数控机床工装夹具的合（hé）理选（xuǎn）择及应用（yòng）

机械（xiè）加工按（àn）生产批量（liàng）可分为两（liǎng）大（dà）类：一类（lèi）是（shì）单件、多品（pǐn）种、小批量（简称小批量生产）；另一类（lèi）是少品种、大批量（简称大批量生产（chǎn））。其中前（qián）者大（dà）约（yuē）占到机械（xiè）加（jiā）工总产值的70~80%，是（shì）机（jī）械加工的主（zhǔ）体。
    同样一款机（jī）床，为何生产效（xiào）率却相差好几倍（bèi）？得出的结论是：数（shù）控机（jī）床选用的夹（jiá）具不合适，从而使数控机床的生产效率大（dà）幅降低。 为大家详细介绍数控机床夹具的合理选择及应用。 SHAPE \* MERGEFORMAT
   如何提高数（shù）控机床利用率？通过技术分析，夹具的使用有很大的关系。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（yǐ）上（shàng）。至2010年底，中国数控（kòng）机床（chuáng）保有量近一百万台，也就是说有50万台以上的数（shù）控机床由于夹具选（xuǎn）择（zé）不合理或（huò）应用不当，而出（chū）现了（le）“窝工”现象；从（cóng）另外一个（gè）角度来讲，在数控机床（chuáng）夹具的选择与应用上大有文（wén）章可做（zuò），因为其中蕴含（hán）着可观的（de）潜在经济（jì）效（xiào）益。
   小批（pī）量（liàng）生产周期（qī）﹦生产（准备（bèi）/等待）时间+工件加工时（shí）间（jiān）。由（yóu）于小批量生（shēng）产“工（gōng）件加工时间”很短（duǎn），因此“生（shēng）产（准备/等待）时（shí）间”的长（zhǎng）短对于（yú）加工周期有着至（zhì）关重要的影响。要想提高生产效率，就必须想办法缩短（duǎn）生产（准（zhǔn）备/等待（dài））时间。

一、小（xiǎo）批（pī）量生产可优先考虑（lǜ）的数控机床夹具：

【组合夹具】

组合（hé）夹具又称（chēng）为“积木式夹具”，它由一（yī）系（xì）列经过标准化设（shè）计（jì）、功能各异、规格尺寸（cùn）不同的机（jī）床夹具元件组成，客户可以根据加工（gōng）要求，象“搭积木”一样，快速拼装出各种（zhǒng）类（lèi）型（xíng）的机床夹具。由于组合夹具（jù）省去了设计和（hé）制（zhì）造专用夹具时间，极大地缩短了生产准（zhǔn）备时间（jiān），因而（ér）有效（xiào）地缩短了小批量生产周期（qī），即提高了生产效（xiào）率。另外（wài），组合（hé）夹具还具有定位精度高、装（zhuāng）夹柔性（xìng）大、循环重复使（shǐ）用、制造节能节材、使用成本低廉等优点。故小批量加工，特别（bié）是产品形状较（jiào）为复杂（zá）时可优先考虑使用组合夹具（jù）。

【精密组（zǔ）合平口（kǒu）钳】

精密组合平口钳实际上（shàng）属（shǔ）于组合夹（jiá）具中的“合件”，与（yǔ）其（qí）它（tā）组合夹具元件相（xiàng）比其（qí）通用性（xìng）更强、标准化程度更高、使（shǐ）用更（gèng）简便、装夹更可（kě）靠（kào），因此在（zài） 范（fàn）围内得到了广泛的应（yīng）用。

精密组合平口钳具有（yǒu）快速安（ān）装（拆卸）、快速装夹等优点（diǎn），因此（cǐ）可以（yǐ）缩短（duǎn）生产准（zhǔn）备时间，提高小批量生产效率。

目（mù）前 上常用（yòng）的精密组合平口钳的装夹（jiá）范（fàn）围（wéi）一般在1000mm以内（nèi），夹紧力一般在5000Kgf以（yǐ）内。

需要注意的是（shì），这里所说（shuō）的（de）精密组合平口钳（qián）并不是老式（shì）机加虎钳，老式机加虎钳功能单一、制造精度低（dī）、无法成（chéng）组使（shǐ）用、使用寿命短，不（bú）适宜（yí）在数控机床、加工中心上使用。这里所（suǒ）说的精密组合平口钳是起源于（yú）欧美等工（gōng）业发达（dá）国家，专门针对数控机床、加工中（zhōng）心（xīn）特点（diǎn）所设计的一系列新（xīn）型（xíng）平口（kǒu）钳，此类产（chǎn）品具有（yǒu）装夹柔性大、定位精度高、夹紧快速、可成组使（shǐ）用等特点，特别适合数（shù）控机床、加工中（zhōng）心使用。

【电永（yǒng）磁夹具】

电永磁夹具是以钕铁硼等新型（xíng）永（yǒng）磁（cí）材料为磁（cí）力源，运用现代磁（cí）路原理而设计出来的一种新型夹具。大量的（de）机加工实践表明，电永磁（cí）夹具可以（yǐ）大（dà）幅（fú）提高数控机床、加（jiā）工中心的综合加工效能。电永磁夹具的夹紧（jǐn）与松开过程只（zhī）需1秒左右，因此大幅缩短（duǎn）了装夹时间；常规机床夹具的定位元件和夹（jiá）紧元件占用空间较（jiào）大，而电永磁夹（jiá）具没（méi）有（yǒu）这些占用空（kōng）间的元（yuán）件（jiàn），因此（cǐ）与常规机（jī）床夹具相（xiàng）比，电永磁夹（jiá）具的（de）装夹范围更大，这有利于（yú）充分利用（yòng）数控机床的工作（zuò）台和加工（gōng）行程，有利于提高数控（kòng）机床的综（zōng）合加工效（xiào）能。电（diàn）永（yǒng）磁夹具的吸力一般在15~18Kgf/c㎡，因此一定要 吸力（lì）（夹紧力）足够（gòu）抵抗切削力，一般情况（kuàng）下，吸附面（miàn）积不应小于（yú）30 c㎡，即夹紧力不（bú）小于（yú）450Kgf。

二、大（dà）批量加工宜选用的数控机床（chuáng）夹具

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

传统的手动机床夹具“工件装夹时间”可达到（dào）大批量加工周期的（de）10~30%，这样“工件（jiàn）装夹”就成为（wéi）了影响生产效（xiào）率的（de）关键性因素（sù），也是（shì）机床夹具“挖潜”的重点对象。故此大批量加工（gōng）宜采用快速定位、快速夹紧（松开）的（de）专（zhuān）用（yòng）夹具，可优先考虑（lǜ）以下三类机床（chuáng）夹具。

【液压/气动夹具】

液（yè）压/气动夹具是以油压或（huò）气压（yā）作为（wéi）动力源，通（tōng）过液压元件或（huò）气动元件来（lái）实现对（duì）工件（jiàn）的定位、支（zhī）承与（yǔ）压紧的专用夹具。液压/气动夹具（jù）可以准确快速（sù）地确（què）定工件与机床、刀具（jù）之间（jiān）的相互（hù）位置，工件的位（wèi）置精度由夹具（jù） ，加工（gōng）精度高；定位及夹紧过程迅（xùn）速，极大的节省了夹紧和释（shì）放工件的时间；同时（shí）具有结构紧凑、可多工位装夹（jiá）、可进行高速重切削，可实现自动（dòng）化（huà）控制等（děng）优点（diǎn）。液压/气动夹具（jù）的上述优点，使之特别适宜在数控（kòng）机床、加工中心、柔性生（shēng）产线使用（yòng），特别适合大批量加工。   

【电永磁夹具】

电永磁夹具（jù）所具有的快速（sù）夹（jiá）紧、易实现多工位装（zhuāng）夹、一（yī）次装夹可多面加工、装夹（jiá）平稳（wěn）可靠、节（jiē）能环保（bǎo）、可实（shí）现自动化（huà）控（kòng）制等优点（diǎn）。与常规（guī）机（jī）床夹具相比，电永磁夹具可以大幅缩短装夹时间，减少装夹次（cì）数，提高装夹效率，因此不仅适用于小批量生产，亦适用于（yú）大（dà）批量生产。 

【光面（miàn）夹具基座】

光面夹（jiá）具基座在国（guó）内应用还不是很多（duō），但在欧美等工业发达国家应用很广（guǎng）泛。它实际上就（jiù）是经过精（jīng）加（jiā）工的夹具基体（tǐ）精毛坯，元（yuán）件与机床定位（wèi）连接（jiē）部（bù）分和零件在夹具上的（de）定位面已经精加工（gōng）完毕。用户（hù）可以根据自己的实（shí）际需（xū）要，自行加工制作（zuò）专用夹具。

光面夹（jiá）具基座（zuò）可以有效缩短制造专用夹具（jù）的周期，减少生产准（zhǔn）备时间，因而可（kě）以从总（zǒng）体上缩短（duǎn）大批（pī）量生产的周（zhōu）期，提（tí）高生（shēng）产效率；同时（shí）可以降低专用夹（jiá）具的制造成本。因此光面（miàn）夹具基座特别适合周期较紧的大批量生产。

三（sān）、数控机（jī）床夹具的使用

  合（hé）理使用夹具，挖掘设备潜能（néng）经（jīng）验表（biǎo）明，为了提（tí）高数控机床加工效能，仅仅“选（xuǎn）对（duì）”数控机床（chuáng）夹具（jù）还是不够的，还必须在“用好”数控机床夹具上下功夫。

下面介绍（shào）三种常用的方法：

【多工位法】

多工位法的基本原理（lǐ）：通过一次装夹多个工件（jiàn），达到缩（suō）短（duǎn）单位装夹时间，延长刀具有（yǒu）效切削时（shí）间的（de）目的。

多工位夹具即（jí）拥有多个定位（wèi）夹紧位置的夹具。随着数（shù）控机床（chuáng）的发展和用户提高（gāo）生产效率的需要，现在多工位（wèi）夹具的应用（yòng）越来越多。在液压（yā）/气动（dòng）夹（jiá）具、组合夹具（jù）、电永磁夹具和精密组合平口（kǒu）钳的结构设计中（zhōng）多工位设计越来越普（pǔ）遍。

【成组使用法】

将相同的（de）几个夹具放在同一工作（zuò）台使用，同样（yàng）可（kě）以（yǐ）实现“多工位”装夹的目（mù）的（de）。

这种（zhǒng）方法所（suǒ）涉及（jí）的夹具一般（bān）应经（jīng）过“标准化设计、高精（jīng）度制造”，否则难以达到数控机（jī）床工序加工的要求。

成（chéng）组使用法可以充分利用数控（kòng）机床行程，利于机（jī）床传动部件的均衡磨损；同时相关夹具可独（dú）立使用，实现多件装夹，又（yòu）可（kě）联合使用，实现（xiàn）大规格工件装（zhuāng）夹。

【局部快换（huàn）法】

局部快（kuài）换法是（shì）通过对数（shù）控机床（chuáng）夹具的（de）局部（定位元件（jiàn）、夹紧元件（jiàn）、对刀元件和（hé）引导元（yuán）件（jiàn））进行快速（sù）更换，达（dá）到迅速改变夹具功能或使用（yòng）方式的目（mù）的。

例如：快换组合平口（kǒu）钳（qián），可（kě）以通过快速更换（huàn）钳口实（shí）现（xiàn）装夹功能的（de）改变，比（bǐ）如由装夹方料转变（biàn）成装（zhuāng）夹棒（bàng）料；也可以通过快速（sù）更换夹紧元（yuán）件实现夹紧方式的改变（biàn），比如由手动夹（jiá）紧转变成液压（yā）夹紧（jǐn）。局部快换法大（dà）幅缩短（duǎn）了更换及调整夹（jiá）具（jù）的时（shí）间，在小（xiǎo）批量生产中优势较为明显。