數控機床工裝（zhuāng）夾具的選擇和使用常識！

目前，機械加工按生產批量可分為兩（liǎng）大類：一類是單件、多品種、小（xiǎo）批量（簡稱小批量生產）；另一類是少品種、大批（pī）量（簡稱大批量生產）。其中前者大（dà）約占到機（jī）械加（jiā）工總產（chǎn）值的70~80%，是機械加工的主體。

同樣一款機床，為何生產效率卻（què）相差好幾倍？得出的結論是：數控機床選（xuǎn）用（yòng）的夾具不合適，從而使（shǐ）數控機床的生產效率大幅（fú）降低。機械工程師精英小編今天為（wéi）大（dà）家詳細介（jiè）紹數控機床（chuáng）夾具的合理（lǐ）選擇及應用。

如何（hé）提高數控機床利用率？通過技術分析，夾具（jù）的使用有很大的關係。據（jù）不完（wán）全統計（jì），國（guó）內企業數控機床選用夾具不合理的比例高達50%以上。至2010年底，中國數（shù）控機床保有（yǒu）量近一百萬台，也就是說有50萬台（tái）以上的數控機床由於夾具選擇不合理或應用不當，而出現了“窩工”現象；從另外一個角度來講，在數控機床夾具的（de）選擇與應用上（shàng）大有文（wén）章可做，因為其中（zhōng）蘊含枱可觀的潛在經濟效益。

小批（pī）量生產周期﹦生產（準備/等待）時間+工件（jiàn）加工時間由於小批量生產“工件加工時間”很短（duǎn），因此“生產（準備/等待）時（shí）間”的長短對於加工周期有枱至關重要的影響（xiǎng）。要想提高生產效率，就必須想辦法縮短生產（準備/等待）時間。

下麵推（tuī）薦三類小批量生產可優先考慮的數控機床夾具：

組合夾具

組合夾具又稱為“積木式（shì）夾（jiá）具”，它由一係列經過標準化設計、功能各異、規格尺寸不同的機床夾具元件組成，客戶可以根據加工要求，象“搭積木”一樣，快速拚（pīn）裝出各種類型的機床夾具。由（yóu）於組合夾具省去了設計和製造專用夾具時間，極大地（dì）縮短了生產準備時間，因而有效地縮短了小批量生產周期，即提（tí）高了生（shēng）產效率。另外，組合夾具還具有定位精度高、裝（zhuāng）夾（jiá）柔性（xìng）大、循環重複使用、製造節（jiē）能節材（cái）、使用成本低廉等優點。故小批量加（jiā）工，特別是產品形狀較為複雜時可優先考慮使用（yòng）組合夾具。

精密組合平口鉗

精密組合平口鉗實際上屬於組合（hé）夾具中的“合件”，與其它組（zǔ）合夾具元件相（xiàng）比其（qí）通用性更強、標準（zhǔn）化（huà）程度更（gèng）高、使用更簡便（biàn）、裝夾更可靠，因此在全球範圍（wéi）內得到了廣泛的（de）應用。精密組合平口鉗具有快速安裝（拆卸）、快速裝夾等優點，因此可以縮短生產準備（bèi）時間（jiān），提高（gāo）小批量生產效率。目前國際（jì）上常用的精密組合平口鉗裝夾範圍一般（bān）在1000mm以內的，夾緊力一般在5000Kgf以內。

需要注意的是，這裏（lǐ）所說的精密組合平口鉗並（bìng）不是老式機加虎鉗，老式機加虎鉗功能單一（yī）、製造精度低、無法成（chéng）組使用、使用壽命短，不適宜（yí）在（zài）數控機床、加工中（zhōng）心上使用（yòng）。這裏所說的精密（mì）組合平（píng）口鉗是起源於歐美等工業發達國家，專門針對數控機床、加工中心特點所設計的一（yī）係列新型平口鉗，此類產（chǎn）品具有裝夾柔性（xìng）大、定位精度高、夾緊快速、可成組使用等特點，特（tè）別適合數控機床、加工中心（xīn）使用。

電永磁夾具

電永磁夾具是以釹鐵硼等新型永磁材料為磁力源，運用現代磁路原理而設計出來的一種新型夾具。大量的機加工實踐表明，電永磁夾具可（kě）以大幅提高（gāo）數控機床、加工中心（xīn）的綜合加工效（xiào）能。

電永磁夾具的夾緊與鬆開過程隻需1秒左右，因此（cǐ）大幅縮短了（le）裝夾時間；常規機床夾具的定位元件和夾緊元件占用空間較大，而電永磁夾（jiá）具沒有這些占用空間（jiān）的元件（jiàn），因此與（yǔ）常規機床夾具相比，電永磁夾具的裝夾範圍更大，這有利於充分利用數控機（jī）床的（de）工作枱和（hé）加工行程，有（yǒu）利於提高數（shù）控（kòng）機床的綜合加工效能。電永（yǒng）磁夾具的吸力一般在15~18Kgf/cm2，因此一定要保證吸力（夾緊力（lì））足夠抵抗切削力，一般情況下，吸附麵積不應小（xiǎo）於30cm2，即夾緊力不小於450Kgf。

宜大批（pī）量加工的數控機床夾（jiá）具

大批（pī）量加工周期＝加工等待時間＋工件加工時（shí）間＋生產準備時間（jiān）“加工等待時間”主要包括工件裝夾和更換刀（dāo）具的時間（jiān）。傳統的手動機床夾具“工件裝夾時間”可達到大（dà）批量加工周期的（de）10~30%，這（zhè）樣“工件裝夾”就成為了影（yǐng）響生產（chǎn）效率的關鍵性因（yīn）素，也是機（jī）床（chuáng）夾具“挖潛”的重點對象。

故此大批量加工宜采用（yòng）快速定位、快（kuài）速夾緊（鬆開）的專用夾具，可優先考慮以（yǐ）下三類機床夾具：

液壓/氣動夾具

液壓/氣動夾具是（shì）以油壓或氣壓作為（wéi）動力源，通過液壓元件或氣動元件來實現對工件的定位、支承與壓緊的專用夾具。液壓/氣動夾（jiá）具可以準確快速地確定工（gōng）件與機床、刀（dāo）具（jù）之間的相互位置（zhì），工件的（de）位（wèi）置精度由夾具保證（zhèng），加（jiā）工精度高；定位及（jí）夾緊過程迅速（sù），極大的節（jiē）省了夾緊和釋（shì）放工（gōng）件的時（shí）間；同時具有結構緊湊（còu）、可多工位裝夾（jiá）、可進（jìn）行高速重切（qiē）削，可實現自動化控製（zhì）等優點。

液壓/氣動夾具的上（shàng）述優點，使之特別適宜在數控機床、加工中心、柔性生產線使用，特（tè）別適（shì）合大批量加工。

電（diàn）永磁夾具

電永磁夾具所具有的快（kuài）速夾緊、易實現多工位裝夾、一次裝（zhuāng）夾可多麵加（jiā）工、裝夾平穩可靠、節能環保、可實現自動化控製等優點。與常規機床夾具相比，電永磁夾具可（kě）以大幅縮短裝夾（jiá）時間，減少（shǎo）裝（zhuāng）夾次數（shù），提高裝夾效率，因此不僅適用於小批量生產，亦適用於大批量生產。

光麵夾具基（jī）座

光麵夾具基座在國內應用還不是很多（duō），但在歐美等工業發達國家應用很廣泛。它實際上就是經過精加工的夾具基體精毛坯，元件與機床定位連接部分和零件在夾具上的定位麵已經精加（jiā）工完畢。用戶可以根據自己的實際需要，自行加（jiā）工製作專用（yòng）夾（jiá）具。

光麵（miàn）夾具基座可以有效縮短製造專用夾具的周期（qī），減少生產準備時間，因而可以從（cóng）總體上縮（suō）短大批量生產的（de）周期，提高生產效率；同時可以降低專用（yòng）夾具的製造（zào）成本。因此光麵夾具（jù）基座特別（bié）適合周期較緊的大批量生產。

合理使用夾具，挖（wā）掘設備潛能

經驗表明，為了提高數控機床加工效能，僅僅“選對”數控機床夾具（jù）還（hái）是不夠的，還必須在（zài）“用好（hǎo）”數控機床夾具上下（xià）功夫。

下麵介紹三種常用（yòng）的方法：

多（duō）工位法

多工位（wèi）法的基本原理：通過（guò）一（yī）次裝夾多個工（gōng）件，達到縮短單位裝夾時（shí）間，延長刀具有效切削時間的目（mù）的。多工位夾具即擁有多（duō）個定位夾緊位置的夾具。

隨著數控機床的發展和用戶（hù）提高生（shēng）產效率的需要，現在多工位夾具的應用越來越多。在液壓/氣動夾（jiá）具、組合夾具（jù）、電永磁夾具（jù）和精密組合平（píng）口（kǒu）鉗（qián）的結構（gòu）設計中多工位設計越來越普遍。

成組使用法

將相同的幾個夾具放在同一工作枱使用，同樣可以實（shí）現“多工位”裝（zhuāng）夾的目的。這種方法所涉及的夾具一般應經過“標準化設計、高（gāo）精度製造”，否則（zé）難以（yǐ）達到數控機床工（gōng）序加工的要求。

成組使（shǐ）用法可（kě）以充分利（lì）用數控機床行程，利於機床傳動部件的（de）均衡磨損；同時相關夾具可獨立使用，實現多件（jiàn）裝夾（jiá），又可（kě）聯合使用，實現大規格（gé）工件裝夾。

局部快換法

局（jú）部快換法是通過（guò）對數控機床夾（jiá）具的局部（定位元件、夾緊（jǐn）元件、對刀元件和（hé）引導元件）進行快速更換，達到迅速改變夾具功能或使用方式的目（mù）的。例（lì）如：快換組合平口鉗，可以通過（guò）快速更換鉗口實現裝夾功能的改變，比如由（yóu）裝夾方料轉變成裝夾棒（bàng）料；也可（kě）以通過快速更換夾緊（jǐn）元件實現夾緊方式的改變，比如由（yóu）手動夾緊轉變成液壓（yā）夾緊（jǐn）。局部（bù）快換法大幅縮短了（le）更換及調整夾具的時間，在小批量生產（chǎn）中優勢較為明（míng）顯。