數控機床工裝夾具的選擇和使用常識！

目前，機械加工按（àn）生產批量可分（fèn）為兩（liǎng）大類：一類（lèi）是單件、多品種、小批量（簡稱小批量生產（chǎn））；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械加工總產值的70~80%，是機械加工的主體。

同樣一款機床，為何生（shēng）產效率卻相差好幾倍？得出的結論是：數控機床選用的（de）夾具不合（hé）適，從而使數控機床（chuáng）的生產效率大幅降低。機（jī）械工程師精英小編今天為大家詳（xiáng）細（xì）介紹數控機床夾具的合理選擇及應用。

如（rú）何提高數控機床利用率？通過技（jì）術分析，夾具的（de）使用（yòng）有很（hěn）大的關係。據不完全統計，國內企業數控機床選用夾具不合理的比例高達50%以上。至2010年（nián）底，中國數控機床保（bǎo）有量近一百（bǎi）萬台（tái），也就是說有50萬台以上的數控機床由於（yú）夾具選擇不合理（lǐ）或應用不當，而出現了“窩工”現象；從另外一個角（jiǎo）度來講，在數控機床夾具的選（xuǎn）擇與應用上大有（yǒu）文章可做，因（yīn）為其中蘊含枱可觀的潛在（zài）經濟效益。

小批量生產周期﹦生產（準備/等待）時間+工件加工（gōng）時間由（yóu）於（yú）小批量生產“工件加工時間（jiān）”很短，因（yīn）此“生產（準備/等待）時間”的長短對於加工周期有（yǒu）枱至關重要的影響。要想提高生產效率，就必須想辦法縮短生產（準備/等待）時間。

下（xià）麵（miàn）推薦三（sān）類小批量生產可優先考慮的數控機床夾具：

組合夾具（jù）

組（zǔ）合夾具又稱為“積木式夾具”，它由一係列經過（guò）標準化設計（jì）、功能各異、規格（gé）尺寸不同的機床夾具元件組成，客戶可以（yǐ）根據（jù）加工要求，象“搭積木”一樣，快速拚（pīn）裝出各種類型的機床夾具。由（yóu）於組合夾具省去（qù）了設計和製造專用（yòng）夾具時間，極大地縮短了生產準備時（shí）間，因而有效地縮短了小批量（liàng）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、裝夾柔性大（dà）、循環重（chóng）複使用、製造節能節材、使用成本（běn）低廉（lián）等優點。故小批量加工，特別是產品（pǐn）形狀（zhuàng）較為複（fù）雜時可優先（xiān）考慮使用組合夾具。

精密組合平口鉗

精（jīng）密（mì）組合（hé）平口鉗實際上屬於組合（hé）夾具（jù）中的“合件”，與其它組合夾（jiá）具（jù）元件相比其通用性更強、標準化程（chéng）度更（gèng）高、使用更簡便、裝夾更可靠（kào），因此在全球範圍內得到了廣泛的應用。精密（mì）組（zǔ）合平口（kǒu）鉗具有（yǒu）快速安裝（拆卸）、快速裝夾等優點，因（yīn）此可以（yǐ）縮短生產準（zhǔn）備時間，提高小批量生產（chǎn）效率。目前國際上常用的精密組合平口鉗裝（zhuāng）夾範圍一般在1000mm以內的，夾緊（jǐn）力一般在5000Kgf以內。

需要注（zhù）意的是，這裏（lǐ）所說的精（jīng）密組合平口鉗並不是老式機加虎鉗，老式（shì）機加虎鉗功能單一、製（zhì）造精度低、無法成組（zǔ）使用、使用壽命短，不適宜在數（shù）控機床、加工中心上（shàng）使用。這裏所說（shuō）的精密組合平口鉗是起源於歐美等工（gōng）業發（fā）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（xīn）型平（píng）口鉗，此類產品具有裝夾柔（róu）性大、定位精度（dù）高、夾緊快速（sù）、可成組使用等特點（diǎn），特別適合數控機（jī）床、加工中心（xīn）使（shǐ）用。

電永磁夾具（jù）

電永磁夾具是以釹鐵硼等新型永（yǒng）磁（cí）材料為磁力源，運用現代磁路原理而設計出來的一種新型夾具。大量的機加工實踐表明，電永磁夾具可（kě）以大幅（fú）提高數控機床、加（jiā）工中心的綜（zōng）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（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，而電永磁夾具（jù）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（cí）夾具的裝夾範圍更大，這（zhè）有利於（yú）充分利用數控機床的工作枱和加（jiā）工行程，有利於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（bān）情況下，吸附麵積不應小於（yú）30cm2，即（jí）夾緊力（lì）不小於450Kgf。

宜大批量加工（gōng）的數控機床夾具

大批（pī）量加工（gōng）周期＝加工（gōng）等待時間（jiān）＋工件加工時間＋生產準備時間“加工等（děng）待（dài）時間（jiān）”主要包括工（gōng）件裝夾和更換刀具（jù）的時間。傳統的手動機床夾具“工件裝夾（jiá）時間”可達到大批量加工周期的（de）10~30%，這樣“工件裝（zhuāng）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（chóng）點對象。

故（gù）此大批量加工（gōng）宜（yí）采用快速定位、快速夾緊（鬆開（kāi））的專用夾具，可優先考慮以下三類機床夾具：

液壓（yā）/氣（qì）動夾具

液壓/氣動夾具是以油壓或氣壓作為動力源，通（tōng）過液（yè）壓元件或氣動元件來實現對工件的定位、支承與壓緊（jǐn）的專用（yòng）夾具（jù）。液壓/氣動夾具可以準確快速地確定工（gōng）件與機床、刀具之間的相（xiàng）互位置，工件的位置精度（dù）由夾具保證，加（jiā）工精度高；定位及夾緊（jǐn）過程（chéng）迅速，極大的節省了夾（jiá）緊和釋放工件的時間；同時具有結構緊湊、可多工位裝夾、可進行（háng）高速重切（qiē）削，可實現自動化控製等優點。

液壓/氣動夾具的上述優點，使之特別適宜在數控機（jī）床、加工中（zhōng）心、柔性（xìng）生產線使用，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（diàn）永磁夾具可（kě）以（yǐ）大幅縮短裝夾時間，減少裝夾次數，提高裝夾效率，因此不僅適用於小批量（liàng）生產，亦適用於大批量生產。

光麵（miàn）夾具基座

光麵夾具基座在國內應用還不是很多，但在歐美等工業發達國家應用很廣泛。它實際上就是經（jīng）過精加工的夾具基體精毛坯，元件與機床定位連接部（bù）分和零件在夾具上（shàng）的定（dìng）位麵已經精（jīng）加工（gōng）完畢。用戶可以根據自己的實際需要，自行加（jiā）工製（zhì）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（jiǎn）少生產準備時間，因而可以從總體（tǐ）上縮短大批量生產的周（zhōu）期，提高生產（chǎn）效率；同時可以降低專用夾具的製（zhì）造成本。因此光麵夾具基座特別適合周期較緊的大批量生（shēng）產（chǎn）。

合理使用夾具，挖掘設（shè）備潛能

經驗表明，為了提高數控機床加工（gōng）效能，僅僅“選（xuǎn）對”數控機（jī）床夾具還是不夠的，還必須在“用好”數控機床夾具上下功夫（fū）。

下麵介紹三種常用的（de）方法：

多工位法

多工位（wèi）法的基本原理：通過一次裝夾多個工件，達到縮（suō）短單位裝夾時間，延（yán）長刀具有效切削時間的目的。多工位夾具即擁（yōng）有多個定位夾緊位置的夾具（jù）。

隨著數控機（jī）床的發展和用戶提高（gāo）生產效率的需要，現在多工位夾具的應用越來越多。在液壓/氣動夾具、組合夾（jiá）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（chéng）組使用法

將相同的幾個夾具放（fàng）在同一工作枱使用，同樣可（kě）以實現“多工位”裝（zhuāng）夾的目的。這種方法所涉及的夾具（jù）一般應經過“標準化設計、高精（jīng）度製（zhì）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（xiàng）關夾具可獨立使用，實現多件裝（zhuāng）夾，又可聯合使用，實（shí）現大規格工件裝夾（jiá）。

局部快換法

局部快換法是通過對數控機床夾具的局部（bù）（定位元件、夾緊元件、對刀元件和引導元（yuán）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（yǐ）通過快速更換鉗口實現裝夾功能的改變，比如由裝夾方料轉變成裝夾棒（bàng）料；也可以通（tōng）過快速更換夾緊元件實（shí）現夾緊方式的改變，比如由（yóu）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具的時間，在小批量生產（chǎn）中優勢（shì）較為明顯。