数（shù）控（kòng）机床工装夹具的合（hé）理选（xuǎn）择及应用

机械加工（gōng）按（àn）生产批量可分为两大类（lèi）：一（yī）类是单件、多品种、小（xiǎo）批（pī）量（简称小批量生产）；另一（yī）类是（shì）少（shǎo）品种（zhǒng）、大批量（简称大批量生产）。其中前者大约占到机（jī）械（xiè）加（jiā）工总产值（zhí）的70~80%，是机（jī）械加工（gōng）的主体。
    同样一款机（jī）床，为何生产效率却相差好几（jǐ）倍（bèi）？得出的结论是（shì）：数控机（jī）床选（xuǎn）用的夹（jiá）具（jù）不合适，从而使数控机床的生产（chǎn）效率大幅降低。 为大家详细介（jiè）绍（shào）数控机床夹具的合理选择及（jí）应用。 SHAPE \* MERGEFORMAT
   如何提高数控机床利用率（lǜ）？通过技术分析（xī），夹具的使（shǐ）用有很大的（de）关系（xì）。据不完全统计（jì），国内企（qǐ）业数（shù）控（kòng）机床（chuáng）选用夹具不合理的比例高达（dá）50%以上。至2010年底，中（zhōng）国数控机床保有量近一百万台，也就（jiù）是（shì）说有50万（wàn）台以上的数控（kòng）机（jī）床由于夹具选择不合理或应用不当（dāng），而出现了“窝（wō）工”现象（xiàng）；从（cóng）另外一个角度（dù）来（lái）讲，在数控机床夹（jiá）具的选择与（yǔ）应用上（shàng）大（dà）有文章可做，因为其中蕴含（hán）着可观的潜（qián）在经济（jì）效益（yì）。
   小（xiǎo）批量生产（chǎn）周期﹦生产（准备/等待（dài））时间+工件加工时间。由于（yú）小批（pī）量（liàng）生产“工件加工时间”很（hěn）短（duǎn），因此“生产（准备/等待）时间”的长短对于（yú）加工（gōng）周期（qī）有着至关重要的（de）影响（xiǎng）。要想提高（gāo）生产效率，就必须想（xiǎng）办法缩短生产（chǎn）（准备/等待）时间。

一、小批（pī）量生产可（kě）优先（xiān）考虑的数（shù）控机床夹具：

【组合夹具】

组合夹具（jù）又称（chēng）为“积木式（shì）夹（jiá）具”，它由一系列经过标准化设计、功能各（gè）异、规格尺寸不（bú）同的机（jī）床夹具（jù）元件组成，客（kè）户可以根据加工要求，象“搭（dā）积木”一样，快速拼装出各种（zhǒng）类型的机床（chuáng）夹具。由于组（zǔ）合夹具省去了（le）设计（jì）和制造专用夹具时间，极大地缩短了（le）生产（chǎn）准备时间，因而有效地缩短了小（xiǎo）批量生产周期，即提（tí）高了生产效（xiào）率。另外，组合夹具还具（jù）有定位精度高、装夹（jiá）柔性大、循环重复使用、制造（zào）节（jiē）能节材、使（shǐ）用成本低廉（lián）等优点（diǎn）。故小批量加工，特别是产品形状较为复杂时可优先考虑使用组合夹具。

【精密组合平（píng）口钳】

精密组合平口钳实际上（shàng）属于组（zǔ）合夹具中的（de）“合件（jiàn）”，与其（qí）它组合夹具元件相比其通用性更强、标准化程度更高、使用更简（jiǎn）便、装夹更可靠，因此（cǐ）在 范围（wéi）内得到了广泛（fàn）的应用。

精密组合（hé）平（píng）口钳具有快速安装（zhuāng）（拆卸）、快速装（zhuāng）夹（jiá）等（děng）优（yōu）点，因此可以缩短生产准备时间，提高小批量生产效率。

目前 上（shàng）常用的精密组合（hé）平口（kǒu）钳的（de）装夹范（fàn）围一般在1000mm以内（nèi），夹（jiá）紧力一般在5000Kgf以内。

需要注意的是，这里（lǐ）所说的精密（mì）组（zǔ）合平口钳并不是老式机加虎钳，老（lǎo）式（shì）机加虎钳功能（néng）单一、制造精度低、无法成（chéng）组（zǔ）使用、使用寿命短，不适宜在数控机床、加工中心上使用（yòng）。这里（lǐ）所说的精（jīng）密组合平口钳（qián）是（shì）起（qǐ）源于欧美等工业（yè）发达国（guó）家，专门针对数（shù）控机（jī）床、加工中心（xīn）特点所设计的一系列新型平（píng）口（kǒu）钳，此类（lèi）产品具有装夹柔性大、定（dìng）位精度（dù）高、夹紧快速、可成组使用（yòng）等特点，特别适合（hé）数控机床、加工中心使（shǐ）用。

【电永磁夹具】

电永磁（cí）夹（jiá）具是以钕（nǚ）铁硼等新型永磁材料为磁力源，运用（yòng）现（xiàn）代磁路原理而设计出来的一种新（xīn）型夹具。大量的机加工（gōng）实践表明（míng），电永磁夹（jiá）具（jù）可（kě）以大幅提（tí）高数控机床、加（jiā）工中（zhōng）心的综合加工（gōng）效能。电永（yǒng）磁夹具的夹紧与松（sōng）开过程（chéng）只需1秒左右，因（yīn）此大（dà）幅（fú）缩短了装夹（jiá）时间（jiān）；常规机床夹具的（de）定位元件和夹（jiá）紧元（yuán）件占用空（kōng）间较大，而电永（yǒng）磁夹具没有这些占用空间（jiān）的元件，因此与常规机床夹（jiá）具相（xiàng）比，电永磁夹具（jù）的（de）装夹（jiá）范围更大（dà），这有（yǒu）利于（yú）充分利用数控机（jī）床（chuáng）的工作（zuò）台（tái）和加工行程，有利（lì）于提高数控机（jī）床的综合加工效能。电永磁夹具的吸力一（yī）般在15~18Kgf/c㎡，因此（cǐ）一（yī）定要 吸力（lì）（夹紧力）足（zú）够抵抗切削力，一般情况下，吸附面积不（bú）应（yīng）小于30 c㎡，即（jí）夹紧（jǐn）力不小于450Kgf。

二、大批量加工宜选（xuǎn）用的数控机（jī）床夹具

大批量加工周期＝加工/等待（dài）时间＋工件加工时间＋生（shēng）产准（zhǔn）备时间。“加工/等待（dài）时间”主（zhǔ）要（yào）包（bāo）括工件装夹和更换（huàn）刀具的（de）时间（jiān）。

传统的手（shǒu）动（dòng）机（jī）床夹具“工件装夹时间（jiān）”可（kě）达到大批量加（jiā）工周期的（de）10~30%，这样“工件装夹”就成为了影响生产效率的关键性（xìng）因（yīn）素，也是机床（chuáng）夹具“挖潜（qián）”的重点对象。故此大（dà）批量加工宜采用快（kuài）速定位、快速夹紧（松开）的（de）专用（yòng）夹具（jù），可优先（xiān）考虑以下三类（lèi）机（jī）床夹具。

【液压/气动夹具】

液压/气动夹具是（shì）以油压或气压作为动力源，通过液压元件或（huò）气（qì）动（dòng）元（yuán）件来实现对工件的定位（wèi）、支承与压紧的专用夹具。液压（yā）/气动夹具可以准确（què）快速地（dì）确定工件与机床、刀具（jù）之间的相互位（wèi）置，工件的位置精度由（yóu）夹具 ，加工精度高；定（dìng）位及夹紧（jǐn）过程迅速，极大的节省了夹紧和释放工件的时（shí）间；同（tóng）时具有结构紧凑、可（kě）多工位装夹、可进行高（gāo）速重切削，可实现（xiàn）自动化控制等优点。液压/气动夹（jiá）具（jù）的上述优（yōu）点，使之特别适宜在数（shù）控机床、加工中（zhōng）心、柔性生产线使（shǐ）用，特别适合（hé）大批量（liàng）加工。   

【电永磁（cí）夹（jiá）具（jù）】

电永（yǒng）磁夹具所具有（yǒu）的快（kuài）速夹紧（jǐn）、易实现多工位（wèi）装夹、一（yī）次装夹可（kě）多面加（jiā）工（gōng）、装夹平稳（wěn）可靠、节能环保、可实现自动（dòng）化控（kòng）制等优点。与常规（guī）机床夹具相比，电永磁夹具可以大幅缩短装夹时间，减少装夹次数，提（tí）高装夹效率，因此不仅（jǐn）适用（yòng）于小批量（liàng）生产，亦适（shì）用于大批（pī）量生产（chǎn）。 

【光（guāng）面夹具基座（zuò）】

光面夹（jiá）具基座在国内应用还不是很多（duō），但在欧美等（děng）工业发达国（guó）家应用很广泛。它实际上就（jiù）是经（jīng）过精加工（gōng）的夹具基（jī）体精毛（máo）坯（pī），元件与（yǔ）机床定位连接部分（fèn）和零件在夹具上（shàng）的（de）定位面已经精加工完毕。用户可以（yǐ）根据自己的实际（jì）需（xū）要，自行（háng）加工制（zhì）作专用夹具。

光面夹具基座可以（yǐ）有效缩短（duǎn）制造（zào）专用夹具的（de）周期，减少生产（chǎn）准备时间，因而可以从（cóng）总体上缩（suō）短大批量生产的周期，提高生产（chǎn）效率；同时可以降低（dī）专用夹具的制造成（chéng）本。因此（cǐ）光面夹具基座（zuò）特别适（shì）合周（zhōu）期较（jiào）紧的大批量生产。

三、数控（kòng）机床夹具的使用

  合理使用夹具，挖掘设备（bèi）潜能经验表明，为了（le）提高数（shù）控机床加工效能，仅仅“选对”数控机床夹具还是（shì）不够的，还必（bì）须（xū）在“用（yòng）好（hǎo）”数控机床夹具上下功夫（fū）。

下面介绍三种常用的方法：

【多工位法】

多工位法的基本（běn）原理：通过一次装夹（jiá）多个（gè）工件（jiàn），达到缩短单位装夹时（shí）间，延（yán）长刀具有效切削时间的（de）目的。

多工（gōng）位夹具即拥（yōng）有多个定位（wèi）夹紧位置（zhì）的夹具。随（suí）着（zhe）数（shù）控机床的发（fā）展和用户（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）。在液压（yā）/气动夹具、组合（hé）夹具、电永磁夹（jiá）具和（hé）精密组合（hé）平口钳的（de）结构设计中多工位设（shè）计越来越普（pǔ）遍。

【成组使（shǐ）用法】

将相同的（de）几个（gè）夹具放在同一工作（zuò）台使用，同样（yàng）可以实（shí）现“多工（gōng）位”装夹的（de）目的。

这种方法所（suǒ）涉（shè）及的夹（jiá）具一般（bān）应经过“标准化设计、高精度制（zhì）造”，否则难（nán）以达到（dào）数控机（jī）床工序（xù）加工的要（yào）求。

成（chéng）组（zǔ）使用法可以充分（fèn）利用数控机床行程，利于机（jī）床传动部件的均衡磨损；同（tóng）时相关夹具可独（dú）立使（shǐ）用，实现多件装夹，又可联合（hé）使（shǐ）用（yòng），实现大规格工件装夹。

【局（jú）部快换法】

局部快换法（fǎ）是通过对（duì）数控机（jī）床（chuáng）夹（jiá）具的局部（定位元（yuán）件、夹（jiá）紧元件、对刀（dāo）元件和引导元件（jiàn））进行快速更换，达（dá）到迅速改变夹具（jù）功能或使用（yòng）方式（shì）的目的。

例如（rú）：快换（huàn）组合平口钳，可以通（tōng）过快速更换钳口实现装夹功能（néng）的改变，比如由装夹方料（liào）转变成装夹棒料（liào）；也（yě）可以通过快速更换（huàn）夹紧元件实现夹紧（jǐn）方式的（de）改变，比如由手动夹紧转变成液压（yā）夹紧。局部快换法大幅（fú）缩短了更换（huàn）及调整（zhěng）夹具（jù）的时间，在小批（pī）量（liàng）生产中优势较为明显（xiǎn）。