现代机床用的新式工件夹紧装置方式

onmUm8 · 发表于 2011-6-3 19:33

现代加工要求较短的制造周期，有竞争力的定价和生产出更优质的零件。多数人采取的办法是购买带自动换刀、托盘交换、切屑处理和冷却系统的现代CNC机床。这些CNC机床提供了比手动机床高得多的速度和实现柔性生产所需要的自动化。现代工件夹紧装置也带来诸多好处，3个主要的好处是人可以离开的时间长，更换装夹快和生产率高。

人可以走开的时间长

一台加工中心的加工范围由XYZ的运动行程来确定。使用一台老式虎钳，一次只能加工一个零件，局限于很小的加工范围。如果该虎钳只夹持一个零件，那么循环时间太短，以致于操作者不能离开。使用新式工件夹紧装置，整个XYZ空间内都能利用上。这使零件装载量增加了300%，充分利用了机床的自动化优点，明显地增加了操作者可离开机床去做更重要事情的时间，多工件装夹使机床能实现无人化运转。机床装载和零件更换的更高效，意味着操作者有更多时间到其他机床上工作或准备下一项加工任务——其生产效率实际上翻番了。

快速更换装夹

工件夹紧状态必须一致，因而基准点必须保持固定。使用旧工装时，当来自移动夹爪的压力施加到固定夹爪上时，固定爪会产生移位。它移动的距离随压力增加而增加，所以不变是不可能的。新式工件夹紧装置相对中心固定爪挤压各可动爪，抵消了支反力，从而提供了一个可靠的基准点。

保证与机床的一个运动轴完全正交对准的唯一途径，是使用这台机床加工出各定位面。用快速更换的可加工夹爪，就可以相同的零点去切削夹爪与零件，这样，首件加工时，就无需对刀了。位置完全与加工时的中心对准，而程序能离线修改，不浪费宝贵的机加工时间。

将此工件夹紧系统的底座留在加工中心原位上，这就节省了重复调整所用的时间。上一项加工用的夹爪能在几秒内在底座上更换，借助于固定夹爪上的金刚石圆柱可达到重复定位精度的要求。

新式工件夹紧装置使用了现代夹紧技术，避免了虎钳的固定爪偏位和倾斜等缺陷。快速更换可加工夹爪使各种零件的第1次加工和重复装夹的柔性大为增加。

更多的零件

由于装夹时间最小化，我们可以保证，在加工循环内机床的加工时间的比例更大。现在，我们可以把关注的焦点集中到增加主轴的加工效率上，即机床加工零件的时间总量与总的循环时间之比上。

用贡钳夹持时，在加工循环期间只有一个零件侧面出现在主轴旁。而使用新式工件夹紧装置时，则可能有多达72个零件侧面出现在主轴旁，实际上消除了作为主要的循环停机时间的换刀时间。

由于尽可能减少零件的深僻处和缝隙，零件的更换时间可以减少，冷却液也可更有效地冲走切屑。后一点很重要，因为消除切屑需用去比零件实际装卸多达5倍的时间。

减少夹紧次数，不仅节省了加工时间，还能提高被加工零件的精度。由于增加了操作者可以离开的时间，主轴效能也增加了。

常常要做的决定是换刀还是先转位。如果换刀时间短于转位时间，那么操作者就在转位前用所有刀具先把被加工面加工完，然后再转位。如果转位时间少于换刀时间，那就先转位，让刀具保持在主轴内不动，在换刀前切完所有零件。

使用新式工件夹紧装置就没有转位时间了。一台Chinck triple Pneudex夹具有在一个单元进行切削时，另一个单元则进行转位分度的能力。这就使我们能用每一把刀去加工多达72个零件侧面，而且没有转位时间。

快速移动时间决定了对密集程度的要求，因为使许多零件尽可能互相靠近时，就可以使在零件间移动所用的时间最少。

今天的现代铣床给我们提供了材料去除过程自动化的能力。今天的现代刀具减少了去除材料所用时间。今天的新式工件夹紧装置使刀具更快地接近工件，并能保持较长时间。

在考虑一台机床在加工循环中的效率时，有以下5个因素需要进行测算：换刀时间，工件更换时间，快速移动时间，转位时间和切削时间。目的是减少生产中的无效环节的影响。使较少时间花在做无效运动上，让更多时间用于切削加工上。新式工件夹紧装置减少了围绕切削时间的无效行为，增加了刀具在工件加工中所占的时间百分比。

除加工中心本身外，没有哪个单项因素对机床效率，主轴效能和操作者效能的影响像工件夹紧装置那么大

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