工裝夾具設(shè)計簡介

1、夾具設(shè)計常識序言工裝是工藝裝備的簡稱，工藝裝備就是將零件加工至設(shè)計圖 樣要求，所必須具備的基本加工條件和手段。工藝裝備包含 加工設(shè)備（標(biāo)準(zhǔn)、專用和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備）、夾具、模具、量具、 刀具和工具等。對工藝技術(shù)人員來講，除了要消化設(shè)計圖樣和技術(shù)要求后， 進(jìn)行產(chǎn)品零件加工的工藝文件編制及現(xiàn)場生產(chǎn)服務(wù)外，還有 一個重要的任務(wù)，就是要根據(jù)工藝規(guī)程的要求,進(jìn)行產(chǎn)品零 件的裝配焊接夾具和檢測夾具等工裝的設(shè)計工作。驀霍懿麒芻的實際情況闡述工裝夾具設(shè)訓(xùn)基目錄/contents1、工裝夾具的設(shè)計和使用目的2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟1、工裝夾具的設(shè)計和使用目的進(jìn)行工裝夾具的設(shè)計和使用，是能夠使得零 件迅速而準(zhǔn)確

2、地安裝于夾具中的確定位置， 夾具定位安裝于加工設(shè)備的確定位置。因此，使用夾 具加工零件時，能使零件迅速而準(zhǔn)確地處于 加工位置,從而保證零件的加工質(zhì)量滿足要 求，這就是夾具在生產(chǎn)中得到廣泛運用的主 要原因。1、工裝夾具的設(shè)計和使用目的一般來講，使用工裝夾具的目的可以歸納為以 下四個方面： 3）可以穩(wěn)定地保證零件的加工質(zhì)量，減少廢 品率； b）可以提高零件的生產(chǎn)率； c）可以擴(kuò)大加工設(shè)備的工藝范圍; d）可以改善勞動者的勞動條件。1、工裝夾具的設(shè)計和使用目的總之，使用工裝的最根本目的就是在保證產(chǎn) 品零件的質(zhì)量穩(wěn)定，滿足技術(shù)要求的前提下, 還要達(dá)到提高產(chǎn)品零件的生產(chǎn)率,獲得較好 經(jīng)濟(jì)效益的目的。所以

3、，設(shè)計工裝夾具也是 和其它技術(shù)工作一樣，不僅僅是一個技術(shù)問 題，而且還是一個經(jīng)濟(jì)問題，每當(dāng)設(shè)計一套 工裝時，都要進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，使 所設(shè)計的工裝獲得更佳的經(jīng)濟(jì)效益。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟2-1熟悉產(chǎn)品零件的技術(shù)要求，確定工裝夾具的更佳設(shè)計方案 在接到設(shè)計任務(wù)書后，要準(zhǔn)備設(shè)計工裝夾具所需要的資料, 包括零件設(shè)計圖樣和技術(shù)要求、工藝規(guī)程及工藝圖、有關(guān)加 工設(shè)備等資料。在了解了產(chǎn)品零件的基本結(jié)構(gòu)、尺寸精度、 形位公差等技術(shù)要求后，還要找出零件的關(guān)鍵和重要尺寸 （必須要保證的尺寸），再基本確定工裝夾具的設(shè)計方案。 一些重要的工裝夾具的設(shè)計方案，還需要進(jìn)行充分的討論和 修改后再確定。這

4、樣，才能保證此工裝設(shè)計方案能夠適應(yīng)先 產(chǎn)綱領(lǐng)的要求，是更佳的設(shè)計方案。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟2-2-1夾具上的定位基準(zhǔn)的確定每設(shè)計一套工裝，都應(yīng)該將零件的關(guān)鍵和重要尺 寸部位，作為工裝夾具上的定位部位（定位設(shè)計）， 還要確定理想的定位設(shè)計（精度設(shè)計），確定主要 的定位基準(zhǔn)（第一基準(zhǔn)）和次要的定位基準(zhǔn)（第二 基準(zhǔn)）。第一基準(zhǔn)原則上應(yīng)該與設(shè)計圖保持一致。 當(dāng)然，若不能保證時，則可以通過計算，將設(shè)計基 準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為工藝基準(zhǔn)，但最終必須要保證設(shè)計的基準(zhǔn) 要求。定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該具備二個條件: a）應(yīng)該選擇工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣做能夠 達(dá)到基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)重合可以減少定位誤差； b）應(yīng)該選擇統(tǒng)一

5、的定位基準(zhǔn)，不僅能夠保證零件的 加工質(zhì)量，提高加工效率，還能夠簡化工裝夾具的 結(jié)構(gòu)（一般用孔和軸作為定位基準(zhǔn)為佳）。如在進(jìn)行產(chǎn)品組件的裝配焊接夾具的工裝 設(shè)計時，工裝設(shè)計人員，在選擇定位基準(zhǔn)時， 先要看設(shè)計圖的定位基準(zhǔn)在哪里，再看工藝 加工定位基準(zhǔn)（工藝規(guī)程上已確定）在哪里， 這兩者確定的定位基準(zhǔn)是否一致，若不一致 時，則要通過計算，將設(shè)計基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為工藝 基準(zhǔn)，但最終必須要保證設(shè)計的基準(zhǔn)要求。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟一般來講，當(dāng)工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不一致 時，在工裝設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)該按照工藝 規(guī)程已確定的工藝基準(zhǔn)作為工裝的設(shè)計基準(zhǔn), 因為零件的加工是按照工藝規(guī)程的流程進(jìn)行 的，先裝焊油

6、管，再裝焊四個小碗，最終裝 焊兩個支架。若不按照這個工藝流程進(jìn)行夾 具設(shè)計，零件最終是無法滿足設(shè)計圖樣的要 求的，因為零件根本就無法加工下去。2-2-3定位基準(zhǔn)選擇后應(yīng)選擇合適的定位元件零件的定位基準(zhǔn)和工裝的定位元件接觸形成定位面，以實現(xiàn) 零件的六點定位（自由剛體的六個運動自由度）。當(dāng)然在大 多數(shù)工裝設(shè)計時，我們都不會采納六點定位（三個沿坐標(biāo)軸 移動，三個撓坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動），往往采取六點以下大于二點以 上的定位設(shè)計，這種定位設(shè)計不僅允許，而且還常常被采用。 另外在定位設(shè)計時，要注意不要因定位點太多（超過六點） 而造成過定位（重復(fù)定位），過定位會出現(xiàn)定位不穩(wěn)定的現(xiàn) 象，將起反作用。根據(jù)經(jīng)驗，有兩個以

7、上的定位就可以起到 定位作用了。b）常用的定位元件常用的定位元件有支承釘、支承板、定位銷、錐面定位銷、 v形塊、定位套、錐度芯軸等，而本單位常用的定位元件有 支承板、定位銷、定位套等。支承板多用于精基準(zhǔn)平面定位; 定位銷則用于以零件上的孔為基準(zhǔn)時最常用的定位元件，與 零件的基準(zhǔn)孔之間留有一定的間隙，大小按零件孔精度而定; 定位套則用于以零件上的軸為基準(zhǔn)時最常用的定位元件，與 零件的基準(zhǔn)軸之間留有一定的間隙，大小按零件軸的精度而 定。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟c）對定位元件的基本要求在設(shè)計定位元件時，其基本技術(shù)要求為：精度合適、耐磨性 好、有足夠的強度和剛度、工藝加工性好、便于拆裝等。如燃

8、油分配管組件的裝配焊接夾具的定位件選擇，按照上述 要求主要應(yīng)采取定位銷定位的形式，定位銷與零件的基準(zhǔn)孔 之間應(yīng)留有一定的間隙，大小按零件孔精度而定，不能人為 的加嚴(yán)定位銷的公差帶；同時，對選用45#鋼和cr12合金鋼 為材料的定位銷，必須進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理和淬火熱處理，使之 有足夠的強度和剛度，增強耐磨性，延長使用壽命。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟2-3零件的夾緊及工裝的夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計零件在工裝中定位后，一般要夾緊，使得零件在加工過 程中，保持已獲得的定位不被破壞。零件在加工過程中，會產(chǎn)生位移、變形和振動，這些都將影響零 件的加工質(zhì)量。所以，零件的夾緊也是保證加工精度的一個十分重要的問題。為了獲

9、得良好的加工效果，一定要把零件在加工過程 中的位移、變形和振動控制在加工精度的范圍內(nèi)。所以，工 裝夾具的夾緊問題的處理，有時比定位設(shè)計更加困難，絕不 能忽視這個問題。2-3-1零件在夾具中定位后的夾緊三原則： a）'冬件在工裝夾具中定位后的不移動原則選擇夾緊力的方向指向定位基準(zhǔn)（第一基準(zhǔn)），且夾緊 力的大小應(yīng)足以平衡其它力的影響，不使零件在加工過程中 產(chǎn)生移動。 b）零件在工裝夾具中定位后的不變形原則在夾緊力的作用下，不使零件在加工過程中產(chǎn)生精度所 不允許的變形，必須選擇合適的夾緊部位及壓塊和零件的接 觸形狀，同時壓緊力應(yīng)合適。 c）零件在工裝夾具中定位后的不振動原則提高支承和夾緊剛性

10、，使得夾緊部位靠近零件的加工表面, 避免零件和夾緊系統(tǒng)的振動。這三項原則是相互制約的，因此，夾緊力設(shè)計時應(yīng) 綜合考慮，選擇更佳的加緊方案，也可用計算機(jī)輔 助設(shè)計。 一般來講，對粗加工用的夾具，選用較大的夾緊力, 主要考慮零件的不移動原則，對精加工用的夾具， 選用較小的夾緊力，主要考慮零件的不變形和不振 動原則。燃油分配管組件的裝配焊接夾具，應(yīng)該屬于精加工 天具，不能選用太大的夾緊力。2-3-2夾緊點的選擇夾緊點的選擇是達(dá)到最佳夾緊狀態(tài)的首 要因素，正確選擇夾緊點后，才能估算出所 需要的夾緊力，選的不當(dāng)不僅增大夾具變形, 甚至不能夾緊零件。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟夾緊點的選用原則：鈕a）

11、盡可能使夾緊點和支承點對應(yīng)，使夾緊力作 用在支承上，可減少變形；u b）夾緊點選擇應(yīng)盡量靠近加工表面，不致引起 過大的夾緊變形?？梢圆扇p少夾緊變形的措施：如增加輔助支承 和輔助夾緊點、分散著力點和增加壓緊件的接觸面 積、利用對稱變形等等。 2-3-3夾緊力的確定力有大小、方向和作用點三要素。當(dāng)零件上有幾個方向 的夾緊力作用時，應(yīng)考慮夾緊力作用的先后順序。對于僅為 了使零件與支承可靠接觸，夾緊力應(yīng)先作用，而且不能太大; 對于以平衡作用力的主要夾緊力，應(yīng)在最后作用。因此，為了操作簡便，常釆用使夾緊力同時作用或自動 地按大小順序的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，如本單位的氣缸聯(lián)動機(jī)構(gòu)就是如 此。2、工裝夾具設(shè)計的基本方

12、法和步驟 2-3-4夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計和確定在選定夾緊點和確定夾緊力之后，就要進(jìn)行夾緊機(jī)構(gòu)的 設(shè)計和確定，通過具體的機(jī)構(gòu)實現(xiàn)以確定的夾緊力夾緊于夾 緊點處。通常零件的夾緊是由動力源、傳動機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu) 所構(gòu)成的夾緊系統(tǒng)來實現(xiàn)的。夾緊機(jī)構(gòu)是指能實現(xiàn)以一定的夾緊力夾緊零件選定的夾 緊點的功能的完整結(jié)構(gòu)，主要包括與零件接觸的壓板、支承 件和施力機(jī)構(gòu)。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟-翳酔臘狀用可浮動、可聯(lián)動、可增力和可自鎖的結(jié)構(gòu)形式，具器豊礬鄒芻蠶簡單制造方便夾緊范圍大自鎖性能 3鋼警機(jī)構(gòu)：適用于夾緊力大而行程小，以氣動和液壓為動力源 3翳蠶黠結(jié)構(gòu)簡單，動作迅速，但壓緊力較小，多用于小型 魏豁琴融結(jié)舉磐

13、誌霍大'在氣動夾具中用以減少氣缸如在進(jìn)行燃油分配管組件的裝配焊接夾具的夾緊機(jī)構(gòu)設(shè) 計時，就必須考慮到實際生產(chǎn)過程是離不開氣缸的氣動源的, 它本身是屬于夾緊系統(tǒng)的一部分，所以我們必須了解氣缸的 氣動動力源的壓強是多少，是否會對工裝上的定位件產(chǎn)生位 移、變形和振動作用，是否需要增加與零件接觸的壓板及支 承件等輔助支承和輔助夾緊點，從而達(dá)到減少位移、變形和 振動作用。對于此類夾具，一般均釆用螺栓螺母施力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形 式作為夾緊方式。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟2-4工裝夾具的經(jīng)濟(jì)精度及常用配合 使用夾具的首要目的是保證零件的加工質(zhì)量，具體來講 就是使用夾具加工時，必須保證零件的尺寸（形狀

14、）精度和 位置精度.零件的加工誤差是工藝系統(tǒng)誤差的綜合反映，其中夾具 的誤差是加工誤差直接的主要的誤差成分。夾具的誤差分靜 態(tài)誤差和動態(tài)誤差兩部分，其中靜態(tài)誤差占重要的比例。所 謂夾具的精度是指夾具的靜態(tài)誤差，或稱靜態(tài)精度，過程誤 差則被認(rèn)為是動態(tài)誤差。2/尿漿的基本方法和步驟工裝夾具的精度是指靜態(tài)精度，即非受力狀態(tài)下的精度具體 包括以下內(nèi)容：a）定位及定位支承元件的工作表面對夾具底面的位置度（平行度、垂直度等）誤差（精度）；b）導(dǎo)向元件的工作表面或軸線（中心線）對夾具底面和定向中心平面或側(cè)面的尺寸及位置誤差；c）定位元件工作面或軸線（中心線）之間、導(dǎo)向元件工作表面或軸線（中心線）之間的尺寸及

15、位置誤差；d）定位元件及導(dǎo)向元件本身的尺寸誤差；e）對于有分度或轉(zhuǎn)位的夾具，還有分度或轉(zhuǎn)位誤差。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟2-4-2工裝夾具制造的平均精度為了使夾具制造盡量達(dá)到成本低、精度高 的目的，需要研究夾具制造的平均經(jīng)濟(jì)精度 （費用低而加工精度高的合理加工精度）。 一般來講，零件的加工精度和加工費用成反 比關(guān)系，加工精度越高，誤差就越小而費用 也就越高。所以，我們在設(shè)計夾具時，應(yīng)該認(rèn)真地考慮這個問題， 不要人為地提高夾具的精度，一般來講，夾具上的定位件的 尺寸精度應(yīng)該收嚴(yán)，其它尺寸不必都收嚴(yán)，應(yīng)該根據(jù)需要合 理地確定精度要求，只要能保證加工后的零件最終滿足技術(shù) 要求即可。在進(jìn)行燃油

16、分配管組件的裝配焊接夾具設(shè)計時,工裝上必須要保證的設(shè)計尺寸就應(yīng)該收嚴(yán)，如油管裝焊時，先要收 嚴(yán)角度要求；四個小碗裝焊時，必須收嚴(yán)孔距要求；兩個支 架裝焊時，也必須收嚴(yán)孔距要求，這樣，加上夾具上定位件 的尺寸已收嚴(yán)，就能保證其裝焊后的精度滿足設(shè)計要求。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟根據(jù)經(jīng)驗，夾具上需收嚴(yán)的尺寸和位置精 度，應(yīng)是產(chǎn)品零件圖上標(biāo)注的公差帶三分之 一左右，其它尺寸不必都收嚴(yán)。對于夾具上 與設(shè)計圖樣無關(guān)的一些尺寸，就不一定要將 公差帶收得太嚴(yán)，除非是作為加工過程中需 保證的工藝基準(zhǔn)（最終與設(shè)計基準(zhǔn)重合）， 是可以收嚴(yán)的（應(yīng)該查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定其公差 帶）。太嚴(yán)正確2、工裝夾具設(shè)計的基本方法

17、和步驟0 75-g b/t i 19-1986其它的尺寸（夾具上與設(shè)計圖樣無關(guān)的），若需要保證 其配合精度要求，是可以采取配作加工的加工手段，同樣能 夠達(dá)到夾具的使用精度要求，從而保證用該夾具裝焊的零件, 其最終尺寸和位置精度都滿足設(shè)計要求。枝術(shù)要求1、0 4孔與標(biāo)準(zhǔn)侔a 4 * 2 5配作2、hrc28- 323、h、丫2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟這樣做，既能達(dá)到設(shè)計出合理有效的工裝 夾具（加工精度高且又合理），又能達(dá)到降 低夾具的制造成本（平均經(jīng)濟(jì)精度降低了） 的目的。夾具的加工精度提高了，而加工費 用又降低了，這兩個目的都達(dá)到了，何樂而 不為，我認(rèn)為，這也是每個工藝技術(shù)人員的 應(yīng)有職

18、責(zé)。2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟2-4-3工裝夾具常用的配合種類及精度夾具的配合精度要求高，配合種類也不同于一般的機(jī)器, 在選擇配合時，精度的確定應(yīng)以夾具零件制造的平均經(jīng)濟(jì)精 度為依據(jù)，這樣才能保證夾具制造成本低。夾具設(shè)計中常用的配合種類及精度見下表:工作形式a精慶要求心示 侈件心工作形式a精慶要求心示 侈定位元件與零件定位基準(zhǔn)間h7/116.h7/g6,h7/£6一般精度）亠h6/li5,h6/g5.h6/f5較高精度a定位銷與零件基準(zhǔn)孑定位套與零件基準(zhǔn)有引導(dǎo)作用并有相對運動的元件間ah7/116.h7/ g6.h7/f7 , g7/li6f8/i16一般精度）心h6/115

19、,h6/g5 ,h6/f6,g6/h5f7/115 較高精度）心r具.與-昱奪賢三辦定快換宅占辜與襯套滑無引導(dǎo)作用但有相對運動的元件間"沒有相對運動的元件間qh7/f9.h7/d9.h7/dl0一般精 度ah7/f8較高精度）ah7/116.h7/16.h7/s6.h7/x 兀 h：7/n7無緊固件）滑動夾具底座板心定支承釘定位銷qh7/1116 ,h7/k6 ,h7/j s 6（有緊固件心2、工裝夾具設(shè)計的基本方法和步驟2-4-4工裝夾具設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用在工裝夾具的設(shè)計中，我們經(jīng)常要用到螺母、螺栓、墊圈、圓柱銷、圓錐銷，彈簧等緊固件。像此類的緊固件，國 家都有專用標(biāo)準(zhǔn)。所以在設(shè)計時一定要采用（應(yīng)該在總圖上 表示出），做到能夠用標(biāo)準(zhǔn)件的，必須100%地用，只要學(xué)會查標(biāo)準(zhǔn)就可以了。實在用不上的，只能設(shè)計非標(biāo)準(zhǔn)的，出零件圖加工，對非標(biāo)零件的設(shè)計和制造，不但需要一定的周 期，而且加工費用也高得多。因為，標(biāo)準(zhǔn)件是大批量生產(chǎn)制 造的，價格便宜，質(zhì)量可靠，在五金商店很容易買到的，而 且對設(shè)計人員來講，還不需要岀圖，顯然是減少了工作量的。2-5工裝夾具圖樣的繪制2-5-11裝夾具總圖的繪制工裝夾具總圖應(yīng)按照最后討論的結(jié)果繪制（三基面體系 法），被加工零件應(yīng)用雙點劃線標(biāo)明，標(biāo)題欄要填寫正確, 標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)標(biāo)明其規(guī)格