上周的直播活動(dòng)中，風(fēng)華工作室的楊工為我們帶來(lái)了受益匪淺的一堂課程，解答了小零件加工中夾具的使用問(wèn)題，與機(jī)床刀具的配合問(wèn)題，工藝的選擇問(wèn)題等，時(shí)間忙沒(méi)聽(tīng)到？快來(lái)看看下面的文字回顧。

關(guān)于風(fēng)華老師目前在做什么

我目前在做的是一些手機(jī)小零部件的加工，對(duì)于夾具要求精度不是很高，能保證夾具的互換性、穩(wěn)定性即可。但夾具的生產(chǎn)批量比較大，同一套夾具可能需要生產(chǎn)幾百套。這樣的話批量生產(chǎn)夾具中就會(huì)遇到一些問(wèn)題，所以需要保證批量生產(chǎn)中的統(tǒng)一性，方便管理和制造生產(chǎn)。

圖1 手機(jī)零部件

關(guān)于小零件加工的定位夾緊方案的選擇

我們做小零件的時(shí)候夾具比較簡(jiǎn)單，太復(fù)雜的夾具會(huì)給加工帶來(lái)更多不確定性。在批量生產(chǎn)中（如手機(jī)按鍵等零部件一天需要交數(shù)萬(wàn)的貨），優(yōu)先需要考慮保證夾具的穩(wěn)定性。小零件夾具，零件本身尺寸比較小，定位夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)困難，不采用液壓系統(tǒng)。同時(shí)生產(chǎn)周期比較短，通常三個(gè)月左右需要對(duì)夾具進(jìn)行更新?lián)Q代，一般我們會(huì)采用機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)，螺絲、壓板、彈簧等。用氣缸固定整塊夾具板在工作臺(tái)上，底座，氣動(dòng)的場(chǎng)合比較小。比較大的手機(jī)零件如手機(jī)殼需要用氣動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓緊。

比如手機(jī)攝像頭是10mm左右的零件，固定位置有限，這類零件會(huì)全部加工出來(lái)。其他零件可能沖壓粉末冶金做的胚料，胚料的精度不準(zhǔn)，夾具固定位置非常有限。使用氣缸的話效率高，但太小的氣缸夾持力不夠，太大的話加工的零件數(shù)量少。機(jī)床上做1個(gè)零件和20個(gè)零件，加上換刀時(shí)間效率會(huì)差很多。

我們做的零件多的優(yōu)勢(shì)就是在于加工時(shí)間會(huì)攤的比較少，包括換刀還有其他一些時(shí)間。雖然使用的鉆攻機(jī)使用的刀具非常之多，有可能使用十多把，那我們只能通過(guò)在工作臺(tái)上多裝零件來(lái)減少這個(gè)換刀時(shí)間的浪費(fèi)。像我們做按鍵的話，我們可以一次做出幾百個(gè)零件出來(lái)。比如通常手機(jī)上那個(gè)音量鍵和電源鍵完成加工都不用一分鐘一套，所以說(shuō)效率是非常高的。

關(guān)于小零件夾具的設(shè)計(jì)方案

對(duì)于我們做手機(jī)小零部件這一行業(yè)的話，可能最快三個(gè)月需要更新?lián)Q代，現(xiàn)在行業(yè)里面很多都采用一些比較低廉的材料用于制造。比如手機(jī)殼，基本上底座是固定的，然后換一個(gè)零件就把定位板換成對(duì)應(yīng)的，然后氣缸調(diào)一下位置，這樣減少夾具的生產(chǎn)周期和成本。

如果是通用型的零件，我們會(huì)采用第一套夾具的設(shè)計(jì)，然后后面的工藝根據(jù)這一套夾具進(jìn)行排布。反正加工工藝基本上都是一樣的，能通用的夾具盡量通用。因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)很激烈，客戶要求的交期非常短。有可能今天給圖紙然后要求三天后交產(chǎn)品。而且我們本身工廠不具有具有做很大批量夾具的能力，這里只有加工中心跟車床。現(xiàn)做夾具的話，我們會(huì)用磨床還有其他一些機(jī)床。

線切割、熱處理這塊我們都是不具備的，如果是要外發(fā)的話，會(huì)有一個(gè)很長(zhǎng)的周期。一套夾具可能會(huì)有很多零部件，像我們之前做一套夾具可能一兩百個(gè)零部件。在零部件的制造周期上來(lái)說(shuō)可能會(huì)比較長(zhǎng)，供應(yīng)商這一塊可能會(huì)供不上貨。因?yàn)槟阆胍幌?，如果你是投入兩百套夾具，從材料到組裝完成，還要中間還要經(jīng)過(guò)熱處理，精加工等很多工序。

關(guān)于小零件的夾緊力選擇

小零件這個(gè)夾緊力這塊主要是幾個(gè)方面。首先我們會(huì)給他增加一個(gè)工藝編，比如說(shuō)一個(gè)按鍵是一套，但是我們會(huì)把這個(gè)零件排布在一整塊板上分布，然后通過(guò)定位孔，用真空把它吸住進(jìn)行切削。這樣的話整板加工固定會(huì)非常有效，不會(huì)出現(xiàn)無(wú)法夾持的情況。從最開(kāi)始就是一塊板，到最后一個(gè)工序，我們會(huì)采用沖壓或者是精雕切斷成一個(gè)一個(gè)最后才組裝。這樣可以節(jié)約裝夾時(shí)間，保證夾具有效的裝夾與固定。

關(guān)于（不銹鋼）多結(jié)構(gòu)件的夾具設(shè)計(jì)

像手機(jī)其他一些結(jié)構(gòu)件可能是不銹鋼，結(jié)構(gòu)很多的話，客戶會(huì)開(kāi)發(fā)粉末冶金，把金屬不銹鋼跟其他的粘結(jié)劑，還有一些輔助的東西用模具進(jìn)行注塑，然后再真空燒結(jié)，最后進(jìn)行整形，就跟塑膠塑料差不多，但是它在燒結(jié)的過(guò)程中，粘結(jié)劑會(huì)進(jìn)行揮發(fā)，最后剩下金屬。

這類零件在定位上和夾具設(shè)計(jì)上會(huì)稍微復(fù)雜一點(diǎn)。因?yàn)樗旧頍Y(jié)出來(lái)的胚料定位跟尺寸都不是很準(zhǔn)，至少不是全部加工出來(lái)的都那樣精準(zhǔn)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)這類夾具的時(shí)候可能對(duì)胚料的要求，定位的準(zhǔn)確度這塊比較難把握。特別是我們做的是外觀件，比如手機(jī)攝像頭需要做一圈高光的倒角，這個(gè)倒角不像普通零件去毛刺的角，外觀上的要求會(huì)比較高。iPhone5的機(jī)身四周的倒角，如果左右偏了5個(gè)絲就會(huì)產(chǎn)生比較明顯的不好看的視覺(jué)效果。如果是其他零件上差幾個(gè)絲可能影響不大，但對(duì)于外觀件，一般客戶要求的話要控制在0.03毫米以內(nèi)的公差，對(duì)配料的要求會(huì)非常非常的高。有些我們實(shí)在是無(wú)法完成的話，我們會(huì)使用一些比較復(fù)雜的手段，比如說(shuō)使用在線測(cè)量。

圖2 iPhone高光倒角

關(guān)于工藝的確定

對(duì)夾具來(lái)說(shuō)，其實(shí)工藝更重要。通常在量產(chǎn)生產(chǎn)過(guò)程中我們會(huì)優(yōu)先確定加工工藝，再根據(jù)加工順序進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。因?yàn)槿绻に嚥缓玫脑挄?huì)造成很大的浪費(fèi)，比如效率達(dá)不到，刀具、機(jī)床耗損比較大的情況。做手機(jī)殼的話，如果做高光不用測(cè)量的話，可能報(bào)廢率會(huì)更加高。因?yàn)橐粋€(gè)手機(jī)殼到了最后兩個(gè)高光的工序成本已經(jīng)到了差不多一百多塊錢，如果到最后一步報(bào)廢的話，前面十幾個(gè)工序都浪費(fèi)掉了。

關(guān)于小零件的批量加工

對(duì)于零件來(lái)說(shuō)通常我們把小的變大，化零為整，讓小的集中在同一工藝連接料。否則采用單個(gè)加工效率會(huì)很低，夾具的設(shè)計(jì)會(huì)變復(fù)雜，同時(shí)裝夾的操作人員難度增加，容易疲勞。通常我們采用工藝連接料，像手機(jī)上的一些按鍵，攝像頭圈，卡托這種的話基本上都會(huì)把零件連起來(lái)，整板整板的做。這樣加工效率，還有尺寸穩(wěn)定方面會(huì)好很多。但是來(lái)料是單件設(shè)計(jì)的零件相對(duì)很復(fù)雜。要通過(guò)一些特殊的機(jī)構(gòu)來(lái)加工，比如夾緊這一塊，通常會(huì)采用一些彈簧機(jī)構(gòu)，然后加斜度傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，再加上輔助裝夾結(jié)構(gòu)來(lái)共同完成。

關(guān)于加工過(guò)程中的工藝與工具管控

胚料生產(chǎn)的話要管控尺寸，首先夾具定位要精準(zhǔn)，這是一個(gè)基礎(chǔ)。然后是定位尺寸的管控，比如定位孔需要鉸刀保證孔徑，刀具重要尺寸的地方需要增加精光刀，用兩到三把去加工。刀具壽命管控的話在機(jī)床上進(jìn)行設(shè)置，比如加工到一千個(gè)的時(shí)候需要技術(shù)員進(jìn)行換刀。很多時(shí)候尺寸的穩(wěn)定性要通過(guò)全面驗(yàn)證，比如說(shuō)我們要做cpk尺寸分析來(lái)驗(yàn)證我們制程中的穩(wěn)定性，包括刀具、夾具，都要經(jīng)過(guò)一個(gè)驗(yàn)證，還有每個(gè)工序之間這樣做會(huì)有多大的影響。有些零件加工完會(huì)產(chǎn)生變形，做完前面工序那個(gè)尺寸可能是好的，后面的工序中導(dǎo)致變形。系數(shù)的話，要通過(guò)很多次驗(yàn)證才能夠找出來(lái)，把前面的尺寸進(jìn)行調(diào)整，到后面加工完，能夠保證在公差范圍之內(nèi)。

結(jié) 語(yǔ)

這些來(lái)自風(fēng)華老師一線的加工經(jīng)驗(yàn)對(duì)于小零件的批量加工問(wèn)題作出了全面的解答，聆聽(tīng)來(lái)自大牛的指導(dǎo)與建議吧。