數控機牀工裝夾具的選擇和使用技巧

數控機牀的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動裝置、機牀主體和其他輔助裝置。今天小編要給大家講的是數控機牀工裝夾具的選擇和使用技巧，希望對大家有幫助。

目前，機械加工按生產批量可分為兩大類：一類是單件、多品種、小批結論是：數控機牀選用的夾具不合適，從而使數控機牀的生產效率大幅降低。如何提高數控機牀利用率?通過技術分析，夾具的使用有很大的關係。據不完全統計，國內企業數控機牀選用夾具不合理的比例高達50%以上。另一類是少品種、大批量(簡稱大批量生產)。其中前者大約佔到機械加工總產值的70~80%，是機械加工的主體。同樣一款機牀，為何生產效率卻相差好幾倍?

　　小批量生產

　　組合夾具

組合夾具又稱為“積木式夾具”，它由一系列經過標準化設計、功能各異、規格尺寸不同的機牀夾具元件組成，客户可以根據加工要求，象“搭積木”一樣，快速拼裝出各種類型的機牀夾具。由於組合夾具省去了設計和製造專用夾具時間，極大地縮短了生產準備時間，因而有效地縮短了小批量生產週期，即提高了生產效率。另外，組合夾具還具有定位精度高、裝夾柔性大、循環重複使用、製造節能節材、使用成本低廉等優點。故小批量加工，特別是產品形狀較為複雜時可優先考慮使用組合夾具。

　　精密組合平口鉗

精密組合平口鉗實際上屬於組合夾具中的“合件”，與其它組合夾具元件相比其通用性更強、標準化程度更高、使用更簡便、裝夾更可靠，因此在全球範圍內得到了廣泛的應用。精密組合平口鉗具有快速安裝(拆卸)、快速裝夾等優點，因此可以縮短生產準備時間，提高小批量生產效率。目前國際上常用的精密組合平口鉗裝夾範圍一般在1000mm以內的，夾緊力一般在5000Kgf以內。

需要注意的是，這裏所説的精密組合平口鉗並不是老式機加虎鉗，老式機加虎鉗功能單一、製造精度低、無法成組使用、使用壽命短，不適宜在數控機牀、加工中心上使用。這裏所説的精密組合平口鉗是起源於歐美等工業發達國家，專門針對數控機牀、加工中心特點所設計的一系列新型平口鉗，此類產品具有裝夾柔性大、定位精度高、夾緊快速、可成組使用等特點，特別適合數控機牀、加工中心使用。

　　電永磁夾具

電永磁夾具是以釹鐵硼等新型永磁材料為磁力源，運用現代磁路原理而設計出來的一種新型夾具。大量的機加工實踐表明，電永磁夾具可以大幅提高數控機牀、加工中心的綜合加工效能。

電永磁夾具的夾緊與鬆開過程只需1秒左右，因此大幅縮短了裝夾時間;常規機牀夾具的定位元件和夾緊元件佔用空間較大，而電永磁夾具沒有這些佔用空間的元件，因此與常規機牀夾具相比，電永磁夾具的裝夾範圍更大，這有利於充分利用數控機牀的工作枱和加工行程，有利於提高數控機牀的綜合加工效能。電永磁夾具的吸力一般在15~18Kgf/cm2，因此一定要保證吸力(夾緊力)足夠抵抗切削力，一般情況下，吸附面積不應小於30cm2，即夾緊力不小於450Kgf。

　　大批量生產

　　宜大批量加工的數控機牀夾具

大批量加工週期=加工等待時間+工件加工時間+生產準備時間“加工等待時間”主要包括工件裝夾和更換刀具的時間。傳統的手動機牀夾具“工件裝夾時間”可達到大批量加工週期的10~30%，這樣“工件裝夾”就成為了影響生產效率的關鍵性因素，也是機牀夾具“挖潛”的重點對象。

故此大批量加工宜採用快速定位、快速夾緊(鬆開)的專用夾具，可優先考慮以下三類機牀夾具：

　　液壓/氣動夾具

液壓/氣動夾具是以油壓或氣壓作為動力源，通過液壓元件或氣動元件來實現對工件的定位、支承與壓緊的'專用夾具。液壓/氣動夾具可以準確快速地確定工件與機牀、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，加工精度高;定位及夾緊過程迅速，極大的節省了夾緊和釋放工件的時間;同時具有結構緊湊、可多工位裝夾、可進行高速重切削，可實現自動化控制等優點。

液壓/氣動夾具的上述優點，使之特別適宜在數控機牀、加工中心、柔性生產線使用，特別適合大批量加工。

　　電永磁夾具

電永磁夾具所具有的快速夾緊、易實現多工位裝夾、一次裝夾可多面加工、裝夾平穩可靠、節能環保、可實現自動化控制等優點。與常規機牀夾具相比，電永磁夾具可以大幅縮短裝夾時間，減少裝夾次數，提高裝夾效率，因此不僅適用於小批量生產，亦適用於大批量生產。

　　光面夾具基座

光面夾具基座在國內應用還不是很多，但在歐美等工業發達國家應用很廣泛。它實際上就是經過精加工的夾具基體精毛坯，元件與機牀定位連接部分和零件在夾具上的定位面已經精加工完畢。用户可以根據自己的實際需要，自行加工製作專用夾具。

光面夾具基座可以有效縮短製造專用夾具的週期，減少生產準備時間，因而可以從總體上縮短大批量生產的週期，提高生產效率;同時可以降低專用夾具的製造成本。因此光面夾具基座特別適合週期較緊的大批量生產。

　　合理使用夾具

經驗表明，為了提高數控機牀加工效能，僅僅“選對”數控機牀夾具還是不夠的，還必須在“用好”數控機牀夾具上下功夫。

下面介紹三種常用的方法：

　　多工位法

多工位法的基本原理：通過一次裝夾多個工件，達到縮短單位裝夾時間，延長刀具有效切削時間的目的。多工位夾具即擁有多個定位夾緊位置的夾具。

隨着數控機牀的發展和用户提高生產效率的需要，現在多工位夾具的應用越來越多。在液壓/氣動夾具、組合夾具、電永磁夾具和精密組合平口鉗的結構設計中多工位設計越來越普遍。

　　成組使用法

將相同的幾個夾具放在同一工作枱使用，同樣可以實現“多工位”裝夾的目的。這種方法所涉及的夾具一般應經過“標準化設計、高精度製造”，否則難以達到數控機牀工序加工的要求。

成組使用法可以充分利用數控機牀行程，利於機牀傳動部件的均衡磨損;同時相關夾具可獨立使用，實現多件裝夾，又可聯合使用，實現大規格工件裝夾。

　　局部快換法

局部快換法是通過對數控機牀夾具的局部(定位元件、夾緊元件、對刀元件和引導元件)進行快速更換，達到迅速改變夾具功能或使用方式的目的。例如：快換組合平口鉗，可以通過快速更換鉗口實現裝夾功能的改變，比如由裝夾方料轉變成裝夾棒料;也可以通過快速更換夾緊元件實現夾緊方式的改變，比如由手動夾緊轉變成液壓夾緊。局部快換法大幅縮短了更換及調整夾具的時間，在小批量生產中優勢較為明顯。