数控机（jī）床工装（zhuāng）夹具的合理（lǐ）选择及应（yīng）用（yòng）

机械（xiè）加工按生产批量可分为两大类：一类是单件、多品种、小批量（简称小（xiǎo）批量生产）；另一类是少品种、大批量（简称大批量生产）。其（qí）中前者（zhě）大约（yuē）占（zhàn）到机械加工总产值（zhí）的70~80%，是机械加工的主体（tǐ）。
    同样一（yī）款机床，为何生产效率却（què）相（xiàng）差好几倍？得出的结论是：数控机床（chuáng）选（xuǎn）用的夹具不合适，从而使数控机（jī）床的生产效率大幅降低。 为大家（jiā）详（xiáng）细介（jiè）绍（shào）数控机床夹具的（de）合理选择（zé）及应用。 SHAPE \* MERGEFORMAT
   如何提高数控机床（chuáng）利用率？通过技术分析，夹具的使用有很大的关（guān）系（xì）。据（jù）不完（wán）全统计，国（guó）内企业数控机床选用夹具不合（hé）理的比例（lì）高达50%以（yǐ）上。至2010年（nián）底，中国数控机床保（bǎo）有量近（jìn）一百万台（tái），也就是说有50万台以上的数控机床由于夹具选择不合理（lǐ）或应（yīng）用不当，而出（chū）现了（le）“窝工”现象（xiàng）；从另外一个角度来讲，在数控（kòng）机床（chuáng）夹具的选择与应（yīng）用上大有文章可做，因为其中蕴含着可观（guān）的潜在经济效益。
   小批量生（shēng）产周期﹦生产（准（zhǔn）备/等待）时间（jiān）+工件加（jiā）工（gōng）时间。由于小（xiǎo）批（pī）量生产“工（gōng）件加（jiā）工时间”很（hěn）短，因此（cǐ）“生产（准备/等（děng）待）时间”的长短对于加（jiā）工周期有着至关重（chóng）要的影响。要（yào）想提高生（shēng）产效率，就必须（xū）想办法缩短生产（准备/等待）时间。

一（yī）、小批量生产可优先考虑（lǜ）的数控机床夹具：

【组合夹具】

组合（hé）夹具又（yòu）称为（wéi）“积木式夹（jiá）具”，它由一系列（liè）经过（guò）标（biāo）准化设计、功（gōng）能各异、规格尺寸不同的机床（chuáng）夹具（jù）元件组成，客户可以根（gēn）据（jù）加工要求，象（xiàng）“搭积木”一样（yàng），快速拼（pīn）装出各种（zhǒng）类型的机床夹具。由于组合夹具省去了设计和制造（zào）专用夹具时间，极大（dà）地缩短了生产准备时间，因而（ér）有效地缩（suō）短了（le）小批量生产周期，即提（tí）高了生产效率。另外，组（zǔ）合夹具还具有定位（wèi）精度高、装夹柔性大、循环重复使用、制造节能节材、使用成本低廉等优点（diǎn）。故小批（pī）量加工（gōng），特别是产品形状（zhuàng）较（jiào）为复杂时（shí）可（kě）优先考虑使用组合夹具。

【精密组合平口钳】

精密组（zǔ）合平（píng）口（kǒu）钳实际上属于（yú）组合夹具中的“合件”，与其它组合夹具元件相比其通用性（xìng）更强、标准化程（chéng）度更（gèng）高、使用更简便（biàn）、装（zhuāng）夹更可靠，因此（cǐ）在 范围（wéi）内得到了广泛的应用。

精密组合平口（kǒu）钳具有快速（sù）安装（拆（chāi）卸）、快速装夹等优点，因此可以缩短生产准备时间，提高小批量生产（chǎn）效率。

目（mù）前 上常用的精密组（zǔ）合平口钳（qián）的装夹范围一般（bān）在1000mm以内（nèi），夹紧力一般在5000Kgf以内。

需要注意的是（shì），这（zhè）里所（suǒ）说的（de）精密组合平口钳并不（bú）是老式机加虎钳，老式机加虎钳功能单一、制造精度低、无（wú）法成组使用、使用寿命短，不适宜在数控机（jī）床、加工中心（xīn）上使用。这（zhè）里所说的精密组合（hé）平口（kǒu）钳是起源于欧美等工业发达国（guó）家，专门（mén）针对数控机（jī）床、加工（gōng）中心特点所设计的一系列（liè）新型平口钳，此类（lèi）产品具（jù）有装夹柔性（xìng）大、定位精度（dù）高、夹紧快速、可成组（zǔ）使用等特点，特别适合数控机（jī）床、加工中心使用。

【电永磁夹具】

电永磁夹具是以钕铁硼等新型永磁材（cái）料为磁力源，运用现代磁路原理（lǐ）而设（shè）计出来的一种新型夹（jiá）具（jù）。大量的机加（jiā）工实践表明，电永磁夹具可（kě）以（yǐ）大幅提高（gāo）数控机（jī）床、加（jiā）工中心的综合加工效能（néng）。电（diàn）永磁夹具的夹紧与松开过程只需1秒左（zuǒ）右，因此（cǐ）大幅缩短了装夹时间；常规（guī）机床夹具的定位（wèi）元件和夹紧（jǐn）元件占用空间较大（dà），而电永磁夹具没有这些占用空间的元件，因此与（yǔ）常规机床夹具相比，电永磁夹具的（de）装夹范围更大，这有利（lì）于充分利用数（shù）控机床（chuáng）的工作台和加工行程（chéng），有利于提高数控机床的综合加（jiā）工效能（néng）。电永磁夹具（jù）的吸力一般在15~18Kgf/c㎡，因此一定要 吸力（lì）（夹紧（jǐn）力）足够（gòu）抵抗切削力（lì），一般情况下，吸附面（miàn）积不应小于30 c㎡，即夹紧力不小于450Kgf。

二、大（dà）批量加工宜选用的（de）数控机床夹具

大批量加工周期＝加（jiā）工/等待时间＋工件加工时间＋生产准备时间。“加（jiā）工/等待时间”主要包括工件装夹和更换刀（dāo）具的时间。

传统（tǒng）的（de）手动机床夹具“工件装夹时间（jiān）”可（kě）达到（dào）大批（pī）量加工周期（qī）的10~30%，这样“工件装夹”就成为了影响（xiǎng）生产效率的关键（jiàn）性因素，也（yě）是机床夹具“挖潜”的重点（diǎn）对象。故此（cǐ）大批量加工（gōng）宜采用（yòng）快（kuài）速定（dìng）位（wèi）、快速（sù）夹紧（松开）的（de）专用（yòng）夹具，可（kě）优先考虑以下三类机床（chuáng）夹具。

【液（yè）压/气（qì）动夹具】

液压/气动夹（jiá）具是以油（yóu）压或（huò）气压作（zuò）为动力源，通过液压（yā）元件或气动元件来实现对工件的定位（wèi）、支承与压紧（jǐn）的专用夹具（jù）。液（yè）压/气动（dòng）夹具可以准确快速地确定（dìng）工件与机床、刀具之（zhī）间的相互位（wèi）置，工件的位（wèi）置精度由夹具 ，加工精度高；定位及（jí）夹（jiá）紧（jǐn）过程迅速，极大的节省了夹紧和释放工（gōng）件的时（shí）间；同（tóng）时具有结构（gòu）紧（jǐn）凑（còu）、可多工位装夹、可（kě）进行高速重切削，可（kě）实（shí）现自动化控制等优点。液压/气动夹具的上述优点，使（shǐ）之特别适宜在数控机（jī）床、加（jiā）工中心（xīn）、柔性生（shēng）产线使用，特别适（shì）合（hé）大批量加工。   

【电永磁夹具】

电永磁（cí）夹具所（suǒ）具有的快速（sù）夹紧、易实现（xiàn）多工位装夹、一次（cì）装夹可多面（miàn）加工、装夹平稳可靠、节（jiē）能环保、可实现自动化控制等（děng）优点。与常（cháng）规（guī）机床夹具（jù）相比（bǐ），电永磁夹（jiá）具可以大幅（fú）缩短装夹（jiá）时间，减少装夹次数，提高装夹效率，因此（cǐ）不仅适用于小（xiǎo）批量生产，亦适用于大批量生产。 

【光面夹具基座】

光面夹具基座在国内应用还不是很多（duō），但（dàn）在欧美（měi）等（děng）工业发达国家（jiā）应用很广泛。它实际上就是经过精加（jiā）工的夹具基体精毛坯（pī），元件与机床定位（wèi）连接部分和（hé）零（líng）件在夹具上的（de）定位面（miàn）已经（jīng）精加（jiā）工完（wán）毕（bì）。用户可以（yǐ）根据自己的实际需（xū）要，自行加工制作（zuò）专用（yòng）夹具。

光面夹具基座可以（yǐ）有（yǒu）效缩短制造专用夹具（jù）的周期，减少生产准备时间，因而可以从总体上缩短大批（pī）量生产的周期，提高生（shēng）产效率；同（tóng）时（shí）可以降低（dī）专用夹具（jù）的制造成（chéng）本。因此光（guāng）面夹具基（jī）座特别（bié）适合周期较（jiào）紧的大（dà）批量生产。

三、数控机床夹具（jù）的使（shǐ）用

  合理（lǐ）使用夹具，挖掘设备潜能经（jīng）验表明，为了提高数控机床加工（gōng）效能，仅仅“选对”数控机床夹具还是不够的，还必（bì）须在“用好”数控机床夹具上下功夫。

下面（miàn）介（jiè）绍三种常用（yòng）的方法（fǎ）：

【多工位法】

多工（gōng）位法的基本原理：通（tōng）过一次装夹多个工件，达到缩短单（dān）位装夹时间，延（yán）长刀具有效切削时间的目的（de）。

多工位夹具即拥有多个定位夹紧位置的夹具。随（suí）着数控机床的（de）发展和用（yòng）户提高（gāo）生（shēng）产效率的需要，现在多工位夹具的应用（yòng）越来（lái）越多。在（zài）液压（yā）/气动（dòng）夹具、组合夹具、电永磁（cí）夹具和（hé）精密组合平（píng）口钳的结构设计中多（duō）工位设计越（yuè）来越普遍。

【成组（zǔ）使（shǐ）用法】

将相同的（de）几个（gè）夹具放在同一工作台使（shǐ）用（yòng），同样可（kě）以（yǐ）实现“多工位”装夹的目的。

这（zhè）种方法所涉及的夹具一（yī）般应经过“标（biāo）准化设计、高精度制造”，否（fǒu）则难以达到数控机床工序加工的要求。

成组使用法可以充分（fèn）利（lì）用（yòng）数（shù）控机（jī）床行程（chéng），利（lì）于机（jī）床（chuáng）传动（dòng）部件的均（jun1）衡磨损；同时相（xiàng）关夹具可独立（lì）使用，实（shí）现多（duō）件（jiàn）装夹，又可联合使（shǐ）用，实现大规格工件装夹。

【局部快（kuài）换法】

局部快换法是通过（guò）对数（shù）控（kòng）机床夹（jiá）具（jù）的局部（定位元件（jiàn）、夹紧元件、对刀元件和引导元件）进行快速（sù）更换（huàn），达到迅（xùn）速改变夹（jiá）具功能或使用方式（shì）的目（mù）的。

例如：快换组合（hé）平口钳，可以通（tōng）过快（kuài）速更换钳口（kǒu）实现装（zhuāng）夹功能的改变，比如由（yóu）装夹方料转变成装夹棒料；也可以通过快速更换夹紧元（yuán）件实现夹紧方式的改变，比（bǐ）如由手动夹（jiá）紧（jǐn）转变成液压夹紧（jǐn）。局部快换法大幅缩短了更换及（jí）调整夹具的时间，在小批量生产中优势（shì）较为明显。