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（dān）件（jiàn）、多品種、小批量（簡稱小批（pī）量生產）；另（lìng）一類（lèi）是少品（pǐn）種、大批量（簡稱大批量生產）。其中前者（zhě）大（dà）約占到機械加工總產值的70~80%，是機械加工的主體。

同樣一款機床，為何生產效率卻相差好幾倍？得（dé）出的結論是：數控機（jī）床選用的（de）夾具不（bú）合適，從而使數控（kòng）機床（chuáng）的生產效率大幅降低。機械工程師精英小編今天為大家詳細介紹（shào）數控機床夾具的合理選擇及應用。

如何提高數控機床利用率？通過技術分析，夾具的（de）使用有很（hěn）大的關係。據不完全統計，國內企業數控機床選用（yòng）夾具不合理的比例高達50%以上。至2010年底，中國數控機床（chuáng）保有量近一百萬台（tái），也就是說有50萬台以上的數控機床由（yóu）於夾具選擇不合（hé）理或應用不（bú）當，而（ér）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（zé）與應（yīng）用上大有文章可做，因為其中蘊含枱可觀的潛在經（jīng）濟效（xiào）益。

小批量生產周期﹦生產（準備/等待）時間+工（gōng）件加工（gōng）時間由於小批量生產“工（gōng）件加工時間”很短，因此“生產（準（zhǔn）備/等待）時間”的長短對（duì）於（yú）加工（gōng）周期有枱至關重要的（de）影響。要想提高生產（chǎn）效率，就必須想辦法縮短生產（準備/等待）時間。

下麵推（tuī）薦三類小批量生產可優先考慮的數控機床夾具：

組合夾具

組（zǔ）合夾具又稱（chēng）為“積木（mù）式夾具”，它由一（yī）係（xì）列經過標準化設計、功能各異、規格尺寸不同的機床（chuáng）夾（jiá）具元件組成，客戶（hù）可以根據加工要求，象“搭積木”一樣，快速拚裝出各種類型的機床夾具。由於組合夾具省去了設計和製造專用夾（jiá）具時（shí）間，極大地縮短（duǎn）了生產準備（bèi）時間，因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、製造節能節材、使用成（chéng）本低廉等優點。故小批量加工，特別是（shì）產品形狀較為複雜時可優先考慮（lǜ）使用組合夾具。

精密組合平口鉗

精密組合平口鉗實際上（shàng）屬於組（zǔ）合夾具中的“合件”，與其它組合夾具元件相比其通用性更強、標準化程度更高、使用更簡便、裝夾更可靠，因此在全球範圍內（nèi）得到了廣泛的應用。精密組合平（píng）口鉗具有快（kuài）速安裝（拆（chāi）卸）、快速裝夾等優點（diǎn），因此可（kě）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（kǒu）鉗裝夾範圍一般在1000mm以內的，夾（jiá）緊力一般在5000Kgf以內。

需要注意的是，這裏（lǐ）所說的精密組合平口鉗並不是老式機加虎（hǔ）鉗，老式機加虎鉗功能單一、製造精度低、無法成組使用、使用壽命短（duǎn），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鉗是起源於歐美（měi）等工業發達國家，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、定位精度高、夾（jiá）緊快速、可成組使用等特點，特別適合（hé）數控機床、加工中心使用。

電永（yǒng）磁夾具

電永磁夾具是以（yǐ）釹鐵硼等新型永磁材料為磁力源（yuán），運用現代磁（cí）路原理而設計出來的一種新型夾具。大量的機加（jiā）工實踐（jiàn）表明，電永磁夾（jiá）具可以大幅提高數控（kòng）機床、加工中心的（de）綜合加工（gōng）效能（néng）。

電永磁（cí）夾具（jù）的夾緊與鬆開過程隻需1秒（miǎo）左右，因此大幅（fú）縮短了裝夾時間（jiān）；常規機床夾具的定位元件和夾緊元件占用空間較（jiào）大，而（ér）電永磁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（de）裝夾範圍更大，這有利於充分利（lì）用數控機床的工作枱和加工（gōng）行（háng）程，有利於提高數控機床（chuáng）的綜合加（jiā）工效能。電永磁（cí）夾具的吸力一般在15~18Kgf/cm2，因此一定要（yào）保證吸力（夾緊（jǐn）力）足夠（gòu）抵抗切削力，一般情況下，吸附麵積不應小於30cm2，即夾（jiá）緊力不小於450Kgf。

宜大批量加工的數控（kòng）機床夾具

大批量加工周期＝加工等待時（shí）間＋工（gōng）件加工時間＋生（shēng）產準備時（shí）間“加工等待（dài）時間”主要包括工件裝夾和（hé）更（gèng）換刀具的時間。傳統的手動機床夾具“工件（jiàn）裝夾（jiá）時間”可達到大批量加工周期的10~30%，這樣“工件裝（zhuāng）夾”就成為了影響（xiǎng）生產效（xiào）率的關鍵性因素，也（yě）是機床夾具“挖潛”的重點（diǎn）對象。

故此大批量加（jiā）工宜采用快速（sù）定位、快速夾緊（鬆開）的專用夾具，可優先考（kǎo）慮以下三類機床夾具：

液（yè）壓/氣動（dòng）夾具

液壓/氣動夾具是以油壓（yā）或氣壓作為動力（lì）源，通過（guò）液壓元件或（huò）氣動元件來實現對工件的定位（wèi）、支（zhī）承與壓緊的專用（yòng）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，工件的位置精（jīng）度由夾具保證，加工精度高；定位及夾緊過程迅速，極大的節省了夾緊和釋放工件的時間（jiān）；同時具有（yǒu）結構緊湊、可多工（gōng）位裝夾、可進行高速重切削，可實現自動化控製（zhì）等（děng）優點。

液壓/氣動（dòng）夾具的上（shàng）述優點，使之特別適（shì）宜在（zài）數控機床、加工中心、柔性生產線使用，特（tè）別適（shì）合大批量加工。

電永磁（cí）夾具

電永磁（cí）夾具所具有的快速夾緊、易實現多工位裝（zhuāng）夾、一次裝（zhuāng）夾可多（duō）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，電永磁夾具可以大幅縮短（duǎn）裝夾時間，減少裝夾次數，提高裝（zhuāng）夾效率，因此不（bú）僅（jǐn）適用於小批量生產，亦適用於大批量生產。

光（guāng）麵夾具基座（zuò）

光麵夾具（jù）基座在國內應用還不是很多，但在歐（ōu）美等（děng）工（gōng）業發達國家應用（yòng）很廣泛。它實際上（shàng）就是經過（guò）精加工的（de）夾具基體精毛坯（pī），元件與機床定位連接部分和零件在夾具上的定位麵已經（jīng）精加工完畢。用戶可以（yǐ）根（gēn）據自（zì）己的實際需要，自行加工製作專用夾具。

光麵（miàn）夾具基座可以有效（xiào）縮短製造專用夾（jiá）具的周期，減少（shǎo）生產準（zhǔn）備時間，因而可以從總體上縮短大（dà）批量生產的周期（qī），提高生產效率；同（tóng）時可以降低（dī）專用夾具的製造成本。因此光麵夾具基座特別適合周期較緊的大批量生產（chǎn）。

合理使（shǐ）用夾具，挖掘設備潛能

經驗表明，為了提高（gāo）數控機床加工效能，僅（jǐn）僅“選對”數控機床夾具還（hái）是（shì）不夠（gòu）的，還必須在“用好”數（shù）控機床夾具上下功夫。

下麵介紹三種常用的方法：

多工位（wèi）法

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

隨著數控機床的發展（zhǎn）和用戶提高生產效率（lǜ）的需要，現（xiàn）在多工位夾具的應用越（yuè）來（lái）越（yuè）多。在液壓/氣動（dòng）夾具、組合夾具、電永（yǒng）磁夾具和精密組合平口鉗的結構設計中多工位設計越（yuè）來（lái）越普遍（biàn）。

成組使用法

將相同的幾個夾具放在同一工作枱（cī）使用，同樣可以實現“多工位”裝夾的目的。這種方法所涉及的夾具（jù）一般（bān）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。

成組使（shǐ）用（yòng）法可以充分利（lì）用數控機床行程，利於機（jī）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（jiàn）裝夾，又可聯合使用，實現大規格工件裝夾。

局部快（kuài）換法

局部快換法是通過對數（shù）控（kòng）機床夾具的局部（定位元件、夾緊元件、對刀元件和引導元件）進行快速更換，達到迅速改變夾具功能或使用方（fāng）式的目的。例如：快換組合平口鉗，可以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料；也可以通過快速（sù）更換夾（jiá）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（jú）部快換法大幅縮短了更換及調整夾具的（de）時間（jiān），在小批量生產（chǎn）中（zhōng）優勢較為明顯。