使用磁铁、真空和胶水固定工件
使用磁场、真空或粘合剂的工件固定技术可以有效替代夹具。当使用这些技术时，更多的零件区域可用于切削工具，可以固定薄零件，并且初始设置可以快速简单。此外，还有可能获得更光滑的表面和更短的整体生产周期。
当保持力垂直于零件时，磁铁和真空吸尘器效果最佳。除非工作区域上有靠在零件上的止动器，否则使用侵蚀性工具的侧面加载可能会成为某些系统的问题。
当止动器具有磁性时，它们会产生垂直于基础磁铁的磁场，并且可以在两个轴上保持零件。它们还可以充当零件定位器，从而减少设置时间。
磁性保持的一个副作用是保持磁铁的磁场可能会磁化零件。如果这是一个潜在的问题，有必要消磁，或 demagnetize，通过中和场传递它的部分。然而，Schunk（北卡罗来纳州莫里斯维尔）的固定工件夹具产品经理 Brad Evans 解释说，在磁铁上加工的零件中只有不到 5% 需要消磁。
小零件可能会成为问题磁性工件夹持系统，因为夹持力是靠近磁铁或真空的零件面积的函数。根据所进行的工艺，磁铁工件夹具的一个经验法则是零件应至少有 4 英寸 2（25.8 平方厘米）的表面接触。
磁性系统最适用于含铁零件，但非磁性材料需要特殊的夹具，例如将零件夹在磁铁和铁质固定板之间的设计。
Schunk 的 Magnos 永磁体采用方极设计，因此磁铁的表面由棋盘图案的 Alnico 和钕磁铁。一个零件必须接触两个正方形（一正一负）才能保持。
产生的磁场具有受控的高度，这是一个主要优势。 “在我们的一个较小的装置中，场高约为 12 毫米，”埃文斯说。因此，磁铁上方 25 毫米的零件不会被吸引。
“另一个优点是表观零件重量大大增加。例如，一个 10 磅 [4.5 千克] 的工件的表观重量为 3000 磅 [1361 千克]，”埃文斯说。结果是振动和颤动最小，因此零件表面更光滑。工具的使用寿命也更长。
“磁性夹具的销售对我们来说进展顺利，”Earth-Chain USA（印第安纳州印第安纳波利斯）副总裁 Michael Harris 评论道。 “美国制造商终于意识到磁性工件夹具的两个主要优势：更短的设置时间和更容易接触零件以进行机加工操作。”
Earth-Chain 提供 MagVISE 系列永磁和电永磁单元尺寸从 17 x 9″ 到 32 x 30″（432 x 229 到 813 x 762毫米）。还提供特价商品。通常，磁性吸盘每四个磁极的保持力为 2000 磅（907.2 千克）。
在这些情况下，最大限度地减少设置和转换时间至关重要。 Harris 说：“磁性工件夹具在大型板材加工、模具加工以及与大型镗床一起使用方面也具有优势。”
虽然该公司专门从事液压工件夹具，但 Pascal Corp.（伊利诺伊州埃尔克格罗夫） ) 还提供四种尺寸的电磁工件夹具。每 100 mm2 工件接触面积的保持力为 14.7 kN。工作台尺寸从450 x 315 mm到1030 x 600 mm不等。
内置消磁系统，剩余磁场可降至20高斯。它非常小，可以用空气软管清除切屑。磁体线圈采用环氧树脂密封，以防止可能损坏磁体的冷却液渗入。
“有时潜在客户并不知道他们不能使用 ma 对零件进行激进切割与机械夹紧零件的方式相同，”该公司的 Kevin Branstrom 解释道。 “但是，尽管这可能会在一定程度上降低给定机器的产量，但客户必须查看整体情况。减少了设置时间，工具可以接触到更多零件，并且表面光洁度得到改善。加起来，这些积极因素可以缩短总周期时间并提高零件质量。”
“工件夹具行业正在从夹具式工件夹具转向磁铁和真空应用，”总裁 Dave Nordman 说Magna-Lock（伊利诺伊州罗克福德）。 “现在有更多精密零件无法承受夹具的压力。”
Magna-Lock 为旋转和平面磨床制造电磁卡盘。吸盘消磁后磁力小。这是轴承制造商的特殊要求，他们不希望杂散材料被轴承表面吸引ace。
该公司还提供用于有色金属和精密零件的真空系统。夹持力约为 30 磅（134 牛顿），工作台尺寸为 96 x 144 英寸（2438 x 3658 毫米）。这些真空吸盘也可以放在研磨机上。
3M（明尼阿波利斯）提供多种双面胶带。这些胶带主要用于在施加轻负载的机加工过程中固定较小的零件。
胶带 410B 是一种 0.005 英寸（0.13 毫米）厚的胶带，用于临时将零件固定到位。剪切强度好，易剥离。
胶带401B和9589均为9.0密耳厚双面胶带，更适用于有纹理或不规则表面。
粘合强度取决于形成的粘合剂与表面接触的量。为获得最佳粘合效果，粘合表面必须清洁干燥。大多数应用的理想胶带应用温度范围是 21–38° C。该公司不建议在低于 10°C 的温度下应用到表面。
Light Activated Adhesive Gripping (LAAG) 是 Master Work-Holding Inc.（北卡罗来纳州摩根顿）的一种工件夹持系统，它依靠紫外线固化粘合剂来固定零件。工件放置在工作台上的一块粘合剂中，粘合剂通过紫外线固化。机加工后，零件从夹具上取下并重复该过程。
另一个新的发展是应用于更大的零件。 “过去，我们处理过使用离线载板固定的较小部件，”LAAG 项目经理 Dustin Clark 说。 “但是，最近出现了对直接在机器上设置的超大型零件的 LAAG 解决方案的需求。”这项工作包括 10 英尺（3 米）宽的钛坯，以及用于航空航天应用的 8–12 英尺（2.4–3.7 米）的薄凹面铝蒙皮部分。为了处理这些较大的零件，该公司开发了更大的 LAAG 夹具。
Mitee Bite Products Inc.（新罕布什尔州奥西皮中心）有一种粘合剂产品有多种形式，称为 Mitee-Grip。这种蜡和树脂混合物使钢坯能够粘在平行于轧机 X-Y 平面的平面上。然后可以加工坯料的顶面并一直围绕其轮廓。坯料和平面必须加热到 85–90°C，粘合剂才能将两者粘合在一起。粘合剂凝固后，即可对零件进行机加工。加热将零件和平面分开。
Mitee-Grip 提供三种样式。薄如纸的 0.001 英寸（0.03 毫米）厚版本用于中小型零件和精密加工。它是双面胶带的替代品，有些人发现双面胶带在加工后难以去除。较厚的网状版本可容纳较重的零件和形状更复杂的零件。通过将蜡捕获在网状织带中，可以获得额外的保持力。
在使用中，粘合剂的处理方式与传统蜡非常相似。用户将粘合剂放在工作台上，加热它，然后将零件放在上面。几秒钟后，粘合剂凝固，固定住零件。
该公司还提供文丘里真空系统。 Vacmagic VM300 使用标准车间空气运行并产生大约 13 psi (65 N/cm2) 的保持力。该装置还兼作精确的托盘更换器，可在几秒钟内完成更换。 “这是一个简单的真空系统。在收到设备后的一个小时内，客户就可以制作芯片，”公司总经理 Dave Bishop 说。
Vac-U-Lok（伊利诺伊州罗克福德）专注于定制工件夹持系统。 “教育客户是我们最大的挑战，”公司总裁道格格林说。 “真空是可用的最未充分利用的夹持系统。
“我经常看到加工厂花费大量精力重复加工单个零件，”他说。 “一种更有效的方法是用真空压紧的单片材料加工多个零件。
“例如，”解释ins Green，“与其加工单个 2 x 2” [50 x 50-mm] 工件，您可以使用真空吸盘固定更大的板，然后通过一次快速设置加工多个零件。这个想法是让机器完成工作，避免锯切操作。”
真空卡盘用于许多应用，包括水平和垂直加工以及车削和装配操作、钻孔、铣削、研磨、焊接、喷漆、刳刨机和激光切割。
一个典型的系统包括带歧管的真空吸盘、垫圈材料、真空系统、安全系统（如果出现以下情况，它会发送信号以关闭机器检测到真空损失），以及用于湿式应用的自动冷却液回流系统。
2L Corp.（马萨诸塞州哈德逊市）通过满足航空航天客户的需求而开始了真空工件夹持。
该公司的真空工作台由尺寸为 8 x 12 英寸（203 x 305 毫米）的托盘组成。最多可连接八个托盘以类似乐高积木的方式一起处理较大的零件。
真空由传统泵或文丘里附件抽取。
“不使用文丘里的客户更喜欢文丘里公司总裁 Lance Nelson 说。
平均保持力约为 10 psi ( 0.7 kg/cm2) 在板上的每个螺纹孔处。孔间距为 1 英寸（25 毫米）。因此，面积为 16 in.2 (100 cm2) 的 4 x 4″ (10 x 10 cm) 部件将承受 160 lb (72.5 kg) 的向下保持力。
真空计算基于零件尺寸。因此，暴露在真空中的零件面积越大，保持力就越大。这意味着可以对较大的零件进行更积极的加工。
“侧向载荷是非夹紧工件夹具的致命弱点，”Nelson 说。 “对于某些部分来说，依靠摩擦就足够了以防止零件滑动，尤其是在处理较重的零件时。但还有其他技巧。轻型、浅型切割是其中一种，我们提供一系列工具来满足这种需求。
“另一种是使用侧夹或挡块。这就是为什么我们有螺纹定位孔。在侧面受到约束的情况下，您可以进行全功率铣削，”Nelson 总结道。
