，夾持原理還適用於自動化機床上下料。總而言之，只要定位銷能直接擰在工件上，工件直接夾持便會是一個理想的選擇。
圖4 在夾具塔上直接夾持，封閉框架可被快速夾持並從五面加工
五、採用直接夾持工藝有哪些要求？
工件直接夾持首先應考慮工程設計。以往的經驗表明，工程設計和生產之間的聯繫越緊密，效果就越好。理想情況下，要先系統地找出單個工件之間的共性特點。在此基礎上建立工件分類的集群，然後對其加工進行進一步的統一和標準化。一般而言，60%到80%的部件可以按照這種方式轉化為標準化工藝。根據相關要求和具體的設備狀況對每個快換夾持解決方案進行相應的調整同樣重要。通過適當調整，一般都可以找到適用於其他工件的高效解決方案。
圖5 利用直接夾持的工件可以在幾秒鐘內完成更換
六、工件直接夾持理念的應用前景？
工件夾持系統的配置不可能一蹴而就。提升生產效率的意願至關重要，從設計經理到機床操作員在內的所有相關人員都必須具備這種共識。在未來製造業的發展中，很多輔助性操作會逐漸取消、多種作業會整合，也會形成很多新的工藝和工具使用慣例。由於工件夾持機床外部進行，與生產過程同步，加工時間得以更高效地利用。根據零件範圍，有效加工時間最高可提升80%。由於夾持應用實現標準化，進而整體規劃並模擬，規劃時間也可同樣縮短。長期以往將顯著節約生產成本。
圖6 模塊化設計的夾持柱讓工件易被觸及
閱讀更多 夾具俠 的文章
