数（shù）控机床工装夹具的合理选（xuǎn）择（zé）及应用

机械加工按生产批量（liàng）可分为两（liǎng）大类：一类是单件、多品种、小批量（简（jiǎn）称小批量生产（chǎn））；另一类是少（shǎo）品（pǐn）种、大批量（简称大批量生产（chǎn））。其中前者大约占到（dào）机械（xiè）加工总产值（zhí）的70~80%，是机械加（jiā）工的主（zhǔ）体。
    同样一款机床，为何生产效率却相差（chà）好几（jǐ）倍？得（dé）出的结论是：数控机床选用的夹（jiá）具（jù）不合（hé）适，从而使数（shù）控（kòng）机床的（de）生产效率（lǜ）大（dà）幅降低。 为大家详细介绍数控机床夹具的合理选（xuǎn）择及应用。 SHAPE \* MERGEFORMAT
   如何（hé）提高数控机床利用（yòng）率？通（tōng）过（guò）技术分析，夹具的使用有（yǒu）很大的关系。据不（bú）完全统计，国（guó）内企业数控机床选用夹具不合理（lǐ）的比例（lì）高达（dá）50%以上（shàng）。至2010年底，中国数（shù）控机床保有量近一百万（wàn）台，也就是说有50万台以上的数控机床由于夹（jiá）具选择（zé）不合理或应用（yòng）不当（dāng），而出现了“窝工”现象；从（cóng）另外一个角（jiǎo）度来讲，在数控（kòng）机（jī）床夹具的选择（zé）与应用（yòng）上大有文（wén）章可做（zuò），因为其中蕴含着（zhe）可观的潜在经济效益。
   小（xiǎo）批量生产周（zhōu）期﹦生产（准备/等待）时间+工（gōng）件（jiàn）加工时间。由于小批（pī）量（liàng）生产（chǎn）“工件加工时间”很短，因此“生（shēng）产（准备/等待）时间（jiān）”的长短对于加工周期有着至（zhì）关重要的影响（xiǎng）。要想提高生产效率，就必须想办法（fǎ）缩短生（shēng）产（准备（bèi）/等待）时间（jiān）。

一（yī）、小批量生（shēng）产（chǎn）可优先考虑的数控机床（chuáng）夹具：

【组合夹（jiá）具】

组合（hé）夹具（jù）又称为“积（jī）木式（shì）夹具”，它由一系列经过标准化设计、功能各异、规格尺寸（cùn）不同的机床（chuáng）夹具元件（jiàn）组成，客（kè）户可以根据加工要求，象“搭（dā）积木”一样，快（kuài）速拼（pīn）装出各种类型的（de）机（jī）床夹具。由于组（zǔ）合夹具省去（qù）了设计和制造专用（yòng）夹具时间，极大地缩短了生产准备时（shí）间（jiān），因而有效地缩短（duǎn）了小批量生产周（zhōu）期，即提高（gāo）了生（shēng）产效率（lǜ）。另（lìng）外，组合夹具（jù）还（hái）具有（yǒu）定位精度高、装夹（jiá）柔性大、循环重复使（shǐ）用、制造（zào）节能节材、使（shǐ）用成本（běn）低廉等优（yōu）点。故小（xiǎo）批（pī）量加工，特别是产品形状较（jiào）为复（fù）杂（zá）时可优（yōu）先考（kǎo）虑（lǜ）使用组合夹具。

【精（jīng）密组合（hé）平口（kǒu）钳】

精密组合（hé）平口钳（qián）实（shí）际上属（shǔ）于组合夹具中（zhōng）的“合件”，与其它组合夹具元件相比（bǐ）其（qí）通（tōng）用性更强、标准化程度更高、使用更简便（biàn）、装夹更可靠，因（yīn）此在 范围内得到了广泛的应用。

精密组合（hé）平口钳具有快（kuài）速安装（拆卸）、快速装（zhuāng）夹（jiá）等优点，因此可以缩短生（shēng）产准（zhǔn）备时间（jiān），提（tí）高小（xiǎo）批量生产效率。

目前 上常（cháng）用的精密组合平口钳（qián）的（de）装夹范围一般在1000mm以内，夹紧力一般在5000Kgf以内（nèi）。

需（xū）要注意的是，这里所说（shuō）的精密组合平口钳并不是老式机加（jiā）虎钳（qián），老式（shì）机加（jiā）虎钳功（gōng）能单（dān）一、制造精度（dù）低、无法成组使用、使（shǐ）用寿命短，不适宜在（zài）数控机床、加工中心上（shàng）使用（yòng）。这（zhè）里所说的精密组（zǔ）合平口钳是起源（yuán）于欧美等工（gōng）业发达国家，专门（mén）针对数控机床（chuáng）、加工中心特点所（suǒ）设计的一系列新（xīn）型平口钳（qián），此类产品具（jù）有（yǒu）装夹柔性大、定位精度高、夹紧快速、可成（chéng）组使用（yòng）等（děng）特点，特（tè）别适合数控（kòng）机床、加工（gōng）中心使用。

【电（diàn）永磁夹具】

电永磁夹具（jù）是（shì）以钕铁硼等（děng）新型永磁材料为磁力源（yuán），运用（yòng）现代磁路原理而设计出来的一种新型夹具。大量的机加工实践（jiàn）表明，电永磁夹具可以大幅（fú）提高数控机床、加工中心（xīn）的综合（hé）加工效能（néng）。电永磁夹（jiá）具（jù）的夹（jiá）紧与松开过程只需（xū）1秒左右，因此大幅缩短了装夹时间；常规机（jī）床（chuáng）夹具的定位元件和夹紧（jǐn）元件占用（yòng）空间较大，而电永（yǒng）磁夹（jiá）具没有这些占用空间的元件，因此（cǐ）与常规机（jī）床夹具（jù）相比，电永磁夹（jiá）具的装夹范（fàn）围更（gèng）大（dà），这有（yǒu）利于（yú）充分利用（yòng）数控机床的（de）工作台和加工行（háng）程，有（yǒu）利于（yú）提高数（shù）控机床的综（zōng）合加工效（xiào）能。电永磁夹具的吸（xī）力一（yī）般在15~18Kgf/c㎡，因此（cǐ）一定要 吸力（lì）（夹紧力）足够抵抗切（qiē）削力，一般（bān）情况下，吸（xī）附面积不应小（xiǎo）于（yú）30 c㎡，即夹紧力不小于450Kgf。

二、大批量加工（gōng）宜选用的数（shù）控（kòng）机床夹具

大（dà）批量（liàng）加工周（zhōu）期＝加工（gōng）/等待时间＋工件加工时间＋生产准备时间。“加工/等待（dài）时间”主要包（bāo）括工件装（zhuāng）夹和更换刀具的（de）时间。

传统的（de）手（shǒu）动机床夹（jiá）具“工件装夹时（shí）间”可达到大批量加工（gōng）周期的10~30%，这（zhè）样“工件装夹”就（jiù）成为了（le）影响（xiǎng）生产效率的关键性（xìng）因素，也是机床夹（jiá）具（jù）“挖潜”的重（chóng）点（diǎn）对（duì）象。故此大（dà）批量加（jiā）工宜采用快（kuài）速定位、快速夹紧（松开）的专用夹具，可优先考虑以下三类机床夹具。

【液压/气动夹具】

液（yè）压/气（qì）动夹具是以油压（yā）或气压（yā）作为动力（lì）源，通过液压元（yuán）件或（huò）气动（dòng）元件（jiàn）来实现对工件的定位、支承与压（yā）紧的专用夹具。液（yè）压/气动夹具可（kě）以准确快速地确定工件与机（jī）床、刀（dāo）具之间的相互位置，工件的位置（zhì）精度由夹具 ，加（jiā）工精度高；定位及夹紧过（guò）程（chéng）迅（xùn）速，极大（dà）的（de）节省了夹紧和释放工件的时间；同时具有（yǒu）结构紧凑、可多工位装夹、可进行高速重切削，可实现自动化控制等优点。液压/气动（dòng）夹具的上述优（yōu）点，使之特（tè）别（bié）适宜在数控机床、加工中（zhōng）心、柔性生产（chǎn）线（xiàn）使用，特别适合大批量加工。   

【电永磁夹（jiá）具（jù）】

电永磁夹具所具（jù）有的快速（sù）夹（jiá）紧、易实现多工位装夹、一次装（zhuāng）夹可（kě）多面加工、装夹（jiá）平稳可靠（kào）、节能环保、可实（shí）现自（zì）动化控制等优点。与常规机（jī）床夹具（jù）相（xiàng）比（bǐ），电永磁（cí）夹具可以大幅缩短装夹（jiá）时（shí）间，减少装夹次数（shù），提高装夹效（xiào）率（lǜ），因此不仅适用于（yú）小批量生（shēng）产，亦适用于（yú）大批量生产。 

【光面夹具（jù）基座】

光面（miàn）夹具（jù）基座在国内应用还不是很多，但在（zài）欧美等工业发达国家应用很广（guǎng）泛。它实际上（shàng）就是经（jīng）过精加工的夹具（jù）基（jī）体精（jīng）毛坯，元件与机床定位连（lián）接部（bù）分和（hé）零件（jiàn）在夹具上的（de）定（dìng）位面（miàn）已（yǐ）经（jīng）精加工完毕（bì）。用户可以（yǐ）根据自（zì）己（jǐ）的实际需要，自（zì）行加工制（zhì）作专用夹具。

光面（miàn）夹具基座可以有效缩短制造专用夹具（jù）的周期，减少（shǎo）生（shēng）产准备时间，因而可以从总体上缩短大批量生（shēng）产的周期，提高生产效率；同时可以降低专（zhuān）用夹具的制造成本。因此光（guāng）面夹（jiá）具基座特别适合周期较紧（jǐn）的大批量生产（chǎn）。

三、数控机床夹具的（de）使用

  合理使用夹（jiá）具，挖掘设（shè）备潜能经（jīng）验表明，为了提高数控机床加工效能，仅仅“选对”数控机床夹具（jù）还是不够的，还必须在“用好”数控机床夹具上下功夫（fū）。

下（xià）面介绍三种常用（yòng）的方（fāng）法：

【多（duō）工位法】

多工位法（fǎ）的（de）基本原理：通过一次装夹（jiá）多个（gè）工件，达到缩短单位装夹时间，延长刀具（jù）有效（xiào）切削（xuē）时（shí）间的目的。

多工位夹（jiá）具即拥（yōng）有多个定位夹紧位（wèi）置的夹具。随着数控（kòng）机床的发展和用户提（tí）高（gāo）生产效率的需要，现在多工位（wèi）夹（jiá）具的应用（yòng）越来越多。在（zài）液压/气（qì）动（dòng）夹具、组合夹（jiá）具、电永磁夹具（jù）和（hé）精（jīng）密组合平口钳的结构设计（jì）中多工（gōng）位设计（jì）越来越普遍。

【成组使用法】

将相（xiàng）同（tóng）的几个夹具放（fàng）在同一工作台使用，同样可以实现（xiàn）“多工位”装夹的目的。

这种方（fāng）法（fǎ）所涉及的夹具一般应经过“标准（zhǔn）化设（shè）计、高精度制造”，否则难（nán）以达到数控机床工序加工（gōng）的要（yào）求。

成组使（shǐ）用法可以充分利（lì）用数控（kòng）机床行程（chéng），利于机床传动部（bù）件的均衡磨（mó）损；同（tóng）时相关夹具可独立使用，实现多（duō）件装夹，又可联（lián）合（hé）使用，实现大规格工件装夹。

【局部快换法（fǎ）】

局部快换（huàn）法（fǎ）是通过（guò）对数控机床夹具的局部（定位元（yuán）件、夹紧元件、对刀（dāo）元件和引导元（yuán）件（jiàn））进行（háng）快速（sù）更换，达到迅速改变（biàn）夹具功（gōng）能或使用方（fāng）式的目的（de）。

例如（rú）：快换组（zǔ）合平口钳，可以通过快速更换（huàn）钳口实现装夹功能的改（gǎi）变（biàn），比如（rú）由装夹（jiá）方料（liào）转变成装夹棒（bàng）料；也可以通过快（kuài）速更（gèng）换夹（jiá）紧（jǐn）元件实现夹紧方式的改变（biàn），比（bǐ）如（rú）由手动夹紧转（zhuǎn）变成液压夹紧。局部快（kuài）换法大幅缩（suō）短了更换（huàn）及调整夹具的时间，在小（xiǎo）批量生（shēng）产（chǎn）中优势较为明显。