数控机床夹具的合理选择及应用.docx

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1、数控机床夹具的合理选择及应用保定向阳航空精密机械有限公司李昶在20年前，数控机床、加工中心对于国内很多企业来讲还是可欲而不求的奢侈品。当时一位国内企业的领导到国外参观，看到数控机床、加工中心“以一敌百”的高效加工，感到十分的震惊和羡慕。但是当这位领导不惜重金从国外引进数控机床、加工中心后，忽然发现这些机床到了中国似乎“变懒”了，生产效率比国外差了好几倍，产品质量也不如国外的好，这到底是什么原因呢？通过认真的技术分析，得出的结论是：数控机床选用的夹具不合适，从而使数控机床的生产效率大幅降低。时至今日，类似上述“好马配劣鞍”现象在我国的企业仍屡见不鲜。据不完全统计，国内企业

2、数控机床选用夹具不合理的比例高达50%以上。至2010年底，我国数控机床保有量近一百万台，也就是说有50万台以上的数控机床由于夹具选择不合理或应用不当，而出现了“窝工”现象；从另外一个角度来讲，在数控机床夹具的选择与应用上大有文章可做，因为其中蕴含着可观的潜在经济效益。那么，如何才能合理的选用数控机床夹具，使数控机床、加工中心发挥出最大的效能呢？下面笔者谈一谈自己的看法，以供读者参考。一、正确选择夹具类型是高效加工的基础目前，机械加工按生产批量可分为两大类：一类是单件、多品种、小批量（简称小批量生产）；另一类是少品种、大批量（简称大批量生产）。其中前者大约占到机械加工总

3、产值的70～80%，是机械加工的主体。依据机械加工类型选择数控机床夹具的一般原则如下：（一）适宜小批量生产的数控机床夹具小批量生产周期＝生产(准备/等待)时间+工件加工时间由于小批量生产“工件加工时间”很短，因此“生产(准备/等待)时间”的长短对于加工周期有着至关重要的影响。要想提高生产效率（即缩短加工周期），就必须想办法缩短生产（准备/等待）时间。下面推荐三类小批量生产可优先考虑的数控机床夹具：1.组合夹具组合夹具应用实例组合夹具又称为“积木式夹具”，它由一系列经过标准化设计、功能各异、规格尺寸不同的机床夹具元件组成，客户可以根据加工要求，象“搭积木”一样，快速拼装出

4、各种类型的机床夹具。由于组合夹具省去了设计和制造专用夹具时间，极大地缩短了生产准备时间，因而有效地缩短了小批量生产周期，即提高了生产效率。另外，组合夹具还具有定位精度高、装夹柔性大、循环重复使用、制造节能节材、使用成本低廉的等优点。故此小批量加工，特别是产品形状较为复杂时可优先考虑使用组合夹具。42.精密组合平口钳精密组合平口钳精密组合平口钳实际上属于组合夹具中的“合件”，与其它组合夹具元件相比其通用性更强、标准化程度更高、使用更简便、装夹更可靠，因此在全球范围内得到了广泛的应用。精密组合平口钳具有快速安装（拆卸）、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

5、产效率。目前国际上常用的精密组合平口钳装夹范围一般在1000mm以内的，夹紧力一般在5000Kgf以内。需要注意的是，这里所说的精密组合平口钳并不是老式机加虎钳，老式机加虎钳功能单一、制造精度低、无法成组使用、使用寿命短，不适宜在数控机床、加工中心上使用。这里所说的精密组合平口钳是起源于欧美等工业发达国家，专门针对数控机床、加工中心特点所设计的一系列新型平口钳，此类产品具有装夹柔性大、定位精度高、夹紧快速、可成组使用等特点，特别适合数控机床、加工中心使用。3.电永磁夹具电永磁夹具是以钕铁硼等新型永磁材料为磁力源，运用现代磁路原理而设计出来的一种新型夹具。大量的机加工实践

6、表明，电永磁夹具可以大幅提高数控机床、加工中心的综合加工效能。电永磁夹具应用实例电永磁夹具的夹紧与松开过程只需1秒左右，因此大幅缩短了装夹时间；常规机床夹具的定位元件和夹紧元件占用空间较大，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比，电永磁夹具的装夹范围更大，这有利于充分利用数控机床的工作台和加工行程，有利于提高数控机床的综合加工效能。电永磁夹具的吸力一般在15～18Kgf/cm2，因此一定要保证吸力（夹紧力）足够抵抗切削力，一般情况下，吸附面积不应小于30cm2，即夹紧力不小于450Kgf。（二）适宜大批量加工的数控机床夹具大批量加工周期＝加工等待时间

7、+工件加工时间+生产准备时间“加工等待时间”主要包括工件装夹和更换刀具的时间。传统的手动机床夹具“工件装夹时间”可达到大批量加工周期的10～30%,这样“工件装夹”就成为了影响生产效率的关键性因素，也是机床夹具“挖潜”的重点对象。故此大批量加工宜采用快速定位、快速夹紧（松开）的专用夹具，故此可优先考虑以下三类机床夹具：1.液压/气动夹具液压/气动夹具是以油压或气压作为动力源，通过液压元件或气动元件来实现对工件的定位、支承与压紧的专用夹具。液压夹具应用实例液压/气动夹具可以准确快速地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保