數控機床工裝夾具的選擇和使用（yòng）常識！

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

同樣一款（kuǎn）機床（chuáng），為何生產效率卻相差（chà）好幾倍（bèi）？得出的結論是：數控機床選（xuǎn）用的夾具不合適，從而使數控機床的生產效率大幅降（jiàng）低。機械工（gōng）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應（yīng）用。

如何提高數控機床利用率？通過技術分析，夾具的使（shǐ）用有很大的關係。據不完全統計，國內企業數控機床選用夾具不（bú）合理的比例高達50%以上。至（zhì）2010年底，中國數控機（jī）床保有量近一百萬（wàn）台，也就是說有50萬台以（yǐ）上的數控機床由於夾（jiá）具選擇不合理或應用不當，而出現了“窩工”現（xiàn）象；從另外一個角度（dù）來講，在數控機床夾具的選擇與應用上大有文章可（kě）做，因為其中蘊含枱可觀的潛在經濟效益。

小（xiǎo）批量生產周期﹦生產（準（zhǔn）備/等（děng）待）時間+工件加工時間由於小批量生產“工件加工時（shí）間”很短，因此“生產（準備/等待）時間”的長短對於加工周期有枱至關重要（yào）的影響。要想提高（gāo）生產（chǎn）效率，就必須想辦（bàn）法縮短生產（準備/等待（dài））時間（jiān）。

下麵推薦三類小批量生產（chǎn）可（kě）優先（xiān）考慮（lǜ）的數控機床夾具：

組合夾具

組合夾具又稱為“積木式夾（jiá）具”，它由一係列經過標準化設計（jì）、功能各異、規格尺（chǐ）寸不同的機床夾具元件組成，客戶（hù）可（kě）以根據加（jiā）工要求，象（xiàng）“搭積木”一樣，快速拚裝出各種類（lèi）型的機床夾具。由於組合夾具省去了設（shè）計和製造專（zhuān）用夾具（jù）時間，極大地縮短了生產（chǎn）準備時間，因而有效（xiào）地縮短了小批量生（shēng）產周期，即提高了生產效率（lǜ）。另外，組合夾具還具有定位精（jīng）度高、裝夾柔性（xìng）大、循環重複使用、製（zhì）造節能節材、使用成本低廉等優（yōu）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組合夾具。

精密（mì）組（zǔ）合平口鉗（qián）

精密組（zǔ）合平口鉗實際上屬於組合（hé）夾具（jù）中的“合件”，與其它組合夾具元件相比其通用性更強、標準化（huà）程度更高、使用更簡便、裝夾更可靠，因此在全球範圍內（nèi）得到了廣泛的（de）應（yīng）用。精密組合平口鉗具有快速安裝（拆卸（xiè））、快速裝（zhuāng）夾（jiá）等優點，因此可以縮短生產準備時間，提高小批量生（shēng）產效率。目前國際上常（cháng）用的精密組合平口（kǒu）鉗裝夾範圍一般在1000mm以內的（de），夾緊力一般在5000Kgf以內。

需（xū）要注意的（de）是（shì），這裏（lǐ）所說的精密組合平口鉗並不是老式（shì）機加虎鉗，老式機加虎鉗功能單一、製造精度低、無法成組使用、使用壽命短，不適宜在數控機床、加工中心（xīn）上使用。這裏所說的精密組合平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（gōng）中心特（tè）點所設計的一係列（liè）新型平口鉗，此類產品（pǐn）具有裝夾柔性大、定位精度高、夾（jiá）緊快速、可成組使用等特點，特別（bié）適合數控機床、加工中心使用。

電永磁夾具（jù）

電永磁夾具是以釹鐵（tiě）硼等新型永磁材（cái）料為磁力源，運用現代磁路原理而設計出來的一種新（xīn）型夾具。大量的機加工實踐（jiàn）表明，電永磁夾具（jù）可以大幅（fú）提高數控機床（chuáng）、加工中心的（de）綜合加工效能。

電（diàn）永磁（cí）夾具的夾緊與鬆開過程隻（zhī）需1秒左右，因此（cǐ）大幅（fú）縮短了裝夾時間；常規機床夾（jiá）具的定位元件和夾緊元件（jiàn）占用空間較大，而電永磁夾具沒有這些占用空間（jiān）的（de）元件，因此與常規機床夾具（jù）相比，電永磁夾具的（de）裝夾範圍更大，這有利於充分利用數控機床的工作枱和加工行程，有（yǒu）利於提（tí）高數（shù）控機床的綜合加工效能。電永磁夾（jiá）具的吸力一般（bān）在15~18Kgf/cm2，因此一定要保證吸力（夾緊力）足夠抵抗切削（xuē）力，一般情況下，吸附麵積不應小於30cm2，即夾緊（jǐn）力不小（xiǎo）於450Kgf。

宜大批量加工的數控機床夾具

大批量加工周期＝加（jiā）工等待時間＋工件加工（gōng）時間＋生產準備時間“加工等待時間”主要包括工件裝夾和更換刀具的時間。傳統的手動機床（chuáng）夾具“工件裝夾時間（jiān）”可達（dá）到大批量（liàng）加工周期的10~30%，這樣“工件裝夾”就成為了（le）影響生產效率的關鍵性因素，也是機床夾具（jù）“挖潛”的重（chóng）點對象。

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

液壓/氣動夾具

液壓/氣動夾具是以油壓或氣壓作為（wéi）動力源，通過（guò）液壓元件或氣動元件來實現對（duì）工件的定位、支承與壓緊的專用（yòng）夾（jiá）具。液壓/氣（qì）動夾具可以（yǐ）準確快速地確定工（gōng）件與機床、刀具之（zhī）間的（de）相互位置，工件的位置精度由夾（jiá）具保證，加工精度高；定位及夾緊過程迅速，極大的節（jiē）省了夾緊和釋放工件的時間；同時具有結構（gòu）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（shù）優點，使之特別適宜在數控機床、加工中（zhōng）心、柔性生產線使（shǐ）用，特別適合大批量加（jiā）工。

電永磁夾具

電永磁夾具所具（jù）有的快速夾緊、易實現多工位裝夾、一次裝夾可多麵加工、裝夾平穩可（kě）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，電永磁夾具可以大幅縮短裝夾時間，減少裝夾次數，提高裝夾效率，因此不（bú）僅適用於小批量（liàng）生（shēng）產，亦適用於大批量生產。

光麵夾具（jù）基座

光麵夾具基（jī）座在國內（nèi）應用還不是（shì）很多，但在歐美等工業發達國家應用很廣泛。它實際上就是經過（guò）精加工的夾具（jù）基體精毛坯（pī），元件（jiàn）與機床定位（wèi）連（lián）接部分（fèn）和零件在夾（jiá）具上的定位麵已經精加工完畢。用戶可以根據自（zì）己的（de）實際需要，自行加工製作專用夾具。

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

合理使用夾具，挖掘設備潛能

經驗表明，為了提高數控機床加工（gōng）效能（néng），僅僅“選對”數控機床夾具還是（shì）不夠的，還必須在“用好”數控機床夾具上下功（gōng）夫。

下麵（miàn）介紹三種常用的（de）方法：

多工位法

多工位法的基本原理：通（tōng）過一次裝夾多個工件，達（dá）到縮短單位裝夾時（shí）間，延長刀具有效切削時間（jiān）的目的（de）。多工位夾具即（jí）擁有多個定位夾緊（jǐn）位置的夾具（jù）。

隨著數控機床（chuáng）的發展和用戶提高（gāo）生產效率的需要，現在多工位夾具的應用越（yuè）來（lái）越多。在液壓/氣動夾具、組合夾具（jù）、電永磁夾（jiá）具（jù）和精密組合平（píng）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（zuò）枱使用，同樣可以實現“多工位”裝夾的目的。這（zhè）種方（fāng）法所涉及的夾具一般應經（jīng）過“標準化（huà）設計（jì）、高精度製（zhì）造（zào）”，否則難以達到數控機床工序加工（gōng）的要求。

成組（zǔ）使用法可以充分（fèn）利用數控機床行程，利於機床傳動部件的（de）均（jun1）衡磨損（sǔn）；同時相關夾具可（kě）獨立使用，實現多件裝夾，又可聯合使用，實現大規格工件裝夾。

局部快換法

局部快換法是通過（guò）對數控機床夾具的局部（定位元件、夾緊元件、對（duì）刀元件和（hé）引導元件（jiàn））進行（háng）快速（sù）更（gèng）換，達到迅速（sù）改變夾具功能或使（shǐ）用方式的目的。例如：快換組合平口鉗，可（kě）以通過快速更換鉗口實現裝夾功能的改變（biàn），比如由裝夾方料轉變成裝夾棒（bàng）料；也可以通過快速更換（huàn）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。局部快換法大幅縮短了更換及調整夾（jiá）具的時間，在小批量生產中（zhōng）優勢較為明顯。