​數控機床工裝夾具的（de）選擇和（hé）使用常識！

目前，機械加工按生產批量可分為兩大類：一類是單件、多（duō）品種（zhǒng）、小批量（簡稱小批量生（shēng）產）；另（lìng）一類是少品種、大批（pī）量（簡稱大批量生產）。其中前者大約占到機械加工總產（chǎn）值的70~80%，是機械（xiè）加工（gōng）的主體。

同樣一款（kuǎn）機床，為何（hé）生產效率卻相差好幾倍？得（dé）出的結論是：數控機床選用的夾具不合適，從而使數控機床的生產效率大幅降低。機械工程師精英小編今天（tiān）為大家詳（xiáng）細介紹數控機床夾具的合理選擇及（jí）應用。

如何提高數控機床利（lì）用率？通過技術分析，夾具的（de）使用（yòng）有很大的關係。據（jù）不完全統計，國內（nèi）企業（yè）數控機床選用夾具不合理的比（bǐ）例高達50%以（yǐ）上。至2010年底（dǐ），中國數控機床保（bǎo）有量（liàng）近一（yī）百萬台，也就是說（shuō）有50萬台以上的數控機床由於夾具選（xuǎn）擇不合理或應用不當（dāng），而出現了“窩（wō）工”現象；從（cóng）另外一個角度（dù）來（lái）講，在數控機床夾具的選擇與應用上大有文章可做，因為其中蘊含枱可觀（guān）的潛在經濟效益。

小批量生產周期﹦生產（準備/等待）時間（jiān）+工（gōng）件加工時間由於小批量生產“工件加工時間”很短，因此“生產（準備（bèi）/等待）時（shí）間”的長短對於加工周期有枱至關（guān）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。

下麵推薦三類小批量生（shēng）產可優先（xiān）考慮的數控機床夾具：

組合夾具

組合夾具又稱為（wéi）“積木式夾具”，它由一係列經過標準化設計、功能各異、規格尺寸不同（tóng）的機床夾具元件組（zǔ）成，客戶可以根據加工要求（qiú），象“搭積木”一樣（yàng），快速拚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（zào）專用夾具時間（jiān），極大地（dì）縮短了生產準備時間，因而有（yǒu）效地縮（suō）短了小批量生產周期，即提高了生產（chǎn）效率。另外，組合夾具還具有定位精度高（gāo）、裝夾柔（róu）性（xìng）大、循環重複使用、製造節能節材、使（shǐ）用成本低廉等優點。故小批量加工（gōng），特（tè）別是產（chǎn）品形狀較為複雜時可優先考慮（lǜ）使用組合夾（jiá）具。

精密組合平口鉗

精密組合（hé）平口鉗實際上（shàng）屬於組合夾具中的“合件”，與其它組（zǔ）合夾具元件相比其通用性更強、標準化程度更高、使用更簡便、裝夾更可靠（kào），因此在全球範圍內（nèi）得到了廣泛的應用。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時間（jiān），提（tí）高小批量生（shēng）產效率。目（mù）前國際上常用的精密組合平（píng）口鉗裝夾範圍一般在1000mm以內的，夾緊力一般在5000Kgf以內。

需要注意的（de）是，這裏所說的精密組（zǔ）合平口鉗並不是老式機加虎鉗，老（lǎo）式機加虎鉗功能單一、製造精度低、無法成組（zǔ）使用、使用壽命短，不適宜在數控機床、加工中心上使（shǐ）用。這裏所說的精密組合平口鉗是起源於歐美等工業發（fā）達（dá）國（guó）家，專門針對數控機床、加工中心特點所設（shè）計的一係列新型平口鉗，此類產品具有裝夾柔性大、定位精度高、夾緊快速、可（kě）成組使用（yòng）等特點，特別適合（hé）數控機床、加工中心使用。

電永磁夾具

電永磁夾（jiá）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（míng），電永（yǒng）磁夾具可以大幅提（tí）高數控機床、加工中心的綜合加工效能。

電永磁夾具的夾緊與鬆開過程隻需1秒左右（yòu），因此大幅縮短了（le）裝夾時間；常規機床夾具（jù）的（de）定（dìng）位元件和夾緊元件占用空間較大，而電永磁夾具（jù）沒有這些占用空間的元件，因此與常規機床夾具相比，電（diàn）永磁夾具的裝（zhuāng）夾範圍更大，這有利於充分利用數控機床的工作枱和加工行程，有利於提高數控機（jī）床的綜合加工效能。電永磁（cí）夾具的吸力一般在15~18Kgf/cm2，因此一定要保證（zhèng）吸力（夾緊力）足夠抵（dǐ）抗切削力，一般情況下，吸附麵積不應小於30cm2，即（jí）夾緊力不小（xiǎo）於450Kgf。

宜（yí）大批（pī）量加（jiā）工的數控機床夾具

大批量加工周期（qī）＝加（jiā）工（gōng）等（děng）待時間＋工件加工時間（jiān）＋生產準備時間（jiān）“加工等待時間”主要包括工件裝夾（jiá）和更換刀具的時間（jiān）。傳統的手動機床夾具“工件裝（zhuāng）夾時間”可達到大批量加工周期的10~30%，這樣“工件裝夾”就成（chéng）為了影響生產效率的關鍵性因素，也（yě）是（shì）機床夾具“挖潛”的重點對象。

故此大批量加工宜采用快速（sù）定位、快速夾緊（鬆開）的專用夾具，可（kě）優先考慮以（yǐ）下三類機床夾（jiá）具（jù）：

液壓/氣動夾具

液壓/氣動夾具是以油壓或氣壓作為動（dòng）力源，通（tōng）過液壓（yā）元件或氣動元件來實現對工件（jiàn）的定位、支承與壓緊的（de）專用夾具。液壓/氣（qì）動夾具可以準確快速地（dì）確定工件（jiàn）與機床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具（jù）保證，加工精（jīng）度高（gāo）；定位及夾緊過程迅速，極大的節（jiē）省了夾緊和釋放（fàng）工件（jiàn）的時（shí）間；同時具有結構緊湊、可多工位裝夾、可進行高速重切削，可實現自動化控製等優點。

液壓（yā）/氣動夾具的上述優點，使之（zhī）特別適宜（yí）在數控機床、加工中心、柔性生產線（xiàn）使用，特別適合大批量加工。

電永磁夾具

電永磁夾具所具有的快速夾緊、易實現多工位裝夾、一次（cì）裝夾可多（duō）麵加工、裝夾平（píng）穩可靠、節能環保、可實現自動化（huà）控製等優點。與常規機床夾具相比（bǐ），電永磁夾（jiá）具可以（yǐ）大幅縮短裝夾時間，減少裝（zhuāng）夾次（cì）數，提高裝夾效（xiào）率，因此不僅適用於小批量生產，亦（yì）適用於大批量生產。

光（guāng）麵夾具基座

光麵（miàn）夾具基座在國內（nèi）應用還不是很多（duō），但在歐美等工業發達國家應用很（hěn）廣泛。它實際上就是經過精加工的夾具基體精毛坯，元（yuán）件與機床定位連接部分和零件在夾具上的定位（wèi）麵已經（jīng）精加工完畢。用戶可以（yǐ）根據自己的實際需要，自行加（jiā）工製作專（zhuān）用（yòng）夾具（jù）。

光麵（miàn）夾具基座可以有效縮短製造（zào）專用夾具的周期，減（jiǎn）少生產準備時間，因而可以從總體上縮短大批量生產的（de）周期，提高生產效率；同時可以降低專用夾具的製造成本。因（yīn）此光麵夾具基座特別適合周期（qī）較（jiào）緊的大批量生產。

合理使用夾具，挖掘設備潛能

經驗表明，為了提高數控機（jī）床加工效（xiào）能，僅僅“選對”數控機床夾具還是不（bú）夠的，還必須在“用好”數控機床夾具上下功夫。

下麵（miàn）介紹三種常用的方（fāng）法：

多工位法

多工位法的基本原理：通過一次裝夾多個工件，達到縮短單位裝夾時間，延長刀具有效切削時間的目的。多工位（wèi）夾具即擁（yōng）有（yǒu）多個定位夾緊位置的夾（jiá）具。

隨著數控機床的發展和用戶提高生產效率（lǜ）的需要，現在多工位夾具的應用越（yuè）來越多（duō）。在液壓/氣動夾具、組合夾具、電永（yǒng）磁夾（jiá）具和精密組合平口鉗的結構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（cī）使用，同樣可以實（shí）現“多工位”裝夾的目的。這（zhè）種方法所涉及的夾具一般應經過“標準化設（shè）計、高精度製造（zào）”，否則難以達到數控機（jī）床工序（xù）加工的要求。

成（chéng）組使用法可以充（chōng）分利用數（shù）控機床行程，利於機床傳動部件的均衡（héng）磨損；同時相關夾具（jù）可獨立使用，實現多件裝夾，又可聯合使用（yòng），實現大規格工件裝夾。

局部快換法

局部（bù）快（kuài）換法是通過對數控機床夾具的局（jú）部（定（dìng）位元件、夾緊（jǐn）元件、對刀元件（jiàn）和引導元件）進行快速更換，達到迅速改變夾（jiá）具功能或使用方式的目的。例如：快（kuài）換組合平口鉗，可以通過快速更換鉗口實現裝夾功能的改（gǎi）變，比（bǐ）如由裝夾方料轉變成（chéng）裝夾棒料；也可以通過快速更換夾緊元件實現夾緊方式的改變，比如由手動夾緊轉變成液壓夾緊。局部快（kuài）換法大幅縮短了更換及（jí）調整夾具的時間，在小（xiǎo）批量生產中優勢較為明顯（xiǎn）。