數控機床工裝夾具的選擇和使用常識！

目前，機械加（jiā）工按生產（chǎn）批量可分（fèn）為兩（liǎng）大類：一類是（shì）單件、多品種、小批量（簡稱小批量生產）；另一類是少品種、大批量（簡稱大批量生產（chǎn））。其中前者大約占到機械加工總產值的70~80%，是（shì）機械加工的主體（tǐ）。

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）選用的夾具不合適，從而（ér）使（shǐ）數控機床的（de）生產效（xiào）率大幅降低。機械工程（chéng）師精（jīng）英小（xiǎo）編今天為（wéi）大家詳細介紹數控機床夾（jiá）具的合理選擇及應用。

如何（hé）提高數控機床利用率？通（tōng）過技術分析，夾具（jù）的使用有很大的關（guān）係。據不完全統計，國內企業數控機床選用夾具不合理的（de）比例高達50%以上。至2010年底，中國（guó）數控機床（chuáng）保有量近一百萬台，也就（jiù）是說有50萬台以上的數控機床由於夾具選擇不合理或應用（yòng）不當，而（ér）出現了“窩工（gōng）”現象；從另（lìng）外一個角度來講，在數控機床夾（jiá）具（jù）的選擇與應用（yòng）上大有文章可做，因為其中蘊含枱（cī）可觀的（de）潛在經濟效益。

小批（pī）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“工件加工時間”很短，因此“生產（準（zhǔn）備/等（děng）待）時間”的長短對（duì）於加工周期有枱至（zhì）關重要的影響。要想提高生產效（xiào）率（lǜ），就必須想（xiǎng）辦（bàn）法縮短生產（準備/等待）時間。

下麵（miàn）推薦三類小批量生產可優先考慮的數控機床夾具：

組（zǔ）合夾具

組合夾具又稱為“積木式夾具（jù）”，它由一（yī）係列經過標（biāo）準化設計、功（gōng）能各異、規格尺寸不同的機（jī）床夾具（jù）元件組成，客戶可以根據加（jiā）工要求，象“搭積（jī）木”一樣，快速拚裝（zhuāng）出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，極大地縮短了生產準備時間，因（yīn）而有效地縮短了小批量生產周期，即提高了生產效率。另外，組合夾具還（hái）具有（yǒu）定（dìng）位精（jīng）度（dù）高（gāo）、裝夾（jiá）柔性大、循環重複使用、製造節能節材、使用成本低廉等優點。故小批量加工，特別是產品形狀較為（wéi）複雜（zá）時可優先考慮使用組合夾具。

精密組合（hé）平口鉗

精密組合平口鉗實際上屬於組合夾具中的“合件”，與其它組合夾具元件相比其通（tōng）用性更強、標準化程度更（gèng）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（de）應用。精密組合平口鉗具有快速安裝（拆卸）、快（kuài）速裝夾等優點，因此可以縮短生產準備（bèi）時間，提高（gāo）小批（pī）量生產效率。目前國際上常用的精密組合（hé）平口鉗（qián）裝夾範圍一般在1000mm以內的，夾緊力一般在5000Kgf以內。

需（xū）要注意的是，這裏（lǐ）所說的精（jīng）密組合平（píng）口鉗並不（bú）是老式機加虎鉗，老式機加虎鉗功能單一、製造精度低、無法成組使用（yòng）、使用（yòng）壽命短，不適宜在數控機床、加工中心上使用。這裏所說的（de）精密組合平口鉗是起源於歐美等工業發達國家，專門針對（duì）數控機床、加工中心特點所設計的（de）一係列新型平口鉗，此類產品具有裝夾柔性大、定位（wèi）精度高、夾緊快速、可成組使用等特點，特別適合數控機床、加工中心使用。

電永磁夾具

電永磁夾具是以釹鐵硼等新型永磁材料為（wéi）磁力源，運用現代磁路原理而設計出（chū）來的一種新型夾具。大量（liàng）的機加工實踐表明，電永磁夾具可以大（dà）幅提高數控機床、加工（gōng）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，因此大幅縮短了裝夾（jiá）時間；常規機床夾具的定位元件和夾緊元件占用（yòng）空間較大，而電永磁（cí）夾具沒有這些占用空間（jiān）的元件，因此與常規機床夾具（jù）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床的工作枱和加（jiā）工行程，有利於（yú）提高數控機床的綜合加工效能。電永磁夾具的吸力一般在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，吸附麵積不應小於30cm2，即夾緊力不小於450Kgf。

宜大批量（liàng）加工的數控機床夾具

大批量（liàng）加工周期＝加工等待時間＋工件加工時（shí）間＋生產（chǎn）準備時間“加工等待時間”主要包（bāo）括工件裝夾和更換刀具的時間。傳（chuán）統的手動機（jī）床（chuáng）夾具（jù）“工件裝夾時間”可達到大批量加工周期的10~30%，這樣“工件裝夾”就成（chéng）為（wéi）了影響生產效率的關鍵性因素，也是機（jī）床（chuáng）夾具（jù）“挖（wā）潛”的重點對象。

故此（cǐ）大批量加工宜采用快速定位、快速（sù）夾緊（鬆開）的專用夾具，可優先考慮以（yǐ）下三（sān）類機床夾具：

液壓/氣動夾具

液壓/氣動夾具（jù）是以油壓或氣壓作（zuò）為動力源，通（tōng）過液壓元件或（huò）氣動元件來實（shí）現對工件的定位（wèi）、支承與壓緊的專用夾具。液壓/氣動夾具可（kě）以準確快速地（dì）確定工件與機（jī）床、刀（dāo）具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，加（jiā）工精度（dù）高；定位及夾緊過程迅速，極大的（de）節省了夾緊和釋放工件的時間（jiān）；同時具有結構緊湊、可多工位裝夾、可進行（háng）高速重切削，可實現自動（dòng）化控製等優點。

液壓/氣動夾（jiá）具的上述優點，使之特別適宜（yí）在數控機床、加工中心、柔性生（shēng）產線使用，特別適合大批量加工。

電永磁夾具

電永磁夾具所具（jù）有的快速夾緊、易實現多（duō）工位裝夾、一次裝夾可多麵加（jiā）工、裝夾平穩可靠、節能環保、可（kě）實現自（zì）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（jiān），減少裝夾（jiá）次數，提高裝夾效率，因此不僅適用於小批量生產，亦適（shì）用於大批量生產。

光（guāng）麵夾具基座（zuò）

光麵夾具基座在國（guó）內應用還不是很多，但在歐美等工業發達國家應用很廣（guǎng）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（de）定位麵已經精加工完畢。用戶（hù）可以根據自己的實（shí）際需要，自行加工製作專用夾具（jù）。

光麵夾具基座可（kě）以有效縮短製造專用夾具的周（zhōu）期，減少生產準備時間，因而可以從總體上縮短大批量生產（chǎn）的周期，提高（gāo）生產效率；同（tóng）時可以降低專用夾具的製造成本。因此光（guāng）麵夾具基座特別適合周期較緊的大（dà）批量生產。

合理使用夾具，挖掘設備潛能

經驗表明，為了（le）提高（gāo）數控機床加工效能，僅僅“選對”數控機床夾具還是（shì）不夠的，還必須（xū）在“用好”數控機床夾具（jù）上下（xià）功夫。

下麵介紹三種常用（yòng）的方法：

多工位法

多工（gōng）位法的基本原（yuán）理：通過一次裝夾多個工件，達到縮短單位（wèi）裝夾時間，延（yán）長刀具有（yǒu）效切削時間的目的。多工位夾具即擁有多個定位夾緊位（wèi）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來越多。在液壓/氣動夾具、組合夾具（jù）、電永磁夾具和精密組合平口鉗的結構設（shè）計中多（duō）工位設計越來越普遍。

成組（zǔ）使用法

將相同的幾個夾具放在同一工（gōng）作枱使用，同樣可以實現“多工位”裝夾的目的。這種方（fāng）法所（suǒ）涉（shè）及的（de）夾具一般應經過“標準化設計（jì）、高精度（dù）製（zhì）造”，否（fǒu）則難以（yǐ）達到數控機床工序加工的（de）要求。

成組使用法可以充分利用數控機床行（háng）程，利於機床傳動部（bù）件的均衡磨損；同時相關夾具可獨立使用（yòng），實現多件裝（zhuāng）夾，又（yòu）可聯合使用，實現大（dà）規格工件裝夾。

局部（bù）快（kuài）換法

局部快換（huàn）法（fǎ）是通過對數控機床夾（jiá）具的局部（定位元件、夾緊元件、對刀元件（jiàn）和引導元件）進行（háng）快速更換，達到迅速改（gǎi）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（de）改變，比如由裝夾方料轉變（biàn）成裝夾（jiá）棒料（liào）；也可以通過快速更換夾緊元件（jiàn）實現夾緊方式（shì）的改變，比如（rú）由手動夾緊轉變成液壓夾（jiá）緊。局部快換法大幅縮短了更換及調整夾具的時間，在小批量生產（chǎn）中優勢較為明顯（xiǎn）。