数控机床（chuáng）工装夹具的合（hé）理选择及应（yīng）用（yòng）

机械加工按生产（chǎn）批量可分为两大类：一类（lèi）是单件、多品（pǐn）种、小批量（简（jiǎn）称小批量生（shēng）产）；另一类是少（shǎo）品种、大批（pī）量（liàng）（简称大批量生（shēng）产）。其（qí）中前者大约占到（dào）机械（xiè）加工总（zǒng）产值的70~80%，是机械加工的（de）主体（tǐ）。
    同样一（yī）款机床，为何生产效（xiào）率却相差好几倍？得（dé）出的结论是：数（shù）控机（jī）床选用的夹具不合适，从而（ér）使数控机（jī）床（chuáng）的生产效率大幅降低。 为（wéi）大家（jiā）详细介绍数控机床夹具（jù）的合理选择及（jí）应用。 SHAPE \* MERGEFORMAT
   如何提（tí）高数（shù）控机床利用率？通过技术分析（xī），夹（jiá）具（jù）的使（shǐ）用（yòng）有很大的关系。据不完全（quán）统（tǒng）计，国内企（qǐ）业（yè）数（shù）控机床选用夹具（jù）不合理的比例高达50%以上。至2010年底，中（zhōng）国数（shù）控机床保有（yǒu）量（liàng）近一百（bǎi）万台（tái），也（yě）就是说有50万台以上的数控机床由（yóu）于夹具选择（zé）不合（hé）理或应用不当，而出现了“窝（wō）工”现象；从另外一个角度来讲，在数（shù）控机床（chuáng）夹具（jù）的选择与应用上大有文章可（kě）做，因（yīn）为其（qí）中蕴含着可观的潜在经济效（xiào）益。
   小（xiǎo）批量生产周（zhōu）期（qī）﹦生产（准备（bèi）/等待）时间+工件加工时间。由于小批（pī）量生产“工件加工时间”很短，因此“生产（chǎn）（准备（bèi）/等待）时间”的长短（duǎn）对于加工周期有（yǒu）着至关重要的影响。要想提高生产效率，就必须想办法缩短生产（准备（bèi）/等待（dài））时间。

一、小批量生产可优先考虑的（de）数（shù）控机床（chuáng）夹具：

【组合夹具（jù）】

组合（hé）夹具（jù）又称为（wéi）“积木式夹具”，它由一系列经过（guò）标（biāo）准化设计（jì）、功（gōng）能各异、规格尺寸不同的机床夹具元（yuán）件组成，客户可（kě）以（yǐ）根据（jù）加工要求，象“搭积木（mù）”一样，快速拼装出各（gè）种（zhǒng）类型的机床（chuáng）夹具。由于组合夹具省（shěng）去（qù）了设计和制造专用夹（jiá）具时间，极大地缩（suō）短了生产准备（bèi）时间，因而有效地缩短了（le）小批量生产周期（qī），即提（tí）高（gāo）了生产效（xiào）率（lǜ）。另外，组（zǔ）合夹具还具有定（dìng）位精度高、装夹柔性大（dà）、循环重（chóng）复使用、制造节能（néng）节材、使用成本低廉（lián）等（děng）优点。故小批量加工，特别是产品（pǐn）形状较为复杂时可优（yōu）先考虑使用（yòng）组合夹具。

【精密（mì）组合平口钳】

精密（mì）组（zǔ）合平口钳实（shí）际上属于组合（hé）夹具中的“合（hé）件”，与其它组合夹具元件（jiàn）相比（bǐ）其通（tōng）用（yòng）性更（gèng）强（qiáng）、标准化程度更高、使（shǐ）用更简便、装（zhuāng）夹更（gèng）可靠，因此在 范围内（nèi）得（dé）到了广泛的应用（yòng）。

精密组（zǔ）合平口（kǒu）钳具有快（kuài）速安装（拆卸）、快（kuài）速装（zhuāng）夹（jiá）等优点，因此可以缩短（duǎn）生（shēng）产准备时间，提高小批量生产效率（lǜ）。

目前 上常用（yòng）的精密组合平口钳的装夹范围（wéi）一般在（zài）1000mm以（yǐ）内，夹紧力一般在5000Kgf以内。

需（xū）要注意的是，这里所（suǒ）说的精密组（zǔ）合平口钳并不是老（lǎo）式机加虎（hǔ）钳，老式机加（jiā）虎钳功（gōng）能单一、制造精度低、无法（fǎ）成组使用、使用寿命短（duǎn），不适宜在数控机床、加工中心上（shàng）使用。这里所说的精密（mì）组合平口钳是起源于欧美（měi）等工业发达国家，专门针对数控机床、加工（gōng）中心特点所设（shè）计的（de）一系（xì）列（liè）新型（xíng）平口（kǒu）钳，此类（lèi）产（chǎn）品（pǐn）具（jù）有装（zhuāng）夹柔性大、定位精度高、夹紧快速（sù）、可成组使（shǐ）用（yòng）等特点（diǎn），特别适合数控机床、加工中心使用。

【电永磁夹具】

电永磁夹具是以钕铁硼（péng）等新型永（yǒng）磁材料为磁（cí）力源，运用现代（dài）磁路原理而设（shè）计出（chū）来的一种新型夹（jiá）具。大（dà）量的机加工实践表明，电（diàn）永磁夹具（jù）可以大（dà）幅提高数控机床、加工中心的综合加工效（xiào）能。电永磁夹具的夹紧与松（sōng）开（kāi）过（guò）程只需1秒（miǎo）左右，因此大幅（fú）缩短了装夹时间；常规机床夹具的定位元件和夹紧元件占（zhàn）用（yòng）空间较大，而电永磁夹具没有这些占用空间的元件，因此与常规机床夹具相（xiàng）比，电永磁夹具的装夹（jiá）范围更（gèng）大，这有利于充分利（lì）用数（shù）控（kòng）机床的（de）工作台和加工（gōng）行程，有利于提高（gāo）数（shù）控机（jī）床的综（zōng）合（hé）加工效能。电永磁（cí）夹具的（de）吸力一般在15~18Kgf/c㎡，因此一定要 吸力（夹（jiá）紧（jǐn）力）足够抵抗（kàng）切削力，一般情况下，吸附面积不（bú）应小于30 c㎡，即夹（jiá）紧力不小于450Kgf。

二、大批量加工（gōng）宜选用的数控机床夹具

大批量（liàng）加工周期＝加工/等待时间＋工件加工时间＋生产准备（bèi）时间。“加工/等待（dài）时间”主（zhǔ）要（yào）包括工件装夹（jiá）和更换刀（dāo）具的时间。

传统的手动机床夹（jiá）具“工件装（zhuāng）夹时间”可达到大批量加工周期的10~30%，这样“工（gōng）件装夹”就成为（wéi）了影响生产效率（lǜ）的关（guān）键性因素，也是（shì）机床夹具“挖（wā）潜”的重点对象。故此大批量加（jiā）工宜采用（yòng）快速（sù）定位、快（kuài）速夹紧（松开）的（de）专用夹具，可（kě）优先考虑以（yǐ）下三类机床夹具。

【液压/气动夹具】

液压/气（qì）动夹（jiá）具是以油压或气压（yā）作为动力源，通过液压（yā）元件（jiàn）或气动元件来实现对工件的定（dìng）位、支承与压紧的专（zhuān）用夹具。液压/气动夹具可以准确快速（sù）地确定（dìng）工件与（yǔ）机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精（jīng）度由夹具 ，加工精度高；定位及夹（jiá）紧过程迅速，极大的节省了夹（jiá）紧和（hé）释放（fàng）工（gōng）件的时间；同时具有结构紧凑、可（kě）多工位装夹、可（kě）进（jìn）行高速重切削，可实现自动化控制等优点（diǎn）。液压/气动夹具的上述优点，使之特别适（shì）宜（yí）在（zài）数控机床、加工中心（xīn）、柔性生产线使用，特（tè）别适（shì）合大批量加工。   

【电永磁夹（jiá）具】

电永（yǒng）磁夹具所（suǒ）具有的快速夹紧、易实现多工位装（zhuāng）夹、一次装夹可（kě）多面加工、装夹平（píng）稳可靠（kào）、节能环保、可实现自动（dòng）化（huà）控制等优点（diǎn）。与常规机（jī）床夹具（jù）相比，电永（yǒng）磁夹具可以大幅缩短装夹时间，减少装夹次（cì）数（shù），提高装夹效率，因此不仅（jǐn）适用于小（xiǎo）批量生（shēng）产，亦适用于大批（pī）量生产。 

【光面夹具基座（zuò）】

光面夹具基座在国内应用还（hái）不是很多，但在欧美等工业发（fā）达国（guó）家应用很广泛。它（tā）实际上就是经（jīng）过精加工的夹（jiá）具基体精毛坯（pī），元件与机床定位（wèi）连接部分和零件（jiàn）在（zài）夹具上的（de）定位面（miàn）已经（jīng）精加工完毕（bì）。用户（hù）可（kě）以根据自己的实（shí）际（jì）需要，自行加工（gōng）制作专用夹具。

光面夹具基座可以有效（xiào）缩短（duǎn）制造专用夹具的周期，减（jiǎn）少（shǎo）生产准备时间，因而可以从总体上缩（suō）短大批（pī）量生产的周期（qī），提高生产效率；同（tóng）时可以降低专用夹具的制造成本。因此光（guāng）面夹具基座特别适合（hé）周期（qī）较紧的大批（pī）量生产。

三、数控机床夹具的使（shǐ）用

  合理使用夹具，挖掘（jué）设备潜能经验（yàn）表明，为了提高数控机（jī）床（chuáng）加（jiā）工效能，仅仅（jǐn）“选对（duì）”数控（kòng）机床夹（jiá）具（jù）还是不够的，还必须在“用好”数控（kòng）机床夹具上（shàng）下（xià）功夫。

下面介（jiè）绍三种（zhǒng）常用的方法：

【多工位法】

多工位（wèi）法的基本原理：通过一次装夹（jiá）多个工件，达到缩（suō）短单位（wèi）装夹时间，延长刀具有效切削时间的目（mù）的（de）。

多工（gōng）位夹（jiá）具即拥有（yǒu）多（duō）个定位夹紧（jǐn）位置的夹具。随着（zhe）数控机床的（de）发展和用（yòng）户提高生产效（xiào）率的需（xū）要，现在多工位（wèi）夹具（jù）的应用（yòng）越来越多。在液压/气动（dòng）夹具、组合夹具、电永磁夹具和精（jīng）密（mì）组合（hé）平口钳（qián）的结构设计中多（duō）工位设计越来越普遍。

【成组使用法】

将相（xiàng）同的几个夹具放在同一工作（zuò）台使用，同样可以实（shí）现“多工位”装夹的目的。

这种方法所涉（shè）及的夹具一（yī）般（bān）应（yīng）经过“标准化设计、高精度制造”，否则难以达（dá）到数控机（jī）床工序加（jiā）工的要求。

成组使用法可以充分利用数控（kòng）机床（chuáng）行程，利于机（jī）床传动部件的（de）均衡磨损；同时相关夹具可独立使用（yòng），实（shí）现多件（jiàn）装夹，又可联合（hé）使（shǐ）用，实现大规（guī）格（gé）工件装夹。

【局部快换法】

局部（bù）快换法是通过对数控（kòng）机床夹具的局部（定（dìng）位元（yuán）件（jiàn）、夹紧元件、对刀（dāo）元件和（hé）引导元件）进行快速更换，达（dá）到迅速改变夹具功能或使用方式的目的（de）。

例如：快换组合平口钳，可以通过快速更（gèng）换钳口实现装夹功能的（de）改变，比如由装夹方料转变成装夹棒料；也可（kě）以通过快速更换夹紧元件（jiàn）实现夹紧方式的改变，比如由手（shǒu）动夹（jiá）紧（jǐn）转变成液压（yā）夹紧。局（jú）部快换法大（dà）幅缩短了更换及（jí）调整夹具的时间（jiān），在小（xiǎo）批量生产中优势（shì）较为（wéi）明（míng）显。