數控機床工裝夾具（jù）的選擇和使用常識（shí）！

目前，機械加工按生產批量可分為兩大（dà）類（lèi）：一類是單件、多（duō）品種、小批量（簡稱小批量（liàng）生產）；另一類是少品種、大批量（簡稱大批量生產）。其中前（qián）者大約占（zhàn）到機械加工總產（chǎn）值的70~80%，是機械加工（gōng）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（chuáng）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（xiè）工程師精英小編今天（tiān）為大家詳細介紹數控機床夾具的（de）合理選擇及應用（yòng）。

如何提高數控機床利用率？通過（guò）技（jì）術分析，夾具的使用有很大（dà）的關係。據不完全統計，國內（nèi）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，中國數控機床保有量近（jìn）一百萬台，也就是（shì）說有50萬台以上的數控（kòng）機床由（yóu）於（yú）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（jiá）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（xiào）益。

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

下麵推薦三類小批量生產（chǎn）可（kě）優先考（kǎo）慮的數控機床夾具（jù）：

組合夾具

組（zǔ）合夾（jiá）具又稱為“積木式夾具”，它由一係列經過標（biāo）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（yǐ）根據加工要求，象“搭積木”一樣（yàng），快速拚裝出各種類型的（de）機床夾具。由於組合夾具省去了設（shè）計和製造專用（yòng）夾具時間，極大地縮短了生產準備時間，因（yīn）而有（yǒu）效地縮短了小批量生產周期，即提高了（le）生產效率。另外，組合夾具（jù）還具有定（dìng）位精度高、裝夾柔性大、循環重複使用、製造節能節（jiē）材、使用成本低廉等（děng）優點。故小批量加工，特別是產品（pǐn）形狀較為複雜時可優先（xiān）考慮使用組合夾具。

精密組合平口鉗

精密組合平口鉗實際上屬於組合夾具中的“合件”，與其它組合夾具元（yuán）件相比其通用（yòng）性更強、標準（zhǔn）化（huà）程度更高、使用更簡（jiǎn）便、裝夾更可靠，因此在全球範圍內得到了廣泛的應用。精密組（zǔ）合平口鉗具有快速安裝（拆（chāi）卸）、快速裝夾等優點，因此可以縮（suō）短生產準備時間，提高小批量生產效率。目前國際上常用的精密組合平口鉗裝夾（jiá）範圍（wéi）一般在1000mm以（yǐ）內的，夾（jiá）緊力一般在5000Kgf以內。

需要注意的是，這裏所說的精密組合（hé）平口鉗並不是老式機加虎鉗，老式機加（jiā）虎鉗功能（néng）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、加工中心上使用。這裏所說的精密組合平口鉗是起源（yuán）於歐美等工業發達國家，專門針對數控機（jī）床、加工（gōng）中心特點所（suǒ）設計的一係列新型平口鉗，此類產品具有裝夾（jiá）柔性（xìng）大、定位精（jīng）度高、夾緊快速、可成組使用等特點，特別適合數（shù）控機床、加工中心使用。

電永（yǒng）磁夾（jiá）具

電永磁夾具是以釹鐵硼（péng）等新型永磁材料為（wéi）磁力源，運用現代磁路原理而（ér）設計（jì）出來的（de）一種新型夾具。大量的機加工實踐表明，電永磁夾具可以大幅提高數控機床、加工中心的綜合加工效能。

電永磁（cí）夾具的夾緊與鬆（sōng）開過程隻需1秒左右，因此大幅縮短了（le）裝夾時間；常規機床夾（jiá）具的定位元件和夾緊元件占用空（kōng）間較大（dà），而電永磁夾具沒有這些占用空間的元件，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（lì）於充分利用數控機床的工（gōng）作枱（cī）和加工行程，有利於提高數控機床的綜合加工效能。電（diàn）永磁夾具（jù）的吸（xī）力一（yī）般在15~18Kgf/cm2，因（yīn）此一定要保證（zhèng）吸力（夾緊力）足夠抵抗切削力，一般情況下，吸附麵積（jī）不應小於30cm2，即（jí）夾緊力不小於450Kgf。

宜（yí）大批（pī）量（liàng）加工的數控機（jī）床夾具

大批量加工周期＝加工等待時間＋工件加工時間＋生產準備時間“加工等待時間”主要包括工件裝夾和（hé）更換刀具的時（shí）間。傳統的手動機床夾具“工件（jiàn）裝夾時間”可（kě）達到大批量加工周期的10~30%，這樣（yàng）“工件裝夾（jiá）”就成為了影響生產效率的關鍵性因（yīn）素，也是機床夾具（jù）“挖潛”的重點對（duì）象。

故此大批量（liàng）加工宜采用（yòng）快速定（dìng）位、快速夾緊（鬆（sōng）開）的專用夾具，可優先考慮以下三類機床夾具：

液壓/氣動夾具

液壓（yā）/氣動夾具（jù）是以油壓或氣壓作為動力源，通過（guò）液壓元件或氣動元件來實現對工件的定位（wèi）、支承與（yǔ）壓（yā）緊的專用夾（jiá）具。液壓/氣（qì）動夾具可（kě）以準確快速地確定工件與（yǔ）機床、刀（dāo）具之間的相互位置，工（gōng）件的位置（zhì）精度由夾具保證，加工精度高；定位及夾緊過程迅速，極大的節省了（le）夾（jiá）緊和釋（shì）放工（gōng）件的時間；同時具有結構緊湊、可多工位裝夾、可進行高速（sù）重切削，可實現自（zì）動化控製等優點。

液壓/氣（qì）動夾具的上述優點（diǎn），使之特（tè）別適（shì）宜在數控（kòng）機床、加工中心、柔性生產線使用，特別（bié）適合（hé）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（xiàn）多工位裝夾、一（yī）次裝夾可多麵加工、裝夾平穩（wěn）可（kě）靠、節能（néng）環保、可實現自動化控（kòng）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（cì）數，提高裝夾（jiá）效率，因此不僅適用（yòng）於小批量生產，亦適用於大批量生產。

光麵夾（jiá）具基座

光麵夾具基座在國內應（yīng）用（yòng）還不是很多，但在歐美等工業發（fā）達國家應用很廣泛。它實際上就是（shì）經過精加工的夾（jiá）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工完畢。用戶可以根據自己的實際需要，自行加工製作專用夾具（jù）。

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，因而可以從總體上縮短大批（pī）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（hé）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（míng），為了提（tí）高數控機床加工效能，僅僅（jǐn）“選對”數控機床（chuáng）夾具還是不夠的，還必須（xū）在“用好”數控機床夾具上下功夫。

下麵介紹三種常用的方法：

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（yǒu）效（xiào）切削時間的目的。多工位夾具即擁有多個定位夾緊（jǐn）位置的夾具。

隨著數控機床的發展和用戶提高生產效率的需要，現在多工位夾具的（de）應用越來（lái）越（yuè）多。在液壓/氣動夾具、組合夾具、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（jǐ）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。這種方法所涉（shè）及的夾（jiá）具一般應（yīng）經過“標準化設計、高精度製造”，否則難以達到（dào）數控機床工序加工（gōng）的要求。

成組使用（yòng）法可以（yǐ）充分利用數（shù）控機床（chuáng）行程，利於機床傳（chuán）動部件的均衡磨損；同時相關夾具可獨立使（shǐ）用，實現多件裝夾，又可聯合（hé）使用，實現大規格工件裝夾。

局（jú）部快換（huàn）法

局部快換法是通過對數控機床夾具的局部（bù）（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的。例如：快換組合平口鉗，可以通過快速更換鉗口實現裝夾功能的改變，比如由裝夾（jiá）方料轉變成裝夾棒料；也可以通過快速更換夾（jiá）緊元件實現夾緊方（fāng）式的改變，比如由（yóu）手（shǒu）動（dòng）夾緊（jǐn）轉變成液（yè）壓夾緊。局部快換法大幅（fú）縮短了更（gèng）換及調整夾具的時間，在小批量（liàng）生產中優勢較為明顯。