数控机床工装夹具（jù）的合理选择及应用（yòng）

机械加工（gōng）按生产批量可分为两大类：一类是单（dān）件、多（duō）品种（zhǒng）、小（xiǎo）批量（简称小（xiǎo）批（pī）量生产）；另一类是少品种、大批量（简称（chēng）大批量（liàng）生（shēng）产）。其中前者大约占（zhàn）到（dào）机械（xiè）加（jiā）工总产（chǎn）值（zhí）的70~80%，是机械加工的主（zhǔ）体（tǐ）。
    同样一（yī）款机床，为何生产（chǎn）效率却（què）相差好几倍？得出的（de）结（jié）论是：数控（kòng）机床（chuáng）选用的夹具不合适，从而使（shǐ）数控机床的生产（chǎn）效率大幅降低。 为大家详细介绍数控机床夹具的合理（lǐ）选择（zé）及应（yīng）用。 SHAPE \* MERGEFORMAT
   如何提高数控机床利（lì）用率？通过技（jì）术分析，夹具的使用有很大（dà）的关（guān）系。据不完全统计，国内企业数控机床选用夹具不合理的比例高达50%以上（shàng）。至2010年底（dǐ），中国（guó）数控机床（chuáng）保（bǎo）有量近一（yī）百（bǎi）万（wàn）台，也就是（shì）说有50万台（tái）以上的数控机床（chuáng）由于（yú）夹具（jù）选择不（bú）合理或应用不当，而出现了（le）“窝工”现象；从另外（wài）一个角度（dù）来讲，在数控机床夹具的选择与应用上大有文章可（kě）做（zuò），因（yīn）为其（qí）中蕴含着可观的潜在经济（jì）效益。
   小批量生产周期﹦生产（准备/等待（dài））时间+工件加（jiā）工时间。由于小批量（liàng）生产“工件（jiàn）加（jiā）工时间”很短，因此“生产（准备/等待）时间”的长短对于加工（gōng）周期（qī）有着至关重（chóng）要的影响（xiǎng）。要想提（tí）高生（shēng）产效率，就必须想办法缩短（duǎn）生产（准备/等（děng）待）时间。

一（yī）、小批量生产可（kě）优先考虑的数控机床夹具：

【组合夹具】

组合夹具又称为“积木式夹具”，它由（yóu）一系列经过标准化设计、功能各异、规格尺寸不同的机（jī）床夹具元件组（zǔ）成，客（kè）户可以根（gēn）据加工（gōng）要求，象“搭积木”一（yī）样，快速（sù）拼装出各种类型的机（jī）床夹具。由于（yú）组合夹具省去了（le）设计和制（zhì）造专用夹（jiá）具（jù）时间（jiān），极大地缩短了生产准备时间，因而有效地缩短了小批量生产周期，即（jí）提高了生产效率（lǜ）。另外，组合夹具还具有定位精度（dù）高、装夹柔性大、循环重复使用、制造节能（néng）节材、使用（yòng）成本低廉等优（yōu）点。故小（xiǎo）批量加（jiā）工，特别是（shì）产品形（xíng）状较为复杂时（shí）可优先考虑使用组合夹具。

【精密（mì）组合（hé）平口钳】

精密组合平（píng）口（kǒu）钳实际（jì）上（shàng）属于组合夹具中的（de）“合件”，与其它组合（hé）夹具元件相比其（qí）通用性更强、标准化程（chéng）度（dù）更高、使用更简（jiǎn）便、装夹更可靠，因此在 范围内得到了广泛的应用（yòng）。

精密组合平口钳具（jù）有（yǒu）快速安装（拆（chāi）卸（xiè））、快（kuài）速装夹等（děng）优点，因此可（kě）以缩短生产（chǎn）准备时间（jiān），提高小批量生产效（xiào）率。

目（mù）前 上常用的精密（mì）组合平口（kǒu）钳（qián）的装夹（jiá）范围一般在（zài）1000mm以内，夹紧力一般（bān）在5000Kgf以内。

需要（yào）注意的（de）是，这里所说的精密组合平口钳（qián）并不是老式机加虎钳，老式（shì）机加虎钳功能单一、制造精度低、无法（fǎ）成组使用、使用（yòng）寿命短（duǎn），不（bú）适宜在（zài）数控机（jī）床、加工中心上使用（yòng）。这里所说的精密组合平口钳是起源于欧美等工业发达国家，专门（mén）针对数控机床、加工中心特（tè）点所设计的（de）一系列新（xīn）型平口钳，此类产品具有装夹柔性大（dà）、定位精度高、夹紧快速、可成（chéng）组（zǔ）使用等特点，特别适合数控机床、加工中心使用。

【电永磁夹具】

电（diàn）永磁夹具是以钕铁硼（péng）等新型永磁材料为磁力源，运用现代磁路原理而设计出来的（de）一种新型夹（jiá）具。大量的机加工实践表（biǎo）明，电永磁夹（jiá）具可以大幅提高数控机床、加工中心的综合加工效能。电永磁（cí）夹具（jù）的夹紧与（yǔ）松开过程只需1秒左右，因此大幅缩短了（le）装夹时间；常（cháng）规机床夹具的（de）定（dìng）位元件和夹（jiá）紧（jǐn）元件占（zhàn）用空间较大，而电永（yǒng）磁夹具（jù）没有这些占（zhàn）用空间（jiān）的元件，因（yīn）此（cǐ）与常（cháng）规机床夹具相比，电永（yǒng）磁夹具的（de）装夹范围更（gèng）大，这有利于充分利（lì）用数控机床的（de）工作台和加工行程，有利于提高数控机（jī）床的综合加（jiā）工效能。电永（yǒng）磁夹具的吸力一（yī）般在15~18Kgf/c㎡，因此（cǐ）一定要 吸力（夹紧力（lì））足（zú）够（gòu）抵抗切削力，一般（bān）情况下（xià），吸（xī）附面积不应小于30 c㎡，即夹紧力不（bú）小于450Kgf。

二（èr）、大批量加工宜选用的数控机床夹具（jù）

大批量加工周期（qī）＝加（jiā）工（gōng）/等待时间＋工件加（jiā）工（gōng）时（shí）间＋生产准备时（shí）间。“加工/等待（dài）时间”主（zhǔ）要包括工件装（zhuāng）夹和更（gèng）换刀具的时间。

传统的手动机（jī）床夹具“工件装夹时（shí）间”可达到（dào）大批量加工周期的（de）10~30%，这样“工件装夹”就成（chéng）为了（le）影响生产效率的关键（jiàn）性因素，也是机床夹具“挖潜”的重点（diǎn）对象。故此大批量加工宜采用快速定位、快速夹紧（jǐn）（松开（kāi））的（de）专用（yòng）夹具（jù），可（kě）优先（xiān）考虑以（yǐ）下三类机床夹具。

【液（yè）压/气动夹具】

液压/气动夹具是以油压或气压作为（wéi）动力源，通过液（yè）压元件或气动元件来实现对工件的定（dìng）位、支承（chéng）与（yǔ）压（yā）紧的专用夹具。液（yè）压/气（qì）动（dòng）夹具（jù）可以准确（què）快（kuài）速（sù）地确定工（gōng）件与机（jī）床、刀具之间（jiān）的相（xiàng）互位置，工（gōng）件的位置精（jīng）度由夹具（jù） ，加（jiā）工精度高；定位（wèi）及夹紧过程迅速，极大的节省了夹紧和（hé）释放工（gōng）件的（de）时间；同时具（jù）有结构紧凑、可多（duō）工位（wèi）装夹、可进行高（gāo）速重切削，可实现自动化控制等优点。液压/气动夹具的上述优（yōu）点，使之特（tè）别（bié）适宜在数控机床（chuáng）、加工中心、柔性生产线使用，特别适（shì）合大批量加工。   

【电永磁夹具】

电永磁夹具所具有的快速夹（jiá）紧、易实（shí）现（xiàn）多工位装夹、一次装夹可多面加工、装夹平稳可靠、节能环保、可实现自动化控制等优点。与常规机床夹（jiá）具（jù）相比，电（diàn）永磁夹具可以大幅缩短装夹时间，减少装夹（jiá）次数，提高装夹效（xiào）率，因此不仅适用于小批量生产，亦适用于大（dà）批（pī）量生产。 

【光（guāng）面夹具基座（zuò）】

光面夹（jiá）具（jù）基座在国内（nèi）应用还（hái）不（bú）是很多，但在欧美等工业（yè）发达国家（jiā）应用（yòng）很广泛。它实际（jì）上就是经（jīng）过精加工的夹具基体精毛坯，元件（jiàn）与机床定位（wèi）连接部分和零（líng）件（jiàn）在夹具上的定位面已经精加工完毕。用户可（kě）以根据自己的实际需要，自行加工制作专用（yòng）夹具。

光面夹具基座（zuò）可以有效缩短（duǎn）制造专用（yòng）夹具的周期，减少生产准备（bèi）时间，因而可（kě）以从总体上缩短大批量生（shēng）产的周（zhōu）期，提高生（shēng）产效（xiào）率；同时可以降低（dī）专（zhuān）用夹具的制（zhì）造成本。因此光面夹具基座特别适合周（zhōu）期较紧的大批（pī）量生产。

三（sān）、数控机床（chuáng）夹（jiá）具的使（shǐ）用

  合理（lǐ）使用夹具，挖掘设备（bèi）潜能经（jīng）验表（biǎo）明，为了提高数控（kòng）机床加工效能，仅（jǐn）仅（jǐn）“选对（duì）”数控机床夹具还是不够的，还必须在“用好”数控机床夹具上（shàng）下（xià）功夫。

下（xià）面介（jiè）绍三种常用的方（fāng）法：

【多工位法（fǎ）】

多工（gōng）位法的基本原理（lǐ）：通过一次装夹多个工件，达到缩（suō）短（duǎn）单位装夹时（shí）间，延长刀具有效（xiào）切（qiē）削时间的目的。

多工位夹（jiá）具即拥有多个定位夹紧位置的夹具。随着数控机床的（de）发展（zhǎn）和用户（hù）提高生产效率的需要，现在多工位夹具的应用越来越多（duō）。在液（yè）压/气动（dòng）夹具（jù）、组（zǔ）合夹具、电永磁夹具和精密（mì）组合平口钳的结构设计（jì）中多工（gōng）位设计越来越普遍。

【成组使用（yòng）法（fǎ）】

将相同的几个夹具放在同一工（gōng）作（zuò）台使用，同样可以实现“多工位”装夹的（de）目的。

这（zhè）种方法所涉及（jí）的夹（jiá）具一般应经（jīng）过“标（biāo）准化（huà）设计、高精度制造”，否则难以（yǐ）达到（dào）数控机床工序（xù）加工的要求（qiú）。

成组使用法可以充分利用数控机床行程，利于机床传（chuán）动部件的均衡磨损；同时相关夹（jiá）具可独立使用（yòng），实现多件装夹，又可（kě）联合使（shǐ）用，实现大规（guī）格工件装夹（jiá）。

【局部快换法（fǎ）】

局部快换法是通过对数控机床夹具的局部（定（dìng）位元（yuán）件、夹紧（jǐn）元件、对刀元件和引导元件）进行（háng）快速更（gèng）换（huàn），达到迅（xùn）速改变夹具功能或使（shǐ）用方式的目（mù）的。

例如：快换组合平口钳，可以通过（guò）快速更换钳（qián）口实（shí）现装（zhuāng）夹功（gōng）能的改变，比如由装夹（jiá）方料转（zhuǎn）变（biàn）成装夹棒料；也可以通过快速更换夹紧元（yuán）件实现（xiàn）夹紧方式的（de）改变，比（bǐ）如由手（shǒu）动夹紧转变成液（yè）压夹紧。局部快换法大幅缩短了更换及调整夹具的时间，在（zài）小批量生产中优势（shì）较为（wéi）明显（xiǎn）。