缩短夹紧作业时间，是减少机床停机时间、增加加工时间，从而提升生产效率的有效方法之一。
在此，我们将针对加工过程中常见的变形及翘起等课题，介绍2个成功解决课题的案例。
生产效率不高……实际上是夹紧作业时间所导致？
加工工序中的夹紧作业＝不创造利润的时间
在切削加工现场，对工件进行必要固定、夹紧的相关作业是不可或缺的。夹紧作业过程中属于“未进行加工的时间（非工作时间）＝不创造利润的时间”。
安装工件时必须完全夹紧，以确保加工处理过程中工件不会移动，但是如果发生变形或翘起，则非工作时间将会比实际加工处理时间更长。在您的企业中，夹紧作业需要花费多少时间呢？
图1 削减夹紧作业耗时的效果
夹紧作业中的常见问题
在进行夹具选型时，必须充分考虑对象工件的特点（形状、大小、精度、加工数量等）、安装空间、机床的加工能力与切削力、其他工装夹具元素等。
此外，在利用夹紧杆按压工件时，必须注意避免因工件变形、翘起、夹紧力不足等原因导致加工不良。防止出现变形等问题，是缩短夹紧作业时间的要点之一。
表1 常见问题
工件变形 |
如果在夹紧杆倾斜的状态下强行按压住工件，则工件会发生倾斜、变形。 |
工件翘起 |
如果工件并非处于夹紧杆的正下方，则工件会倾斜，不稳定。 |
夹具刚性不足 |
如果相对于夹紧力来说夹紧杆的刚性偏弱， 则夹紧杆会发生变形，如果反复使用，最差情况下会导致破损。 |
解决案例——通过改善夹紧作业实现提升生产效率
如果能够通过防止夹紧时变形或翘起而缩短工件的夹紧作业时间，就可以相应增加加工时间，从而实现提升生产效率。下面介绍实际的解决案例。
案例①-希望提升易变形坯料工件的加工效率
在某个生产加工现场，坯料工件发生严重扭曲变形，为了消除变形需要消耗大量时间。
如果在执行顶面的面铣时夹紧侧面，则会因为夹紧而出现变形，由于是大面积的扁平坯料工件，所以希望利用支撑千斤顶从中央部分提供支撑，但是因为空间不足，无法放入千斤顶。
其结果就是，在加工过程中无论如何都会发生颤振，导致难以提升加工效率。
解决措施——将夹紧时间缩短至原来的1/5！成功减少70%变形处理时间
为了缩短消除坯料工件变形的耗时，同时消除夹紧导致的变形以及加工过程中的颤振，在这个加工现场导入了利用磁性固定工件的“磁性卡盘”，并将其安装在机床的工作台上。磁性卡盘是利用磁性从工件的下表面提供支撑，因此在对工件顶面进行面铣时，无需从侧面进行夹紧，从而可以避免因为从侧面夹紧而导致的变形。
在这个案例中，根据坯料工件的大小使用了5个磁性卡盘，在其上方配置了磁性工件支撑块，将工件的中央部分完全吸附固定，从而消除颤振的诱因。
此外，为了能够使用磁性卡盘的一键夹紧/解除夹紧功能，增加了延长电缆线，将导入的5台磁性卡盘的连接器全部汇总于1处。操作人员无需在工件周边来回移动即可完成工件夹紧操作，从而得以缩短夹紧作业时间。
通过上述改良，根据工件尺寸，减少70%消除变形所需的时间，夹紧作业的耗时从15分钟被缩短为3分钟。此外，加工过程中的工件颤振问题也得以解决，加工效率得到提升。
图2 导入磁性卡盘带来的改善
案例②-希望提升工装夹具的空间效率
在某个制造现场，将工件固定在工装夹具上的夹紧组件尺寸较大，但是因为空间的缘故，工装上只能固定1个工件。因此，采用卧式加工中心的情况下，即使开工时间达到12小时，1天也只能完成24个工件的加工，无法达到计划生产数量，面临必须提高工装夹具的空间效率的问题。
解决措施——通过改善夹紧组件，成功将每天的生产数量提升至原本的1.8倍
在该制造现场，变更为全长较短的小型“S型摆动式夹具”。通过这项改善，1个工装夹具上可以同时固定2个工件，从而提升了工装夹具的空间效率。此外为了补偿因夹具缩小而降低的夹紧力，从原本的每个工件使用2个夹具改为使用4个夹具。
最终结果，每天的生产数量从24个增加到40个，从而得以达成计划生产数量。
另外，由于“S型摆动式夹具”上用于固定工件的夹头可以360度旋转，还具有更加易于安装工件的特点。在解除夹紧时，夹头部分会自动上升，可以缩短工件的装卸时间。
图3 利用S型摆动式夹具实现改良
