數控機床工裝夾具的選擇和使用常（cháng）識！

目前，機械加工按生產批量可分（fèn）為（wéi）兩大類：一類是單（dān）件（jiàn）、多品種（zhǒng）、小（xiǎo）批量（簡（jiǎn）稱小批量生產）；另一類是少品種、大批量（簡稱大批（pī）量（liàng）生產）。其中前者大約占（zhàn）到機械加工總產值的70~80%，是機（jī）械加工的主體（tǐ）。

同樣（yàng）一款機床（chuáng），為何（hé）生產效率（lǜ）卻相差好幾倍？得出的結論是：數（shù）控（kòng）機床選用的夾具不合適，從而（ér）使數控（kòng）機床的生產效率大幅降低。機械工程（chéng）師精英小（xiǎo）編今天為大家詳細介紹數控機床夾具的合理選擇及應用。

如何提高數控（kòng）機床利用（yòng）率？通過技（jì）術分析，夾具的（de）使用有很大的關係。據不完全統計，國內企業數控機床選用夾具不合理（lǐ）的比例高達50%以上。至2010年底，中國數控機床保（bǎo）有量近一百萬台，也就是說有（yǒu）50萬台以上的數控機床由於夾具選擇不（bú）合理或應用不當，而出現了“窩工（gōng）”現象；從另外一個角度來講，在數（shù）控機床（chuáng）夾具的選擇與應用上大有文章可做，因為其中蘊（yùn）含枱可觀的潛（qián）在經濟效益。

小批（pī）量生產周（zhōu）期﹦生產（準備/等待）時間（jiān）+工件加工時間由於小批（pī）量生產“工件（jiàn）加工時間”很短，因此“生產（準備/等待）時間（jiān）”的長短對於加（jiā）工周期有（yǒu）枱至關重（chóng）要的影響。要（yào）想提高生產效率（lǜ），就必須想辦法縮（suō）短生產（準備/等（děng）待（dài））時（shí）間。

下麵推薦三類小批量生產可優（yōu）先考慮的（de）數控機床（chuáng）夾具：

組合夾具

組合夾具又稱為“積木式夾具”，它由一係（xì）列經過標準化設計、功能各異、規格尺寸不同的機（jī）床夾（jiá）具元件組成，客戶可（kě）以根據加工要求，象“搭積木”一（yī）樣，快速拚裝出各種類型的機床夾具。由於組合夾具省去了設計和製造（zào）專用夾具時間，極大地（dì）縮短了生產準（zhǔn）備（bèi）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（hé）夾具還具有定位精度高、裝夾柔性大、循環重複使用、製造（zào）節能節材、使用成本低廉等優點。故小批量加工，特（tè）別是產品形狀（zhuàng）較為複雜時可優先考（kǎo）慮使用組合夾具。

精密組合平口（kǒu）鉗

精密組合（hé）平口鉗實際上（shàng）屬於組合夾具中的“合件”，與其它組合夾具元件相比（bǐ）其通用性更強、標（biāo）準化程度更高、使用更（gèng）簡便、裝夾更可（kě）靠（kào），因此在全球（qiú）範圍內得到了廣泛的應用。精密組合平口（kǒu）鉗具有快速安裝（拆（chāi）卸）、快速（sù）裝（zhuāng）夾等優點，因此可以縮（suō）短生產（chǎn）準備時間，提高小批量生產效率。目前國際上常（cháng）用的（de）精密組合平口鉗裝夾範圍一般在1000mm以內的，夾緊力（lì）一（yī）般在5000Kgf以內。

需要注意的（de）是（shì），這裏所說的精密組合（hé）平口鉗並不是老式機（jī）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（yòng）壽命短，不適宜在數控機（jī）床、加工中心上使用。這裏所說的精密組（zǔ）合平（píng）口鉗是起源於歐美等工業發達國家，專門針對數控機（jī）床、加工（gōng）中心特點所設計的一係列新型平口鉗，此類產品具有裝夾柔性（xìng）大、定位精度高、夾緊快速、可成組使用等特點，特（tè）別適（shì）合數控機床、加工中心使用。

電永（yǒng）磁夾具

電永磁（cí）夾具是以釹鐵硼等新型（xíng）永（yǒng）磁材料為磁力（lì）源，運用現代磁路原理而設計出（chū）來的一種（zhǒng）新型夾（jiá）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（xīn）的綜合加（jiā）工（gōng）效能。

電永磁夾具的夾緊與鬆開過程（chéng）隻需1秒左右，因此大幅縮短了裝夾時間；常規機床夾具的定位元件和夾緊元件占用空間較大，而電永磁（cí）夾具沒有這些占用空間（jiān）的元件，因此（cǐ）與常規機床夾具相比（bǐ），電永磁（cí）夾具的裝夾（jiá）範圍更大，這有利（lì）於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（chuáng）的綜合加工效能。電永磁夾（jiá）具（jù）的吸力一般在15~18Kgf/cm2，因（yīn）此一定要保證吸力（夾緊（jǐn）力）足夠抵抗切削力，一般（bān）情況下，吸附麵積不應小於30cm2，即（jí）夾緊力不小於450Kgf。

宜大批量加工的（de）數控機床夾具

大批量加工周期＝加工等待時間＋工件加工時（shí）間（jiān）＋生（shēng）產準備時間“加工等待時間”主要包括工件裝（zhuāng）夾和更換刀具（jù）的時（shí）間。傳統的手動機床夾具“工（gōng）件裝夾時間”可達到大批量加工周（zhōu）期（qī）的10~30%，這樣“工件裝夾”就成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（diǎn）對象。

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

液壓/氣動夾具

液壓/氣動夾具是以油壓或（huò）氣壓作為動力源，通（tōng）過液壓元（yuán）件或氣動元件來實現對工件的定位、支承與壓緊的（de）專用夾具。液壓（yā）/氣動夾具可以準（zhǔn）確快速地確定工件與機床（chuáng）、刀具之間（jiān）的相互位置，工（gōng）件的位（wèi）置精度由夾具保（bǎo）證，加工精度高；定位及夾（jiá）緊過程迅速，極大的（de）節省（shěng）了夾緊和釋放工件的時間；同時具有結構緊湊、可多工位裝夾、可進行高速重切削，可實現自動化（huà）控製（zhì）等優點。

液壓/氣動夾具（jù）的上（shàng）述（shù）優點，使之特別適宜在數控機床（chuáng）、加工中心、柔（róu）性生產線使用，特別適合大批量（liàng）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（shí）現自動化控（kòng）製（zhì）等優點。與常（cháng）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（gāo）裝夾（jiá）效率，因此不僅適用於小批（pī）量生產，亦適用於大批量生產。

光麵夾具基座

光麵夾具基（jī）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（líng）件在夾具上的定位麵已（yǐ）經精加工完畢（bì）。用戶可以根據自己的實際需要，自行加工製作專用夾（jiá）具。

光麵（miàn）夾具基座可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（suō）短大批量生產的周期，提（tí）高生產效率；同時可（kě）以降低專用夾具的製造成本。因此光麵夾（jiá）具（jù）基（jī）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（kòng）機床加（jiā）工（gōng）效能，僅僅（jǐn）“選對”數控機床夾具還是不夠的（de），還必須在“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（guò）一次裝夾（jiá）多個工（gōng）件，達到縮短單位裝夾時間，延長刀（dāo）具有效切（qiē）削時（shí）間的目的。多工位夾具即擁有多個定位夾緊位置的（de）夾具。

隨著數控機床的發展和用戶提高生產（chǎn）效率的需要，現在多工（gōng）位夾具的應用越（yuè）來越多。在液壓/氣動夾具、組合夾具、電永磁（cí）夾具和精密組合（hé）平（píng）口鉗的結構設計（jì）中多工位設計越來越普（pǔ）遍。

成組使（shǐ）用法

將相同的幾個夾（jiá）具（jù）放在同（tóng）一工作枱（cī）使用，同樣可以實現“多（duō）工位”裝夾的（de）目的。這種方法所涉及的夾具一般應經過“標準化設計、高精度製造”，否則難以達到數控機床工序（xù）加工的（de）要求。

成組使用法可以充分利用數控機（jī）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（yòng），實現（xiàn）多件裝夾，又可聯合使用，實現大規（guī）格工件裝夾。

局部快換法

局部快換法是通過對數控機床夾具的局部（定位元件、夾緊元件、對刀元件（jiàn）和引導元件）進行快速（sù）更換，達到迅速（sù）改變夾（jiá）具功能或使用方式的目的。例如：快換組合平口鉗，可以通過（guò）快速更換鉗口實（shí）現（xiàn）裝（zhuāng）夾功能的改變，比如由裝夾方料轉（zhuǎn）變成裝夾棒料；也可以通過快（kuài）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（huàn）法大幅縮短了更（gèng）換及調（diào）整夾具的時（shí）間，在小批量（liàng）生產中優勢較為（wéi）明顯。