數控機床工裝夾具的選擇和使用（yòng）常識！

目前，機械加工按生產批量可分為兩大類：一類是單件、多品種、小批量（簡稱小批量生產）；另一類是（shì）少品種、大批量（liàng）（簡稱大（dà）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（jī）械加工的主體。

同（tóng）樣（yàng）一款機床（chuáng），為（wéi）何生產效率卻相差好（hǎo）幾倍？得出的結（jié）論是：數（shù）控機床選用的夾（jiá）具不合適（shì），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為大家詳（xiáng）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關係。據不完全統計，國內企業數控（kòng）機床選用夾具不合理的比例（lì）高達50%以上。至2010年底，中國數控機床保有量近一百萬台，也就是說有50萬台以上的數控機床由於夾具選擇不合理或應用不當，而出（chū）現了“窩（wō）工”現象（xiàng）；從另（lìng）外一個角度來講，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的潛在經濟效益。

小批（pī）量生產周期﹦生產（準備/等待）時間+工（gōng）件加工時間由（yóu）於小批量生產“工件加工時間”很短，因（yīn）此（cǐ）“生產（準備/等待）時間（jiān）”的長短對於加工周期有枱至關重（chóng）要的（de）影響。要想提高生產效率，就必（bì）須想辦法縮短生產（準備/等待）時間。

下麵（miàn）推薦三類小批量生產（chǎn）可優先考慮的數控機床夾具：

組合夾具

組（zǔ）合夾（jiá）具又稱（chēng）為“積木式夾具”，它由一係列經過（guò）標準（zhǔn）化設計、功能各異（yì）、規格尺寸不同的機床夾具元件組（zǔ）成，客戶可以（yǐ）根據加工要求，象“搭積木”一樣，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，極大地縮短了生（shēng）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，組合夾具還具有定位精度高、裝夾（jiá）柔性大、循（xún）環重複使用、製造節能節材、使用成本（běn）低廉等優點。故小批量加工，特別是產（chǎn）品形狀較為複（fù）雜時可優先考慮使用組合夾具。

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（tā）組合夾具元件相比其通用性更強、標準化程度更高、使用（yòng）更簡便、裝夾更可靠，因此在全球範圍內得到了廣泛（fàn）的應用。精密組合平口鉗具有快速安（ān）裝（拆卸）、快速裝（zhuāng）夾等優點，因此可以縮短生產準備時間，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範圍一般在1000mm以內的，夾緊力一般在（zài）5000Kgf以內。

需要注意的是，這裏所說的精密（mì）組合平口鉗並不是老式機加（jiā）虎鉗，老（lǎo）式機加虎（hǔ）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（jiā）工中心上使用。這裏（lǐ）所說的（de）精密組合平口鉗是起（qǐ）源於歐美等工（gōng）業發達國家，專門針對數控機床、加工中心特點所設計的一係列新型平口鉗，此類產品具有（yǒu）裝夾柔性大（dà）、定位精度（dù）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（shǐ）用。

電（diàn）永（yǒng）磁夾具

電永磁夾具是以釹（nǚ）鐵硼等新（xīn）型永磁（cí）材料為磁力源（yuán），運用現（xiàn）代磁路原理而（ér）設計（jì）出來的一種新型夾具。大量的機（jī）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（xīn）的綜合加（jiā）工效能。

電永磁夾具的夾緊與鬆開過程隻需1秒（miǎo）左（zuǒ）右，因此大幅縮短了裝（zhuāng）夾時間；常規機床夾具的定位元件和夾緊元件占用空間較（jiào）大，而電（diàn）永磁（cí）夾具沒有這些占用空間的元（yuán）件，因此（cǐ）與常規機床夾具相比，電永磁夾具的裝夾範圍更（gèng）大（dà），這有（yǒu）利（lì）於充分利用（yòng）數（shù）控機床的工作枱和加工行程，有利於提高（gāo）數控機床的綜合加（jiā）工效能。電永磁夾具的（de）吸力一般在15~18Kgf/cm2，因（yīn）此一（yī）定要保證吸力（夾緊力）足夠抵抗（kàng）切削力，一（yī）般情況（kuàng）下（xià），吸附麵積不應小於30cm2，即夾（jiá）緊力不小於450Kgf。

宜大批量加（jiā）工的數控機床夾具

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（jiān）“加工等待時間”主要包括工件裝夾（jiá）和更換刀具的時間。傳統的手動機床夾具“工件裝夾時間”可達到大批量（liàng）加工周期的10~30%，這樣“工件（jiàn）裝夾”就成（chéng）為了影響生產效率的關鍵性因素，也是機床夾具“挖潛”的重點（diǎn）對象。

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

液壓/氣動夾具

液壓/氣動夾具是以油（yóu）壓或氣壓（yā）作為動（dòng）力源，通過液壓元件或氣動元件來實現對工件的定位、支承與壓（yā）緊的專（zhuān）用夾具。液壓/氣動夾具可以準確快速地確定工件與機床、刀具之間（jiān）的相互位置，工件的位置（zhì）精度（dù）由夾具保證，加工精度高；定位（wèi）及夾緊過程（chéng）迅速，極大（dà）的節省了夾緊和釋放工件的時間（jiān）；同時（shí）具有結構緊湊（còu）、可多（duō）工位裝夾、可進（jìn）行高速重切削，可實現自（zì）動化控製（zhì）等優點。

液壓（yā）/氣動夾具的上述優點，使之特別適宜在數控機床、加工中心、柔性生產線使用，特別適合大批（pī）量（liàng）加工。

電（diàn）永磁夾具

電永磁夾具所具有的快速夾緊、易（yì）實現（xiàn）多工位裝夾、一（yī）次裝夾可多麵加工、裝夾（jiá）平（píng）穩可（kě）靠、節能環保、可實現自動化控（kòng）製等優點。與常規機床夾具相比，電（diàn）永磁夾具可以大幅（fú）縮短裝夾時間，減少裝（zhuāng）夾（jiá）次數，提高裝夾效（xiào）率，因此不僅適用（yòng）於小批量生產，亦適（shì）用於大批量（liàng）生產。

光麵夾具基座

光麵夾具基座在國（guó）內應用還不是很多（duō），但在歐美等（děng）工業發達國家應用很（hěn）廣泛。它實（shí）際上就是（shì）經過精（jīng）加工的夾具基體精毛坯，元（yuán）件與機床定位連接（jiē）部分和零件在（zài）夾具（jù）上的定位麵已經精加工完畢（bì）。用戶可以根據自己的實際需要，自（zì）行加工製作專用（yòng）夾具。

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

合理使用夾具，挖掘設（shè）備潛能

經驗表明，為了（le）提高數控機床加工效能，僅僅（jǐn）“選對”數控機床夾具還是不夠的，還必須在“用好”數控機床夾具上下功夫。

下麵（miàn）介紹三種（zhǒng）常用的方法：

多工位法

多工位法的（de）基本原理：通過一次裝夾多個工件，達到縮短（duǎn）單位裝夾時間，延長刀（dāo）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的夾（jiá）具。

隨（suí）著數控機床的發展和用戶提高生（shēng）產效率的需要，現在多工位夾具的應（yīng）用越來越多。在液壓/氣動夾具、組合夾具、電永磁夾（jiá）具和精密組合平口（kǒu）鉗（qián）的結構設計中多工位設計（jì）越來越普遍。

成組使用法

將相同的幾（jǐ）個夾具放在同（tóng）一工作枱使（shǐ）用，同樣可以實現“多工位”裝（zhuāng）夾（jiá）的目的。這種方（fāng）法所（suǒ）涉及（jí）的夾（jiá）具一般應經過“標（biāo）準化設計、高精度製造”，否則難以達到數控機床工序加工的要求。

成組使用法可以充分利用數控機床行程，利於機床傳動部件的均衡磨損；同時相關夾具可獨立使用，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（jú）部快換法是通過對數控機床夾具的局部（定位（wèi）元件、夾緊元件、對刀元件和引導元件）進行快速更換，達到迅速改變夾（jiá）具功能或（huò）使（shǐ）用方式的目（mù）的。例如：快（kuài）換組合平（píng）口（kǒu）鉗，可以通過快速更換鉗口實現裝夾功能（néng）的改變，比如由裝夾方料轉變成裝夾棒料；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。局部快換法大幅縮短了更換及調（diào）整夾具的（de）時間，在小批量生產中優勢較為明顯。