目前，加工可分为单件、多品种和小批量（以下简称小批量生产）；另一种是小品种、大批量生产（简称大批量生产）。前者约占机械加工总产值的70%~80%，是机械加工的主体。

（数控机床工装夹具）

为什么同一台机床的生产效率相差好几倍？结论是数控机床选择的夹具不合适，这大大降低了数控机床的生产效率。本文为您介绍数控机床夹具的合理选择和应用。

如何提高数控机床的利用率？通过技术分析，夹具的使用是密切相关的。据不完全统计，国内企业数控机床不合理夹具的比例高达50%。截至2010年底，中国数控机床数量接近100万台，即超过50万台数控机床因夹具选择不合理或应用不当而“减速”；从另一个角度来看，关于数控机床夹具的选择和应用，还有很多文章要做，因为它蕴含着可观的潜在经济效益。

小批量生产周期=由于“工件加工时间”的小批量生产非常短，“生产（准备/等待）时间”的长度对加工周期有关键影响。为了提高生产效率，我们必须设法缩短生产（准备/等待）时间。

一、以下是在小批量生产中可以优先考虑的三种CNC机床夹具：

1.组合夹具

组合夹具，也称为“积木夹具”，由一系列标准化设计、不同功能、不同规格和不同尺寸的机床夹具组件组成。客户可以根据加工要求快速组装各种类型的机床夹具，例如“积木”。因为组合夹具节省了专用夹具的设计和制造时间，大大缩短了生产准备时间，有效缩短了小批量生产周期，即提高了生产效率。此外，该组合夹具还具有定位精度高、夹具柔性大、可回收利用、节能节材制造、使用成本低等优点。因此，当产品形状复杂时，可以优先使用组合夹具。

2.扁钳的精密组合

精密组合扁嘴钳实际上属于组合夹具中的“组件”。与其他组合夹具组件相比，它具有更强的通用性、更高的标准化、更简单的使用和更可靠的夹具，因此在世界上得到了广泛的应用。精密组合扁嘴钳具有快速安装（拆卸）和快速夹具的优点，可以缩短生产准备时间，提高小批量生产效率。目前，世界上常用的精密组合夹具一般在1000mm以内，夹紧力一般在5000kgf以内。

3.光滑的夹具底座

光滑夹具底座在中国没有广泛使用，但在欧洲、美国和其他工业发达国家广泛使用。事实上，它是夹具底座的精细坯料。机床定位连接件的夹具和定位面上的零件已经过精细加工。用户可根据自己的实际需要加工制作专用夹具。

需要注意的是，这里提到的精密组合扁嘴钳不是旧的机制虎钳。旧机床加虎钳功能单一，制造精度低，无法组装和使用，使用寿命短，不适用于数控机床和加工中心。这里所说的精密组合扁嘴钳，源自欧美等发达工业国家。针对数控机床和加工中心的特点，专门设计了一系列新型扁嘴钳。该产品具有夹紧灵活、定位精度高、夹紧、装配和使用速度快的特点，特别适用于数控机床和加工中心。

4.电动永磁夹具

电永磁夹具的夹紧和松开过程只需1秒左右，大大缩短了夹紧时间；传统机床夹具的定位元件和夹紧元件占用空间大，而电永磁夹具没有这些占用空间的元件。因此，与传统机床夹具相比，电永磁夹具的夹紧范围更大，有利于充分利用数控机床的工作台和加工行程，提高数控机床的综合加工效率。电永磁夹具的吸力一般为15～18kgf/cm2，必须保证吸力(夹紧力)足以抵抗切削力。一般吸附面积不小于30cm2，即夹紧力不小于450kgf。

二、数控机床夹具应大规模加工

批量加工周期=等待加工时间+工件加工时间+生产准备时间“等待加工时间”主要包括工件夹紧和刀具更换的时间。传统的手动机床夹具“工件夹紧时间”可以达到批量加工周期的10~30%。“工件夹具”已成为影响生产效率的关键因素，也是机床夹具“挖掘潜力”的关键对象。

因此，大批量加工应使用快速定位和快速夹紧（松开）的专用夹具，可优先使用以下三种机床夹具：

1.液压/气动夹具

液压/气动夹具是一种特殊夹具，使用油压或气压作为动力源，通过液压或气动部件定位、支撑和压缩工件。液压/气动夹具可以准确、快速地确定工件、机床和刀具的相互位置。夹具保证工件的位置精度，加工精度高；定位和夹紧过程快速，大大节省了夹紧和释放工件的时间；同时具有结构紧凑、多工位夹紧、高速重切削、自动控制等优点。

液压/气动夹具的上述优点特别适用于CNC机床、加工中心和柔性生产线，尤其适用于大规模加工。

2.电动永磁夹

本实用新型具有夹紧速度快、多工位夹具容易实现、一个夹具多表面加工、夹具稳定可靠、节能环保、自动控制等优点。与传统机床夹具相比，电永磁夹具可以大大缩短夹具时间，减少夹具数量，提高夹具效率。它不仅适用于小批量生产，也适用于大批量生产。

3.光滑的夹具底座

光滑的夹具底座可以有效缩短专用夹具的制造周期，减少生产准备时间，从而缩短批量生产周期，提高生产效率；同时，降低了专用夹具的制造成本。因此，光滑的夹具底座特别适合大规模生产，且周期紧凑。

4.合理使用夹具，挖掘设备潜力

经验表明，为了提高数控机床的加工效率，仅仅“选择合适的”数控机床夹具是不够的，还需要“使用”数控机床的夹具。

三、以下是三种常用方法：

1.多工位法

多工位方法的基本原理是通过一次夹紧多个工件来缩短单位夹紧时间并延长刀具的有效切削时间。多工位夹具是具有多个定位和夹紧位置的夹具。

随着数控机床的发展和用户提高生产效率的需要，多工位夹具的应用越来越多。多工位设计在液压/气动夹具、组合夹具、电永磁夹具和精密组合扁钳的结构设计中越来越流行。

2.分组使用方法

在同一工作台上使用同一夹具也可以达到“多工位”夹具的目的。该方法涉及的夹具一般应采用“标准化设计、高精度制造”，否则难以满足数控机床加工的要求。

成组使用方式可以充分利用数控机床的行程，有利于机床传动部件的平衡磨损；同时，相关夹具可以独立使用，实现多夹具和大型工件夹具的联合使用。

3.局部快速更换方法

局部快速更换方法是快速更换数控机床夹具的零件（定位元件、夹紧元件、刀片元件和导向元件），以达到快速改变夹具功能或使用模式的目的。例如，快速更换组合扁嘴钳可以通过快速更换夹具来改变夹具功能，例如从夹具材料到夹具材料；或者通过快速更换夹具元件，例如从手动夹具更换为液压夹具。局部快速更换方法大大减少了夹具更换和调整的时间，在小批量生产中具有明显的优势。