數控機床工裝夾具的選擇和使用常識！

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）；另一類是少品種（zhǒng）、大批（pī）量（簡稱大批量生產（chǎn））。其中前者大（dà）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（jī）床，為何生（shēng）產效率卻相差好幾（jǐ）倍？得出的（de）結論是：數控機床選用的夾具不合適（shì），從（cóng）而使數控機床的生產（chǎn）效率大幅降低。機械工程師精英小編今天為大家詳細介紹數控機床夾具的合理選擇及（jí）應（yīng）用。

如何提高數（shù）控機床利用率？通（tōng）過技術分析，夾具的使用有很大的關（guān）係。據不完全統計，國內企業數控機床選用夾（jiá）具不合理的比例高達50%以上。至2010年（nián）底，中國數控機床保有量近一百萬台，也就是說有50萬台（tái）以上的數控機床由於夾（jiá）具選擇不合理或應用不當，而出現了“窩工”現象；從另外（wài）一個角度（dù）來講，在數控機床夾具的選擇與應用上大有文章可做，因（yīn）為其中蘊含枱可觀的潛在經濟（jì）效益。

小批量（liàng）生產周期﹦生產（準（zhǔn）備/等待）時間+工件加（jiā）工時間由（yóu）於小批量（liàng）生產“工件加工時間”很短，因此“生產（準備/等（děng）待（dài））時間”的長短對於加（jiā）工（gōng）周期有枱至關重要的影響。要想提高生產效率，就必（bì）須想辦法縮短（duǎn）生產（準（zhǔn）備/等待）時間。

下麵推薦三類小批量生產（chǎn）可優先考慮的數控機床（chuáng）夾具（jù）：

組合夾具

組合夾（jiá）具又稱為“積木式夾具”，它由一係列經過標準（zhǔn）化設計、功能各（gè）異、規格尺寸不同的機床夾具元件組成，客戶可以根（gēn）據加工要求，象“搭積木”一（yī）樣，快速（sù）拚裝（zhuāng）出各種類型的機床夾具。由於組合（hé）夾具省去了設計和製造專用（yòng）夾具時間，極大（dà）地縮短了生（shēng）產（chǎn）準備（bèi）時間（jiān），因而有效地（dì）縮短了小批量（liàng）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（zhuāng）夾柔性大、循環（huán）重複使用、製造節能節材、使用成本低（dī）廉等優點。故小批量加工，特別是產品形狀較為複（fù）雜時可優先考慮使用組（zǔ）合夾具。

精密組合平口鉗

精密組合（hé）平口鉗實際（jì）上屬於組合夾具（jù）中的“合（hé）件（jiàn）”，與其它組合夾具元件相比其通用性更強（qiáng）、標準化（huà）程度更（gèng）高、使用更簡便、裝夾更可靠，因此在全球範圍內得到了廣泛的應用。精密組合平口鉗具有快（kuài）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（jiān），提高小批量（liàng）生（shēng）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（jǐn）力一般在5000Kgf以內。

需要注意的是，這裏所說（shuō）的精密組合平口鉗並不是老式（shì）機加虎鉗，老（lǎo）式機加虎鉗功能單一、製（zhì）造精度低、無（wú）法成組使用、使用壽命短，不適（shì）宜在數控機床、加工中心上使用。這裏所說的精密組合平口（kǒu）鉗是起源於歐美（měi）等工業發（fā）達國家，專（zhuān）門針對（duì）數控（kòng）機床（chuáng）、加工中心特（tè）點所設計的一係列（liè）新型平口鉗，此類產（chǎn）品具有裝（zhuāng）夾柔（róu）性大、定位精度高、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（yòng）。

電永磁夾具

電永磁（cí）夾具是以釹鐵硼（péng）等新型永磁材（cái）料為磁力源，運用現代磁路原理而設計出來（lái）的一（yī）種新型（xíng）夾具。大（dà）量的機（jī）加工（gōng）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。

電永磁夾具的夾緊與鬆開過程隻需1秒左右，因此大（dà）幅縮短（duǎn）了裝夾時間；常規機床（chuáng）夾具的定（dìng）位元件和夾緊元件占用空間較大，而電永磁夾具（jù）沒有這些占用空間的元件，因此與常規（guī）機床夾（jiá）具相比，電（diàn）永磁（cí）夾具的裝夾範圍更大，這有利於充分利（lì）用（yòng）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（jù）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（qiē）削（xuē）力，一般情況下，吸附麵積不應小於30cm2，即夾緊力（lì）不小（xiǎo）於450Kgf。

宜大批量加工的數控機床（chuáng）夾具

大批量（liàng）加工（gōng）周期＝加工等待時間（jiān）＋工件加（jiā）工時間＋生產準備時間“加工等待時間（jiān）”主要包括工件裝夾和更（gèng）換刀具的時間。傳統的手動（dòng）機床夾具“工件裝夾時間”可達到大批量加工周期（qī）的10~30%，這樣“工（gōng）件裝夾”就成為了影響生產效（xiào）率的關鍵性因（yīn）素，也是機床夾具“挖（wā）潛”的重點對象。

故此大批量加工宜采（cǎi）用快速（sù）定位、快速夾緊（jǐn）（鬆開（kāi））的專用夾具，可優先（xiān）考慮以下三類機床夾具：

液壓/氣動夾具

液壓/氣（qì）動夾具是以油壓或氣壓作為動力源，通過液壓元件或氣動元件來實現對工件的（de）定位、支承與壓緊的專用夾具。液壓/氣動夾具可以準確快速地確（què）定工件與機床、刀具之間的相互位置，工件（jiàn）的位（wèi）置精度由夾具保證，加工精度高；定位及夾緊過（guò）程（chéng）迅速，極大的節省了夾緊（jǐn）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）控製等優點。

液壓/氣動夾具的上述（shù）優點，使之特別適宜在數控（kòng）機床、加工中心、柔性生（shēng）產線使用，特別適（shì）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（zhuāng）夾平穩可靠、節能環保、可實現自動（dòng）化控製（zhì）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，減少裝夾次數，提（tí）高裝夾效率，因此不僅適用於小批（pī）量生（shēng）產，亦適用於大批量生產（chǎn）。

光（guāng）麵夾具基座

光（guāng）麵（miàn）夾具基座在國內應用還不是很（hěn）多，但（dàn）在歐美等工業發達國家應用很廣泛。它實際上（shàng）就是經過精加工的夾具基體精毛坯，元件與機床定（dìng）位連接部分和零件（jiàn）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（xū）要，自行（háng）加工製作專用夾具。

光（guāng）麵夾具基座可以有（yǒu）效縮短製造專用夾具的周期，減少生產準（zhǔn）備時間，因而可以從總體上縮短大批量生產的周（zhōu）期，提高生產效（xiào）率；同時可以降低專用夾具的製造成本。因此光麵夾具基（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（shù）控機床加工效能，僅僅（jǐn）“選對”數控機床夾（jiá）具還是不夠的，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（gōng）位法

多工（gōng）位法的基本原（yuán）理：通過一次裝夾多（duō）個工件，達到縮短單位裝夾時間，延長刀具有效切削時間的（de）目的。多工（gōng）位夾具即（jí）擁有多個定位（wèi）夾緊位置的夾具。

隨著數控機床的發（fā）展和用戶提高生產效率的需（xū）要，現在多工位夾具的應用越來越多。在液壓/氣動夾（jiá）具、組合夾具、電（diàn）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（biàn）。

成組使（shǐ）用（yòng）法

將相同（tóng）的幾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（zhè）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加工的（de）要求。

成（chéng）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（jiàn）的均（jun1）衡磨損；同時相關（guān）夾具（jù）可獨立使用，實現多件裝夾，又可聯合使用，實現大規格工件（jiàn）裝夾。

局部快換法（fǎ）

局部（bù）快換（huàn）法是通過對數控機（jī）床夾具的局部（定位元件、夾緊元件、對刀元件和引導元件）進行快速更換，達（dá）到迅速（sù）改（gǎi）變夾具功能或使（shǐ）用方式的目的。例如：快換組合平（píng）口鉗，可以通過快速更換鉗口（kǒu）實現裝夾功能的改變，比如由裝夾方（fāng）料轉變成裝夾棒料；也（yě）可以通過快速更換夾緊元（yuán）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）法大幅縮短了更換及調整夾具的時間，在小批量生（shēng）產中優勢較為明顯。