數控機床工裝（zhuāng）夾具的選擇和使用常識！

目前（qián），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（shǎo）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值（zhí）的70~80%，是機械加工的（de）主體。

同樣一款（kuǎn）機床，為何生產效率卻相差好幾倍？得（dé）出（chū）的結論是：數控機（jī）床（chuáng）選（xuǎn）用的夾具不合適，從而使數控（kòng）機（jī）床的生產效率大幅降低。機械工程師精英小（xiǎo）編今天為大家詳細（xì）介（jiè）紹數控機床夾（jiá）具的合理選擇及應用。

如何提高數控（kòng）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（shù）控（kòng）機床選用夾具不合理的比例高達50%以上。至2010年底，中國數控機床保（bǎo）有量近一（yī）百萬（wàn）台，也就是說有50萬（wàn）台以上的數（shù）控機床（chuáng）由於夾具選擇不合理或應用不當，而出現了“窩工”現象；從另外一個角度來講，在數控機（jī）床（chuáng）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（de）潛（qián）在經濟效益。

小批量生產周（zhōu）期﹦生產（準備/等待）時間+工件加工時（shí）間由於小批量生產“工件加工時間”很短，因此“生產（chǎn）（準備（bèi）/等待）時間”的（de）長短對於加工周期有枱（cī）至關重要的影響。要（yào）想提高生產效率，就必須想辦法縮短生產（準備/等（děng）待）時間。

下麵推薦三類小批量生產可（kě）優先考慮的數控機床夾具：

組合夾具

組合夾具又稱為“積木式夾具”，它由一係列經過標（biāo）準化（huà）設（shè）計、功能各異、規格尺寸不同的機床夾具元件組成，客戶（hù）可以根（gēn）據加工要求，象“搭積木”一樣，快速拚裝出各種類型的機床（chuáng）夾具。由（yóu）於組合夾具省去了設計和製造專用夾具時間，極大地縮短（duǎn）了生產準備時間，因而（ér）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（gāo）、裝夾柔（róu）性大、循（xún）環重複使用、製造節能節材、使用成本低廉（lián）等優點。故小批量加工（gōng），特別（bié）是產品形狀較為複雜時可優先考慮（lǜ）使用組合（hé）夾具。

精密組合平口鉗

精密組合平口鉗實（shí）際上屬於組合夾具中的“合件（jiàn）”，與其它組合夾具元件相比其（qí）通用性更強、標準化程度更高、使用更簡便、裝夾更可靠，因此在全球範（fàn）圍內得到了廣泛的應用。精密組合平口（kǒu）鉗具有快速（sù）安裝（拆（chāi）卸（xiè））、快速裝夾（jiá）等優點，因此可以（yǐ）縮（suō）短生產準備時間，提（tí）高小批量生產效率（lǜ）。目前國際上常用的精密（mì）組合平口鉗裝夾範圍一般在1000mm以內的（de），夾緊力一般在5000Kgf以內。

需要注意的是，這裏所說的精密組合平口鉗並不是老式機加虎鉗，老式機加虎（hǔ）鉗功能單一、製造精度低、無法成組使用、使用壽命（mìng）短，不適宜在數（shù）控（kòng）機床、加（jiā）工中心上使用。這裏所（suǒ）說的精密組合平口鉗是起源於歐美等工業發達國家，專門針對數控（kòng）機床、加工（gōng）中心特點所設計的一係列新（xīn）型平（píng）口（kǒu）鉗，此類產（chǎn）品具有裝夾柔性大、定位精度高、夾（jiá）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（jù）

電永磁夾具是以釹鐵硼等新型（xíng）永磁（cí）材料為磁力源，運用現代（dài）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（míng），電永磁夾具可以大幅提高數控（kòng）機床、加工中心的綜合加工效能（néng）。

電永磁夾（jiá）具的夾緊與鬆開過程隻需1秒左右，因此大幅（fú）縮短了裝夾時間；常規機床夾具的定位元件和夾緊元（yuán）件占用（yòng）空間較大（dà），而電永磁夾具沒有這些占用空間的（de）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（lì）（夾緊力）足夠抵抗切削力，一般情況下，吸附麵積不應小（xiǎo）於30cm2，即夾緊力不小於450Kgf。

宜大批量加工的數控機床夾具

大批量加工周（zhōu）期＝加工等待時間＋工件加工時間＋生產（chǎn）準（zhǔn）備時間“加工等待（dài）時間”主要包括工件裝夾和更換刀具的時間。傳統的手動機床夾具“工件裝（zhuāng）夾時間”可達到大批（pī）量加工周期的10~30%，這樣“工件裝（zhuāng）夾（jiá）”就成為了（le）影響生產效（xiào）率的關鍵性因素，也是機床夾具“挖潛”的重點對象。

故此大批量（liàng）加工（gōng）宜采用快速定位、快速（sù）夾（jiá）緊（鬆開）的專用夾（jiá）具，可優先考慮以下三類機床夾具：

液壓/氣動夾具

液（yè）壓/氣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（jiàn）來實現對工（gōng）件的定位、支承與壓緊的專用（yòng）夾具。液壓/氣動夾具可以準確快速地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，工（gōng）件的（de）位（wèi）置精度由夾（jiá）具保證，加工精度（dù）高；定位及夾緊過程迅速，極大的節（jiē）省了夾緊和（hé）釋放工件的時間；同時具有（yǒu）結（jié）構緊湊（còu）、可多工位裝夾（jiá）、可進行高速重（chóng）切削，可實現自動化控製等優點。

液（yè）壓/氣動夾具的上述優點，使之特別適宜在數（shù）控機床（chuáng）、加工中心、柔性生產線使（shǐ）用，特別適合（hé）大批量加工（gōng）。

電永（yǒng）磁夾具

電永磁夾具（jù）所具有的快速夾緊、易實現多工（gōng）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（dòng）化控（kòng）製等優點。與（yǔ）常規機床夾具相比（bǐ），電永磁夾具可以大幅縮短裝夾（jiá）時間，減少裝夾次數，提高裝夾效率（lǜ），因此不（bú）僅適用（yòng）於小批量生產，亦（yì）適用（yòng）於大批量（liàng）生產。

光麵（miàn）夾（jiá）具基座

光麵夾具基座在國內應用還不是（shì）很多，但在歐美等工業發達國家（jiā）應用很廣（guǎng）泛。它實際上就（jiù）是經過精加工的夾具基體精毛坯，元件與（yǔ）機床定位連接（jiē）部分和（hé）零件在夾具上的定（dìng）位麵已經精加工完畢。用戶（hù）可以根據自己（jǐ）的實（shí）際需要，自行加工製作專用夾具。

光麵夾具（jù）基座（zuò）可以有效縮短製造專用夾具的周期，減（jiǎn）少生產準（zhǔn）備時間，因而可以從總體（tǐ）上縮短大批量生產的周期，提高（gāo）生產效率；同時可以（yǐ）降低專用夾具（jù）的製造成本。因此光麵夾具基座特別適合周期較緊的大批量生產。

合理使用夾（jiá）具，挖掘（jué）設備（bèi）潛能

經驗表明，為了提（tí）高數控機床加工效能，僅僅“選對”數（shù）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（de）方（fāng）法：

多工位法

多工（gōng）位法的基本原理：通（tōng）過一次裝夾多個工件，達到縮短單位裝夾時間，延長（zhǎng）刀具有效切削時間的（de）目的。多工位夾具即擁有多個定位夾緊位置的夾具。

隨著數（shù）控（kòng）機床的發展和（hé）用戶提（tí）高生產效率的需要，現在多工位夾具的應用越來越多。在液壓/氣動夾具、組合夾具、電永磁夾具（jù）和精（jīng）密組合平口鉗的結構設計中（zhōng）多工位設（shè）計越來越普遍。

成（chéng）組使（shǐ）用法（fǎ）

將相同的幾個（gè）夾具放在（zài）同一工作枱（cī）使用（yòng），同樣可以實現“多工（gōng）位”裝夾的目的。這種方法（fǎ）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要求。

成組（zǔ）使用法可（kě）以充分利用數控機（jī）床行程，利於機床（chuáng）傳動部件的均（jun1）衡磨損；同時相（xiàng）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（gōng）件裝夾。

局部快換法

局部快換法是通過對數控機床夾具（jù）的局部（定位元件、夾緊元件、對刀元件和引（yǐn）導元件）進行快速更換，達到迅速改變夾具功能或（huò）使用方式的目的。例如：快換組合平口（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（zhuāng）夾方料轉變成裝夾棒料；也可以通過快速更（gèng）換夾緊元件實現夾緊方式的改（gǎi）變，比如由手動夾（jiá）緊轉變成液壓夾緊。局部快換法大幅縮短了更換及調整（zhěng）夾具的時間，在小批量生產中優勢（shì）較（jiào）為明顯（xiǎn）。