數控機床工裝夾具的選（xuǎn）擇和使用常識！

目（mù）前，機械加工按生產批量可分為兩大類：一（yī）類是（shì）單件、多品種、小批（pī）量（簡稱小批量生產）；另一類是少（shǎo）品種、大批量（簡稱大批量生產）。其中前者大約占到機（jī）械加（jiā）工總產值的70~80%，是機械（xiè）加工的主體。

同樣一款機床，為何生產效率卻相差好幾倍？得出的結論是：數控機床選用的夾（jiá）具不合適，從而使數控機床的生產效率大（dà）幅降低。機械工程師（shī）精英小編今天（tiān）為（wéi）大家詳細介紹數控機床夾具的合（hé）理選擇及應用。

如何提高數控機床利用率？通過技術分析，夾具的使用有很大的（de）關係。據不完全統計（jì），國內企業數控機（jī）床選（xuǎn）用夾具不合理的比例高達50%以上。至2010年底，中國數控（kòng）機床保有量近一（yī）百萬台，也就是說有50萬台以上（shàng）的數控機床由於夾具選（xuǎn）擇不合理或應用不當，而（ér）出現了“窩工”現象；從另外一個角度來講（jiǎng），在數控機床夾具的選擇與應用上大有文章（zhāng）可做，因為其中蘊含（hán）枱可觀的潛在經濟效益。

小（xiǎo）批量生產周（zhōu）期﹦生產（準備/等（děng）待）時間+工件（jiàn）加工時間由於（yú）小（xiǎo）批量生產“工件加（jiā）工時間”很短，因此“生產（準備/等（děng）待）時間”的長短對於加工周期有枱至關（guān）重要的影響。要想提高生產（chǎn）效率，就（jiù）必須想辦法縮短生產（準（zhǔn）備/等待）時間（jiān）。

下麵推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“積木式夾具”，它由（yóu）一（yī）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（hù）可以根據加工要（yào）求，象（xiàng）“搭積木”一樣，快速拚裝出（chū）各種類型的機床夾具。由於組合夾具省去了設計和製造專用夾具時間（jiān），極大地（dì）縮短了生產準（zhǔn）備時間（jiān），因而有效地縮短了小批量生產周期（qī），即提高了生產效率。另外，組合夾具還具有定位精度高、裝夾（jiá）柔性大、循環重複使用、製造節能節（jiē）材、使用成本低廉等優點。故小批量加工，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（mì）組合平口鉗實（shí）際上屬於組合夾（jiá）具中的“合（hé）件”，與其它組合（hé）夾具元（yuán）件相比其（qí）通用性更強、標準化程度更高、使用更簡便、裝夾（jiá）更可（kě）靠，因此在全球（qiú）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（shí）間，提高小批量生產效率。目前國（guó）際（jì）上常用的精密組合平口鉗裝夾範圍一般在1000mm以內的，夾緊力（lì）一般在5000Kgf以內。

需要注意的是（shì），這裏所說的精密組合（hé）平口鉗並不是（shì）老式機加虎鉗，老式機加虎鉗功能單一、製（zhì）造精度低、無法成組使用、使用壽命短，不（bú）適宜在數控機床、加工中心上使用。這裏所說的精密組合平口鉗是起源於（yú）歐美等工（gōng）業發達國家（jiā），專門針對數控機（jī）床、加工（gōng）中心特點所設（shè）計的一係（xì）列新型（xíng）平口鉗，此類產品具有裝夾柔（róu）性大、定位（wèi）精（jīng）度高、夾（jiá）緊快速、可成（chéng）組使用等特點，特別適合數控（kòng）機床、加工中心（xīn）使用。

電永磁夾具

電永（yǒng）磁夾具是以釹鐵硼等新（xīn）型永磁材料為磁力源，運用現（xiàn）代磁路原理而設計出來的一種新型夾具。大量的機加工（gōng）實踐表明，電永磁（cí）夾具可以大（dà）幅（fú）提高數控（kòng）機床、加（jiā）工中心的綜合加工效能。

電永磁夾具的（de）夾緊與鬆開過（guò）程隻需1秒左右，因此（cǐ）大幅縮短了裝夾時間；常（cháng）規機床夾具的（de）定位元件和（hé）夾緊元件占用空間較大，而電永（yǒng）磁夾具沒有這些占用空間（jiān）的元件，因此與常規機床夾具相比，電永磁夾具的裝夾範圍更大，這有利於（yú）充分利（lì）用數控機床的工（gōng）作枱（cī）和加工（gōng）行程，有利於提高數控機床的綜合（hé）加工效（xiào）能。電（diàn）永磁夾具的吸力（lì）一般在15~18Kgf/cm2，因此一定要保證吸力（夾緊力）足夠抵抗切削力，一般情況下，吸附（fù）麵積不應小於30cm2，即夾緊力不小於450Kgf。

宜大批量加工的數控機床夾具

大批（pī）量加工周期＝加（jiā）工等待時間＋工件加（jiā）工時間＋生產準備（bèi）時間“加（jiā）工等待時間”主要（yào）包括工件裝夾和更換刀具的時間。傳統的手動機床夾（jiá）具（jù）“工件裝夾時間”可（kě）達到大批量加工周期的10~30%，這（zhè）樣（yàng）“工件裝夾”就成為了影響生產效率的關鍵性因素，也是機床夾具“挖潛”的重（chóng）點對象。

故此大（dà）批量（liàng）加工宜采（cǎi）用快速定位、快速夾緊（鬆開）的專用夾具，可優先考慮以（yǐ）下三類機床夾具：

液（yè）壓/氣動（dòng）夾具

液壓/氣動夾具是以油壓或氣壓（yā）作為動力源，通過液壓元件或氣（qì）動元件來（lái）實現對工件的定位、支承與壓緊的專用夾（jiá）具。液壓（yā）/氣動夾具可以準確快速地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，工件的位置（zhì）精度由（yóu）夾具保證，加工精度高；定位及夾緊過程迅（xùn）速，極（jí）大的節省（shěng）了夾緊和釋放（fàng）工件（jiàn）的時間；同時具有結構緊湊、可多工位（wèi）裝夾、可進行高速重切削，可實現自動化控製等優點。

液壓/氣動夾具的上述優點（diǎn），使之特（tè）別適宜在（zài）數控機床、加工中心、柔性（xìng）生產線使用，特別適合大批量加工。

電永磁夾（jiá）具

電（diàn）永（yǒng）磁夾具所具有的快速（sù）夾緊、易實現多工位裝夾、一次裝夾可多麵加工、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（jù）相（xiàng）比，電（diàn）永磁夾具可以大幅縮短裝夾時間，減少裝夾次數，提高裝夾效率，因此（cǐ）不僅適用於小批（pī）量生產，亦適用於大批量（liàng）生產。

光麵夾具基（jī）座

光麵夾具基（jī）座在國內應用還不是很多，但在（zài）歐美等（děng）工業發達國家應用（yòng）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（shàng）的（de）定（dìng）位（wèi）麵已經精加工完畢。用戶可以（yǐ）根據（jù）自己的（de）實（shí）際需要，自（zì）行加工製作專用夾具。

光麵夾具基座可以有（yǒu）效縮短製造（zào）專（zhuān）用夾具的周期，減少生產準備時（shí）間，因而可以從總體（tǐ）上縮短大（dà）批（pī）量生產的周期，提高生產效率；同時可以降低專用夾具的（de）製（zhì）造成本。因此光麵夾具基座特別適合周期（qī）較緊的大批量生產。

合理使（shǐ）用夾具，挖掘設備潛（qián）能

經（jīng）驗表明（míng），為了提（tí）高（gāo）數控機床加工效（xiào）能，僅僅“選（xuǎn）對（duì）”數控機床夾具還（hái）是（shì）不夠的，還必（bì）須在“用好”數控機床（chuáng）夾具（jù）上下功夫。

下麵介紹三種常用的方法：

多工位法（fǎ）

多工位法的基本原理：通過一次裝夾（jiá）多個工件，達到（dào）縮短單位裝（zhuāng）夾時間，延長刀具有效切削時間的目的。多工位夾具即擁有多個定位夾緊位置（zhì）的夾具。

隨著數（shù）控機床的發展和用戶提高生產效率的需要，現在多（duō）工位夾具的應用越來越多。在液壓/氣動夾（jiá）具、組合夾（jiá）具（jù）、電永磁夾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（gè）夾具放在同一工作枱（cī）使用，同樣（yàng）可以實現“多工位”裝夾的目的。這種方法所涉及的夾具一般應經過（guò）“標準化設計、高精度製造（zào）”，否（fǒu）則難以（yǐ）達（dá）到數控機床工（gōng）序加（jiā）工的要求。

成組使用法可以充分（fèn）利（lì）用數控（kòng）機床行程，利於機床傳（chuán）動部件的均衡磨損；同時相關夾（jiá）具可獨（dú）立使用，實現多件裝夾，又（yòu）可聯合使用，實現大規格工件裝夾。

局部快換法

局部快換法是（shì）通過對（duì）數控機床夾具的局部（定位元件、夾緊（jǐn）元（yuán）件、對刀元件和引導元件）進行快（kuài）速更換（huàn），達到迅速改變夾具功能或使用方式的目的。例如：快（kuài）換（huàn）組合平口鉗，可以通過（guò）快速更換鉗口實現裝（zhuāng）夾功能的改變，比如由裝夾方料（liào）轉變（biàn）成（chéng）裝夾棒料；也可以通（tōng）過快速更換夾（jiá）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（fǎ）大幅縮短了更換及調整夾（jiá）具（jù）的時間，在小（xiǎo）批量生產中（zhōng）優勢較為明顯。