上周的直播活動中，風華工作室的楊工為我們帶來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題，與機床刀具的配合問題，工藝的選擇問題等，時間忙沒聽到？快來看看下面的文字回顧。

關于風華老師目前在做什么

我目前在做的是一些手機小零部件的加工，對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)夾具中就會遇到一些問題，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 手機零部件

關于小零件加工的定位夾緊方案的選擇

我們做小零件的時候夾具比較簡單，太復雜的夾具會給加工帶來更多不確定性。在批量生產(chǎn)中（如手機按鍵等零部件一天需要交數(shù)萬的貨），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，定位夾緊機構設計困難，不采用液壓系統(tǒng)。同時生產(chǎn)周期比較短，通常三個月左右需要對夾具進行更新?lián)Q代，一般我們會采用機械鎖緊機構，螺絲、壓板、彈簧等。用氣缸固定整塊夾具板在工作臺上，底座，氣動的場合比較小。比較大的手機零件如手機殼需要用氣動機構進行壓緊。

比如手機攝像頭是10mm左右的零件，固定位置有限，這類零件會全部加工出來。其他零件可能沖壓粉末冶金做的胚料，胚料的精度不準，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。機床上做1個零件和20個零件，加上換刀時間效率會差很多。

我們做的零件多的優(yōu)勢就是在于加工時間會攤的比較少，包括換刀還有其他一些時間。雖然使用的鉆攻機使用的刀具非常之多，有可能使用十多把，那我們只能通過在工作臺上多裝零件來減少這個換刀時間的浪費。像我們做按鍵的話，我們可以一次做出幾百個零件出來。比如通常手機上那個音量鍵和電源鍵完成加工都不用一分鐘一套，所以說效率是非常高的。

關于小零件夾具的設計方案

對于我們做手機小零部件這一行業(yè)的話，可能最快三個月需要更新?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。比如手機殼，基本上底座是固定的，然后換一個零件就把定位板換成對應的，然后氣缸調一下位置，這樣減少夾具的生產(chǎn)周期和成本。

如果是通用型的零件，我們會采用第一套夾具的設計，然后后面的工藝根據(jù)這一套夾具進行排布。反正加工工藝基本上都是一樣的，能通用的夾具盡量通用。因為這個行業(yè)的競爭很激烈，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?，F(xiàn)做夾具的話，我們會用磨床還有其他一些機床。

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，會有一個很長的周期。一套夾具可能會有很多零部件，像我們之前做一套夾具可能一兩百個零部件。在零部件的制造周期上來說可能會比較長，供應商這一塊可能會供不上貨。因為你想一下，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)過熱處理，精加工等很多工序。

關于小零件的夾緊力選擇

小零件這個夾緊力這塊主要是幾個方面。首先我們會給他增加一個工藝編，比如說一個按鍵是一套，但是我們會把這個零件排布在一整塊板上分布，然后通過定位孔，用真空把它吸住進行切削。這樣的話整板加工固定會非常有效，不會出現(xiàn)無法夾持的情況。從最開始就是一塊板，到最后一個工序，我們會采用沖壓或者是精雕切斷成一個一個最后才組裝。這樣可以節(jié)約裝夾時間，保證夾具有效的裝夾與固定。

關于（不銹鋼）多結構件的夾具設計

像手機其他一些結構件可能是不銹鋼，結構很多的話，客戶會開發(fā)粉末冶金，把金屬不銹鋼跟其他的粘結劑，還有一些輔助的東西用模具進行注塑，然后再真空燒結，最后進行整形，就跟塑膠塑料差不多，但是它在燒結的過程中，粘結劑會進行揮發(fā)，最后剩下金屬。

這類零件在定位上和夾具設計上會稍微復雜一點。因為它本身燒結出來的胚料定位跟尺寸都不是很準，至少不是全部加工出來的都那樣精準。我們在設計這類夾具的時候可能對胚料的要求，定位的準確度這塊比較難把握。特別是我們做的是外觀件，比如手機攝像頭需要做一圈高光的倒角，這個倒角不像普通零件去毛刺的角，外觀上的要求會比較高。iPhone5的機身四周的倒角，如果左右偏了5個絲就會產(chǎn)生比較明顯的不好看的視覺效果。如果是其他零件上差幾個絲可能影響不大，但對于外觀件，一般客戶要求的話要控制在0.03毫米以內的公差，對配料的要求會非常非常的高。有些我們實在是無法完成的話，我們會使用一些比較復雜的手段，比如說使用在線測量。

圖2 iPhone高光倒角

關于工藝的確定

對夾具來說，其實工藝更重要。通常在量產(chǎn)生產(chǎn)過程中我們會優(yōu)先確定加工工藝，再根據(jù)加工順序進行夾具設計。因為如果工藝不好的話會造成很大的浪費，比如效率達不到，刀具、機床耗損比較大的情況。做手機殼的話，如果做高光不用測量的話，可能報廢率會更加高。因為一個手機殼到了最后兩個高光的工序成本已經(jīng)到了差不多一百多塊錢，如果到最后一步報廢的話，前面十幾個工序都浪費掉了。

關于小零件的批量加工

對于零件來說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。否則采用單個加工效率會很低，夾具的設計會變復雜，同時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，像手機上的一些按鍵，攝像頭圈，卡托這種的話基本上都會把零件連起來，整板整板的做。這樣加工效率，還有尺寸穩(wěn)定方面會好很多。但是來料是單件設計的零件相對很復雜。要通過一些特殊的機構來加工，比如夾緊這一塊，通常會采用一些彈簧機構，然后加斜度傳動機構，再加上輔助裝夾結構來共同完成。

關于加工過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，這是一個基礎。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床上進行設置，比如加工到一千個的時候需要技術員進行換刀。很多時候尺寸的穩(wěn)定性要通過全面驗證，比如說我們要做cpk尺寸分析來驗證我們制程中的穩(wěn)定性，包括刀具、夾具，都要經(jīng)過一個驗證，還有每個工序之間這樣做會有多大的影響。有些零件加工完會產(chǎn)生變形，做完前面工序那個尺寸可能是好的，后面的工序中導致變形。系數(shù)的話，要通過很多次驗證才能夠找出來，把前面的尺寸進行調整，到后面加工完，能夠保證在公差范圍之內。

結 語

這些來自風華老師一線的加工經(jīng)驗對于小零件的批量加工問題作出了全面的解答，聆聽來自大牛的指導與建議吧。