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目前，加工可分為單件、多品種和小批量（以下簡稱小批量生產）；另一種是小品種、大批量生產（簡稱大批量生產）。前者約占機械加工總產值的70%~80%，是機械加工的主體。

（數控機床工裝夾具）

為什么同一臺機床的生產效率相差好幾倍？結論是數控機床選擇的夾具不合適，這大大降低了數控機床的生產效率。本文為您介紹數控機床夾具的合理選擇和應用。

如何提高數控機床的利用率？通過技術分析，夾具的使用是密切相關的。據不完全統計，國內企業數控機床不合理夾具的比例高達50%。截至2010年底，中國數控機床數量接近100萬臺，即超過50萬臺數控機床因夾具選擇不合理或應用不當而“減速”；從另一個角度來看，關于數控機床夾具的選擇和應用，還有很多文章要做，因為它蘊含著可觀的潛在經濟效益。

小批量生產周期=由于“工件加工時間”的小批量生產非常短，“生產（準備/等待）時間”的長度對加工周期有關鍵影響。為了提高生產效率，我們必須設法縮短生產（準備/等待）時間。

一、以下是在小批量生產中可以優先考慮的三種CNC機床夾具：

1.組合夾具

組合夾具，也稱為“積木夾具”，由一系列標準化設計、不同功能、不同規格和不同尺寸的機床夾具組件組成。客戶可以根據加工要求快速組裝各種類型的機床夾具，例如“積木”。因為組合夾具節省了專用夾具的設計和制造時間，大大縮短了生產準備時間，有效縮短了小批量生產周期，即提高了生產效率。此外，該組合夾具還具有定位精度高、夾具柔性大、可回收利用、節能節材制造、使用成本低等優點。因此，當產品形狀復雜時，可以優先使用組合夾具。

2.扁鉗的精密組合

精密組合扁嘴鉗實際上屬于組合夾具中的“組件”。與其他組合夾具組件相比，它具有更強的通用性、更高的標準化、更簡單的使用和更可靠的夾具，因此在世界上得到了廣泛的應用。精密組合扁嘴鉗具有快速安裝（拆卸）和快速夾具的優點，可以縮短生產準備時間，提高小批量生產效率。目前，世界上常用的精密組合夾具一般在1000mm以內，夾緊力一般在5000kgf以內。

3.光滑的夾具底座

光滑夾具底座在中國沒有廣泛使用，但在歐洲、美國和其他工業發達國家廣泛使用。事實上，它是夾具底座的精細坯料。機床定位連接件的夾具和定位面上的零件已經過精細加工。用戶可根據自己的實際需要加工制作專用夾具。

需要注意的是，這里提到的精密組合扁嘴鉗不是舊的機制虎鉗。舊機床加虎鉗功能單一，制造精度低，無法組裝和使用，使用壽命短，不適用于數控機床和加工中心。這里所說的精密組合扁嘴鉗，源自歐美等發達工業國家。針對數控機床和加工中心的特點，專門設計了一系列新型扁嘴鉗。該產品具有夾緊靈活、定位精度高、夾緊、裝配和使用速度快的特點，特別適用于數控機床和加工中心。

4.電動永磁夾具

電永磁夾具的夾緊和松開過程只需1秒左右，大大縮短了夾緊時間；傳統機床夾具的定位元件和夾緊元件占用空間大，而電永磁夾具沒有這些占用空間的元件。因此，與傳統機床夾具相比，電永磁夾具的夾緊范圍更大，有利于充分利用數控機床的工作臺和加工行程，提高數控機床的綜合加工效率。電永磁夾具的吸力一般為15～18kgf/cm2，必須保證吸力(夾緊力)足以抵抗切削力。一般吸附面積不小于30cm2，即夾緊力不小于450kgf。

二、數控機床夾具應大規模加工

批量加工周期=等待加工時間+工件加工時間+生產準備時間“等待加工時間”主要包括工件夾緊和刀具更換的時間。傳統的手動機床夾具“工件夾緊時間”可以達到批量加工周期的10~30%。“工件夾具”已成為影響生產效率的關鍵因素，也是機床夾具“挖掘潛力”的關鍵對象。

因此，大批量加工應使用快速定位和快速夾緊（松開）的專用夾具，可優先使用以下三種機床夾具：

1.液壓/氣動夾具

液壓/氣動夾具是一種特殊夾具，使用油壓或氣壓作為動力源，通過液壓或氣動部件定位、支撐和壓縮工件。液壓/氣動夾具可以準確、快速地確定工件、機床和刀具的相互位置。夾具保證工件的位置精度，加工精度高；定位和夾緊過程快速，大大節省了夾緊和釋放工件的時間；同時具有結構緊湊、多工位夾緊、高速重切削、自動控制等優點。

液壓/氣動夾具的上述優點特別適用于CNC機床、加工中心和柔性生產線，尤其適用于大規模加工。

2.電動永磁夾

本實用新型具有夾緊速度快、多工位夾具容易實現、一個夾具多表面加工、夾具穩定可靠、節能環保、自動控制等優點。與傳統機床夾具相比，電永磁夾具可以大大縮短夾具時間，減少夾具數量，提高夾具效率。它不僅適用于小批量生產，也適用于大批量生產。

3.光滑的夾具底座

光滑的夾具底座可以有效縮短專用夾具的制造周期，減少生產準備時間，從而縮短批量生產周期，提高生產效率；同時，降低了專用夾具的制造成本。因此，光滑的夾具底座特別適合大規模生產，且周期緊湊。

4.合理使用夾具，挖掘設備潛力

經驗表明，為了提高數控機床的加工效率，僅僅“選擇合適的”數控機床夾具是不夠的，還需要“使用”數控機床的夾具。

三、以下是三種常用方法：

1.多工位法

多工位方法的基本原理是通過一次夾緊多個工件來縮短單位夾緊時間并延長刀具的有效切削時間。多工位夾具是具有多個定位和夾緊位置的夾具。

隨著數控機床的發展和用戶提高生產效率的需要，多工位夾具的應用越來越多。多工位設計在液壓/氣動夾具、組合夾具、電永磁夾具和精密組合扁鉗的結構設計中越來越流行。

2.分組使用方法

在同一工作臺上使用同一夾具也可以達到“多工位”夾具的目的。該方法涉及的夾具一般應采用“標準化設計、高精度制造”，否則難以滿足數控機床加工的要求。

成組使用方式可以充分利用數控機床的行程，有利于機床傳動部件的平衡磨損；同時，相關夾具可以獨立使用，實現多夾具和大型工件夾具的聯合使用。

3.局部快速更換方法

局部快速更換方法是快速更換數控機床夾具的零件（定位元件、夾緊元件、刀片元件和導向元件），以達到快速改變夾具功能或使用模式的目的。例如，快速更換組合扁嘴鉗可以通過快速更換夾具來改變夾具功能，例如從夾具材料到夾具材料；或者通過快速更換夾具元件，例如從手動夾具更換為液壓夾具。局部快速更換方法大大減少了夾具更換和調整的時間，在小批量生產中具有明顯的優勢。