如何選擇夾具
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目前，機械加工按生產批次可分為兩大類：一類是單件、多品種、小批次（簡稱小批次生產）；另一類是少品種、大批次（簡稱大批次生產）。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。
同樣一款機床，為何生產效率卻相差好幾倍？
得出的結論是：數控機床選用的夾具不合適，從而使數控機床的生產效率大幅降低。
今天為大家詳細介紹數控機床夾具的合理選擇及應用。
（江蘇心力量智慧科技專注於為航空航天製造、汽車製造、電力機械裝備製造、農業機械裝備製造、醫療器械製造、智慧家居製造、精密模具製造、3C等精密加工領域的高階數控機床和工業機器人提供專業的綜合性技術服務，服務內容主要包含：裝置的檢測診斷、功能維護、升級再製造、核心功能部件的銷售、維修及功能最佳化、單機/線體自動化的客戶定製等。）
一、如何提高數控機床利用率？
透過技術分析，夾具的使用有很大的關係。據不完全統計，國內企業數控機床選用夾具不合理的比例高達50%以上。
小批次生產週期﹦生產（準備/等待）時間+工件加工時間由於小批次生產“工件加工時間”很短，因此“生產（準備/等待）時間”的長短對於加工週期有著至關重要的影響。要想提高生產效率，就必須想辦法縮短生產（準備/等待）時間。
下面推薦三類小批次生產可優先考慮的數控機床夾具：
①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、規格尺寸不同的機床夾具元件組成，客戶可以根據加工要求，像“搭積木”一樣，快速拼裝出各種型別的機床夾具。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次生產週期，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、迴圈重複使用、製造節能節材、使用成本低廉等優點。故小批次加工，特別是產品形狀較為複雜時可優先考慮使用組合夾具。
②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，提高小批次生產效率。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，這裡所說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，不適宜在數控機床、加工中心上使用。這裡所說的精密組合平口鉗是起源於歐美等工業發達國家，專門針對數控機床、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，特別適合數控機床、加工中心使用。
③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床、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；常規機床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，因此與常規機床夾具相比，電永磁夾具的裝夾範圍更大，這有利於充分利用數控機床的工作臺和加工行程，有利於提高數控機床的綜合加工效能。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。
二、宜大批次加工的數控機床夾具
大批次加工週期＝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。傳統的手動機床夾具“工件裝夾時間”可達到大批次加工週期的10~30%，這樣“工件裝夾”就成為了影響生產效率的關鍵性因素，也是機床夾具“挖潛”的重點物件。
故此大批次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床夾具：
①液壓/氣動夾具
液壓/氣動夾具是以油壓或氣壓作為動力源，透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床、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，極大地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床、加工中心、柔性生產線使用，特別適合大批次加工。
②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。與常規機床夾具相比，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次生產，亦適用於大批次生產。
③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，元件與機床定位連線部分和零件在夾具上的定位面已經精加工完畢。使用者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次生產的週期，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次生產。
三、合理使用夾具，挖掘裝置潛能
經驗表明，為了提高數控機床加工效能，僅僅“選對”數控機床夾具還是不夠的，還必須在“用好”數控機床夾具上下功夫。
下面介紹三種常用的方法：
①多工位法
多工位法的基本原理：透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。
隨著數控機床的發展和使用者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。
②成組使用法
將相同的幾個夾具放在同一工作臺使用，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床工序加工的要求。
成組使用法可以充分利用數控機床行程，利於機床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。
③區域性快換法
區域性快換法是透過對數控機床夾具的區域性（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，可以透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；也可以透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。
區域性快換法大幅縮短了更換及調整夾具的時間，在小批次生產中優勢較為明顯。
文章整理自網路
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