雄克精密机械贸易（上海）有限公司总经理杜尚俭

中国的机械制造企业在过去的二十年中，制造能力和工艺水平均获得了长足的进步，但从长期来看，存在着重设备、轻工艺，重机床、轻工装，重复制、轻研发等不利于持续发展的因素。金属切削加工工艺由机床、刀具、夹具这三大要素所决定，中国的现状是机床和刀具的使用已经达到了比较高的水平，而夹具的使用却停留在非常落后的状态。因此要想提高中国机械加工工艺水平，就必须重视先进夹具技术的应用。雄克多年来致力于通过优化夹具来提升加工工艺水平。

雄克在客户访问和项目讨论中，发现很多企业在数控机床上的投资逐年上升为主导地位，而且都把制造的自动化作为后期投资的必要考量因素。但是在工艺的标准和革新方面，往往停滞不前，不愿投入，并且过于依赖借鉴他人经验。尽管每个企业由于产品、设备和人员的不同，应用的工艺差别很大。但是工艺和工装的标准化对任何企业发展都具有明确的现实意义。标准意味着不同工艺的转换和设备连接的通用程度得以提升，整个制造资源的匹配可以最大化。

纵观目前的制造工艺，汽车行业因其产品精度、批量和成本控制等原因，工装夹具的投入和能力最高，生产效率和精度最高，折算到单件制造的夹具投入成本最低。而航空制造业，机床能力最高，工装以手动、柔性为主，使用效率最低。机床在工装更换、上料调整以及设备调试中等待时间长。随着自动化要求的提升，大量基于人工手动调整的工装面临挑战。基于标准接口的夹具，特别是随行夹具因为把手动装卡转移到通过夹具转换的自动装卡，减少了工件的装卡难度，具有强劲的发展势头。而作为机床工作台与工件(或夹具)的标准接口，雄克的零点快换系统正符合这一发展趋势。

雄克的零点快换设计原理是基于一面两销的过定位原理。其优势是把高精度定位和可靠夹紧高效集成。简单地说，就是工序与工序之间，机床与机床之间建立一个标准的接口。它可使工件在生产线上一次装卡完成后，再进行多工序加工，而无需再考虑其定位问题。还实现了生产计划的灵活性，既满足单件生产，又满足批量生产以及急件及时穿插生产。使一般加工中心在完成五面同工序生产同时又不影响工件精度要求。机外预调站及三坐标测量站采用相同的标准化接口，可随时将工件移出加工机床进行在线测量，而后对加工数据进行调整，以达到最佳效率。

以发动机缸盖的制造工艺为例，其传统的制造工序超过二十道，中间穿插着机加、搬运、清洗、压装、检验。每道工序均以工件为目标，需要各种工装夹具来完成其目的。但夹具的设计着眼点不同，各自为政。零点快换与随行托盘的组合，成为各工序之间的交流助手，有了标准的接口，得以在机床夹具之间、搬运的机械手、座圈导管的压装夹具、清洗和最终的检验夹具均采用相同的设计接口，保证了夹具的统一，设计的简化，标准随之产生。

零点快换不仅仅大量应用在发动机制造的大批量、多工序的环境，在大批量、短工序、短节拍的生产(手机金属壳体加工)，以及单件、小批量(模具、航空零部件、医疗器械)的制造，均得到成功的应用。

零点快换夹具是既可以作为夹具在机床上的连接辅助装置，而且自身又可以直接夹紧工件。其极高的重复定位精度，气动或液压的驱动方式完全适合自动化操作过程。回顾加工中心的发展，因为主轴、刀柄系统以及独立的刀具库的发展，使得不同刀具的换刀得以自动可靠地实现。而通过零点快换，夹具和工件系统也完全可以通过建立工件库，将工件预装卡在夹具上，由此即使工件种类再多，也能实现灵活高效的自动化生产。

目前，国内制造业一方面向规模和批量，另一方面向专业化发展。相对应的工装夹具分别向自动、高效和精密、柔性发展。其内在的共性是标准化。很多夹具企业的规模都不大，原因在于夹具的定制化要求和大量非标设计的要求。而雄克目前80%为标准品，并数十年如一日地专注于标准夹具的生产和研发，这就是为什么雄克能成为夹具领域的领航者。雄克的夹持和抓取系统的设计多年秉承的理念是兼顾精密、柔性基础上的效率。雄克的经典产品液压刀柄，以及近年推出了强力型、细长型液压刀柄;零点快换推出了超薄系列;还有液压六爪浮动卡盘、力反馈电永磁吸盘等一系列面向高效、精密顺应时代发展的夹具产品。

随着中国制造2025逐步实施，生产对自动化和灵活性要求越来越高，夹具也在朝着智能工装方面发展，但万变不离其宗，夹具设计的核心还是定位与夹紧。通过现代驱动和控制的引入，赋予了传统夹具新的面貌。

纯机械结构的夹具在使用者的印象当中，无外乎一些底板、压块及螺栓的组合。随着定位和驱动方式从手动、气动、液压乃至电动的发展，赋予了夹具部分的自动和反馈功能。作为这个制造环节中的一份子，与机床发展方向类似，夹具必然朝自动化和智能化方向，朝向机械、气动、液压、电动、传感、控制的集成发展。精密定位、简单结构、标准接口，并具备柔性和状态反馈。加工过程中夹紧力的变化，基于切削动态的夹具自适应调整，加工过程中的数据采集和反馈，将赋予夹具越来越多的“智能”。雄克开发团队在兼顾夹具标准化设计的同时，着力于电驱动、自适应控制、力反馈和切削状态监控等。例如，雄克研发的电永磁夹具，可实时反馈给数控系统被夹持工件的夹紧力及夹紧状态，为数控系统在切削参数和切削路径的优化提供依据。

工装夹具必须在工艺需求的背景下与设备集成，才有其用武之地。如果只有出色的夹持和抓取系统产品，并不代表真正能给客户带来效益。夹具是固定的，但工艺是活的——我们必须把夹具植身于工艺中，通过夹具这一支点给客户的需求提供附加的整体工艺或夹持解决方案，这是真正提供增值性的服务。经年积累，雄克中国在夹持和抓取解决方案方面，为发动机制造夹具、模具加工、焊装自动化设备、风电减速机、高铁刹车盘、消费电子的加工等提供了经典的夹持和抓取工艺。对客户的工艺优化和产品质量产生长足的影响。

例如，某纺织机械龙头企业，其生产以多品种小批量为主。本来预计投资五台加工中心，但通过引入零点快换工装和成组化工艺，最后投资三台加工中心即完成目标。还有某航空零部件企业，其固有的加工工艺要安排十一道工序，产品种类繁多，工装准备周期很长，尽管机床设备很先进，但其开动率不足30%，大量的时间耗费在生产准备当中。雄克提供液压芯轴加变径套的方案，仅两套芯轴就覆盖了企业40种以上的产品规格。而且制造良率和产品稳定性得以大幅提升。同样的还有某手机代工厂，对成本和效率控制及其严格。通过零点快换和机内自动化的集成，整个制造流程的制造时间缩短了30%。

这些以雄克提供的工装夹具优化方案为支点的工艺改善和革新，降低了加工准备时间，提升了制造效率。实际体会到工装夹具带来的效益，是企业对于整个工艺进行优化和研发投入的最好回报。