高速加工夹具

生产操作的高速加工通常被认为是金属去除，这是由一台配备有能够以25,000 rpm或更多转速旋转工具的主轴的机器进行的。显然，使用能以如此快的速度运转的设备的一个驱动因素是周期时间的缩短。用更少的时间制造更多的芯片。

但是高速加工系统的组成要素是什么呢?工作是以一种与常规不同的方式进行的，否则我们就不会用复合形容词了。对机器的子系统有什么影响?具体来说，固定装置呢?

多年来，人们一直在为传统生产机器建造固定装置。但在过去的几年里，高速机器已经开始在动力总成加工业务中取得进展。这意味着事情正在发生变化，而且很可能会持续下去。为了找出一些固定问题是什么，我们与一些公司的人进行了交谈，这些公司正在不断增加，为汽车制造商和供应商提供必要的资金，以在他们的机械加工操作中实现惊人的速度……

“这是围绕零件高速加工的一个迷思，”杰夫·波特(Jeff Porter)说，他是高速机械部的总经理英格索兰铣床有限公司(Rockford, IL)，“切削力比传统加工要弱得多，因此对刚性夹具的需求要少得多。”也就是说，它可以被认为是刀具沿着工件表面呼啸而过，轻触就能迅速地修剪掉材料。但波特指出，真正的问题是芯片负载，而不是表面速度。假设高速加工的目标是获得更高的生产率，那么后退进给速度，这将减少芯片负载，不是更高的生产率可以实现的方式，波特解释说。

“如果你追求的是更高的生产率，”他补充道，“你的芯片负载不会下降那么多。

“如果芯片负载不下降，那么在固定方面也将面临同样的要求，比如尽量减少挠度。”

所以，如果你认为高速加工意味着夹具不够坚固，你可能要重新考虑一下。

但是加工铝呢?当然，这一定意味着与铸铁相比，夹紧要求降低了，对吧?嗯,也许吧。波特承认，虽然切割力可能较低的铝，英格索兰夹具设计师记住相同的问题，他们处理时，生产铸铁零件夹具。波特指出，一些铝部件，如变速箱箱，相对较轻和脆弱，因此有必要提供足够的支撑，如变速箱箱的钟壳周围。这意味着夹具必须提供所需的坚固性。

波特说:“我们为项目建造的很多固定装置都重达2000到3000磅。现在，并不是所有的质量都与提供一个坚固耐用的夹具有关。一个很好的百分比与高速加工的另一个要求的特性有关，即主轴利用率高。如果你有一个纺锤可以在一个真正模糊的金属，然后你想要保持纺锤在切割尽可能多。

这意味着最小化部分更换时间。这意味着——只要可能——多个部分处理夹具(即，波特指出，这不是一个可能的替代发动机缸体加工)。所以这可能是一种情况，每个装置有四个汽缸盖或者16个传动泵等等。为了适应零件的数量，夹具往往更大，这就造成了质量。

还有一个相关的考虑。这些部件必须完全固定在一起。否则，你将生产高速废料。因此，波特说，为了确保零件的位置和位置正确，有必要使用定位杆和空气检查装置。这会增加一些复杂性和质量。

虽然在某些方面，为处理单个部件而建造夹具比建造一个可以处理四个部件的夹具更容易，波特指出，关于单个部件的夹具，有一点必须牢记在心:从夹具到夹具的一致性。也就是说，如果你是加工一个到一个夹具而不是四个缸盖，那么四个夹具中的每一个都最好像其他三个一样。变体可以引入各种形式的部分跟踪问题。是的，这与以常规速度加工时的情况没有什么不同，但记住:高速加工应该意味着每小时更多的零件。

关于固定，波特评论道:“有些人认为生活变得更容易了。这不是我们的经验。”

Lamb Technicon公司(密歇根州沃伦市)的信息由工程总监Steve Arksey和市场规划总监Mark Tomlinson传达，即在高速加工操作中尽可能多地对每个夹具进行加工。Arksey说:“最关键的问题是更换工具所需的时间与切割时间。”目标是在尽可能多的周期内去除金属。

一方面，用可编程主轴机床进行高速加工，意味着需要的夹具比用固定主轴传递线进行相当数量的工作所需的夹具要少。因此，对于一条传输线来说，可能需要设计和制造5或6个主轴，而对于一个高速加工模块，可能只需要1或2个主轴来完成相同数量的操作。然而，考虑到在给定的设置下对零件进行的工作量，给定的夹具设计可能要求更高，因为它被配置为最小化多次切割操作的干扰。

虽然许多机床制造商生产的高速机床往往是单轴单元，但兰姆真正关注的是Mach 1机床的高轴利用率，因为它有两个独立的28 kw、24,000 rpm的主轴。在某些情况下，一个主轴可以加工，而另一个主轴正在进行刀具更换。在其他情况下，可能是两个工件同时独立地被加工。Mach 1配备了一个x轴工作台，因此它可以作为独立的机器或作为加工系统的一部分使用。

Ex-Cell-O北美运营公司(Sterling Heights, MI)的XHC 240高速加工中心的工程副总裁Tom Tourangeau解释说，该中心有一个独立的液压夹具，因此一旦系统通电，就没有外部设备将部件固定在tombstone夹具上。这与其他机床的情况不同。

“总的来说，”他指出，然而，“夹具必须保持零件，使零件在加工过程中不移动。因此，我认为高速加工与传统加工之间没有太大区别。”

在采用铝切割XHC 240的情况下，方法是采取更轻的切割。图兰戈说，每一关只需要十分之二的材料。他说，这意味着力和负荷被降低了。这意味着夹紧力实际上比在常规速度下切割所必需的要小。

这给我们带来了一个结论，当你与设备供应商谈论高速加工时，因为它涉及到夹具要求，确保你不假设它们是更大或更小，更简单或更复杂。所有高速加工可以是快速的。但这是你能做的唯一概括。

还指出

1997年道奇公羊卡车的前保险杠是由Peak Industries (Dearborn, MI)设计和建造的气动操作夹具对齐。这种模块化夹具实际上是通过一个安装在高架轨道的起重和处理臂移动到位。卡车到达车站时，保险杠悬挂到位;夹具是摇摆到位置，一旦定位是固定的，保险杠是固定到底盘的操作人员挥舞螺母。

需要一个10英寸的虎钳。开口处吗?库尔特制造(明尼阿波利斯)刚刚推出了D810虎钳。应用范围从工具和模具应用到运行生产零件，需要高质量的平整度和平行度。

有时你需要机械夹紧。其他时候，需要真空系统。Big Kaiser Precision工装(Elk Grove Village, IL)提供KPT/Haberle模块化工作夹具系统，该系统具有便于机械或真空夹紧的底板。

夹具设计也

一些机床供应商正在寻找(a)增加价值和(b)提供差异化的方法，他们正在超越简单地确定给定的机器具有处理给定部件的大小和能力。它们实际上提供了完整的处理信息。

例如，在马扎克公司(Mazak Corp.)的国家技术中心(Florence, KY)，工程师们正在使用SDRC I-DEAS Master Series 3 CAD/CAM系统来提供零件工艺验证，包括夹具设计建议。

据马扎克公司市场部性能部总经理Chuck Birkle说，实体建模和有限元分析的实现允许夹具的设计相对更轻，并提供更好的加工访问(例如，有可能将一扇窗户打穿部分夹具，这不仅导致访问，而且还使夹具变轻)。GSV