工作台夹具

工作台夹具（共12篇）

工作台夹具 篇1

0 引言

隔离开关是高压输变电中使用最为广泛的开关电器, 在电力系统中的用量约为断路器的3~4倍。高压隔离开关多安装在室外, 受到环境的影响, 运行一段时间后, 导电部分出现锈蚀、氧化现象而导致电阻增加。根据电阻与温度的关系, 高压隔离开关触头触指在经过大电流负荷时会出现发热、变形现象。高压隔离开关操作过程中, 如果各转动部位出现卡涩、卡死现象, 就会导致合不到位, 造成电弧烧伤触头接触面, 严重影响变电设备的运行可靠性。此时, 为使高压隔离开关恢复到技术标准要求的正常功能, 需对其进行解体大修。

1 高压隔离开关解体大修工艺质量现状

随着变电检修作业水平的不断提升, 对检修工艺质量要求越来越严格。高压隔离开关大修时, 需对设备进行拆解和回装。目前采用在工作场所铺一块塑料布, 蹲在场地上进行解体的方法, 解体使用普通工器具, 特殊部件需要手工解体。如GW4型隔离开关的触指触头, 拆卸和安装都采用手掌撑开, 稍有不慎可能伤到手, 且成功率较低, 常需重新拆装;而GW16型隔离开关的动触头, 拆卸更为复杂, 需蹲在地面, 非常耗费体能。由此可知, 就地拆解存在一定弊端, 易造成设备损伤, 影响设备的外观及安装效果。

高压隔离开关解体及回装时, 需将其按压在地面进行螺栓的紧固和拆卸, 既耗费体力, 也很难达到工艺要求。然而, 大修可使用夹具较少, 且目前电力设备检修用夹具还未标准化, 因此有必要设计一套既方便携带又适合变电设备检修的组合夹具工作台。

2 隔离开关检修组合夹具工作台的设计

2.1 检修组合夹具工作台整体框架

为了方便日常携带, 将检修组合夹具工作台设计成可拖动箱体。检修组合夹具工作台采用“M”字型折叠方式, 设计快速折叠功能扣, 展开最大尺寸为1 200cm×550cm×600cm, 如图1所示。该工作台由于整体高度方便操作, 因此避免了弯腰造成体力消耗, 同时因折叠后整体体积大幅缩小而便于携带。

检修组合夹具工作台组合夹具的基座设计为活动台面。为了方便零部件的安装、拆卸, 以及实现较大可调裕度和较强通用性, 活动台面采用了槽孔系台面。

2.2 通用夹具零部件

隔离开关检修组合夹具工作台采用槽孔系组合夹具, 用于隔离开关导电臂及触指、触头的拆除和安装, 由一套预先制好的不同形状、规格、尺寸的且具有互换性的标准元件组成, 适用于各种型号的隔离开关。

GW4、GW16型隔离开关导电臂及触指如图2所示。由于设备均为圆柱型工件, 且需要通过旋转来拆装不同部位的零部件, 因此设计采用快速安装的轴承夹具, 并实现不同角度的定位。导电臂拆装用定位夹具如图3所示。

对于部分特殊零部件的夹具设计, 采用刚性定位、柔性调整、快速安装的原则。在拆装过程中夹具能保证零部件不变位、装配工艺质量且调整设备方便, 同时夹具可快速拆装。隔离开关轴承座的拆装夹具如图4所示。

3 组合夹具的应用

组合夹具一般是为某工件的某工序组装的专用夹具, 也可组装成通用可调夹具或成组夹具。目前, 组合夹具的应用程度得到了很大提高, 特别是近年来正朝着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展。因此, 为了适应现代制造技术的发展, 夹具由原来的孔系组合夹具和槽系组合夹具发展到槽孔系组合夹具。槽孔系组合夹具采用孔、槽相结合的定位结构, 克服了槽系夹具刚性差、不稳定, 以及孔系夹具不能连续调整的缺点, 将孔、槽系夹具的优势合二为一。组合夹具的使用节省了工时和材料, 保证了加工精度, 提高了生产率和工艺质量, 降低了生产成本, 还减轻了劳动强度。

4 结束语

该套检修组合夹具工作平台采用可拆解式台面、折叠式框架, 且可根据设备大小选择所需要的台面数量;夹具采用槽孔系, 将孔、槽夹具的优势合二为一;专用夹具的设计有针对性, 定位准确、调整方便、安装快速。使用该套检修组合夹具工作平台进行隔离开关检修, 既提高了检修工艺质量, 降低了检修体力消耗, 也大幅提升了变电设备检修工作效率。

工作台夹具 篇2

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1、目的

规范车间工装夹具（以下简称夹具）的申请、入库、领入、使用、归还、维护保养、报废等工作流程；做到夹具一个口领退、台账/实物分开管理、避免遗失等现象发生；确保工装夹具处于受控状态；更好的为生产正常服务。

2、定义与范围 2.1定义：工装夹具是指:制造部升级/组装/检验/包装所使用的下载/贴锅仔/TP压合等组装治具、检验主屏/TP等检验治具；包括内部申请制作的治具或外部提供的检测治具；

2.2范围：本规定适用于存放于制造中心（主要是制造部、生技部）的所有工装夹具。

3、职责与权限 3.1生技部：

3.1.1负责本规定的编制及培训；

3.1.2负责夹具申请与验收、实物保管（建立设备台卡）及报废工作； 3.1.3负责夹具日常使用及维护的指导 3.2仓储部：

3.2.1负责夹具接收、贴夹具信息标、入库、通知相关部门领取及建立夹具台账； 3.3生管部：

3.3.1负责生产夹具的开单领取、退换；

3.3.2负责建立台账及做好实物交接记录工作；

3.3.2负责本规定的执行情况进行监督（夹具盘点）； 3.4品质部：

3.4.1负责按照技术部提供的《夹具操作规程》进行监督使用； 3.5制造部：

3.5.1负责车间夹具按照技术部提供的《夹具操作规程》进行正确使用及保养工作。

4、程序

4.1送检验收:（如为公司安排制作的夹具此步骤可省略，公司技术支持已检测）

4.1.1仓储部收到将夹具后，开具《材料检验入库单》，通知生技部设备组ME技术员检验判定；

4.1.2生技部设备组ME技术员在接收到《材料检验入库单》及夹具后，应在一个工作日内，及时完成对送检工装夹具的检验和判定，合格则在“《材料检验入库单》”上签字并通知仓储部办理入库，不合格则要求仓储部联系采购部退给治具厂返修或报废； 4.2入库

4.2.1夹具判定合格后，仓储部仓管员应根据《材料检验入库单》，认真核对工装夹具名称、规格、数量等准确无误后，再办理签收手续入辅料仓；

4.2.2夹具入库前仓储部仓管员应对夹具进行标识（贴上夹具信息标），并建立《夹具台账》（台帐内容应包括：名称、标识代号、规格、领用日期、退库日期或损坏报废日期等）； 4.2.3建立好夹具台账后需及时邮件通知生管部物料组开单领取，并抄送给生技部。4.3领用与退还

4.3.1制造部车间夹具统一由生管部物料组办理领用退还手续，并在使用台帐上进行登记，其他部门不允许直接到仓储部领用；

4.3.2生管部物料组接到仓储部或生技部通知开具《领料单》到仓储部领取夹具（需检查夹具信息标信息是否一致），交接给ME技术员，并做好交接记录（双方签字）及《制造部夹具台账》；

4.3.3在生产任务完成后生管部物料组督促ME技术员做好夹具归还或报废工作。4.4维护保养

4.4.1ME技术员负责制作《夹具操作规程》，在线用的夹具的维护保养由制造部使用人负责进行，由生技部ME技术员负责培训、指导和督促；

4.4.2ME技术员根据夹具的使用频率、磨损情况，编制《工装夹具检修计划》，交生技部经理审批后安排检修，夹具检修计划必须100%覆盖在线用的工装夹具；

4.4.3如遇使用中夹具需借出制造部使用或外修时，需填写《设备外借单》，经生技部经理、厂长签字方可放行，借条由ME技术员和台卡一起保管，并负责借条的跟催；

4.4.4制造部操作员使用前须对夹具进行检查确认，检查夹具各部位是否完好，如果发现异常应立即通知ME技术员进行处理；使用后认真做好夹具的清洁、保养，并及时将夹具放回指定的夹具架上； 4.5盘点

4.5.1生管部物料组根据夹具台账每月对制造部的所有夹具进行一次清理和盘点； 4.6报废 4.6.1对于损坏严重无法修复或精度达不到要求的工装夹具由ME技术员提交《工装夹具报废申请单》，在报废申请单上写明报废原因，经生技部经理、厂长和分管副总裁签字审批后进行报废处理；

4.6.2报废的夹具由生管部物料组开《 退料单 》退到仓储部不良品仓，并及时消账； 4.6.3报废的夹具也需建立表格清单，以便制造车间查询。4.7考核办法

4.7.1由于操作者使用不当造成夹具损坏报废的，由操作者全价赔偿；

4.7.2由于ME技术员维护保养不到位造成工装夹具报废的，由ME技术员全价赔偿； 4.7.3如发现故意损坏工装夹具者，经查实给予再教育或开除处理； 4.7.4生管部物料组每月1次夹具盘点列入绩效考核。

5、相关参考文件 《夹具操作规程》

6、记录表单

夹具翻转机构 篇3

摘 要：本文主要通过CAD模拟和几何计算的方式分析夹具设计过程中翻转定位销与板件干涉的原因，指导，规范夹具设计过程。

关键词：试制夹具翻转机构；定位销；钣金干涉

中图分类号： U46 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）10-156-2

0 引言

随着汽车工业的发展，汽车已经进入千家万户，人们的眼光越来越挑剔，人们对汽车的外观质量及乘坐舒适性的要求也越来越严格。由于车身焊接精度直接影响着整车的外观质量及零件的装配性能，因而车身焊接精度成为评定汽车产品品质的一个重要因素。

汽车白车身焊接精度主要靠夹具进行保证，在试制阶段使用的试制焊装夹具为适应试制阶段车身精度的需要，同时为降低成本，在设计时会减少夹具数量，增加夹具复杂性，故很多制件需要用翻转结构进行定位，因而对夹具的设计也提出了更高的要求。

如果设计不合理会造成带定位销的翻转机构在开闭时，定位销与钣金件发生干涉的现象，如图1所示。

1 翻转机构运动轨迹分析

在CAD中对工装翻转机构上的定位销进行运动轨迹模拟。如图2所示（位置1、2、3分别代表在不同位置的旋转轴）。当快卡的旋转轴到定位销的距离一定时，快卡的旋转轴与图3中定位销A—A截面的延伸面越接近时，产生干涉的可能性越小。

通过在CAD中对定位销与钣金件的相对运动过程进行模拟，发现产生干涉的临界点为下面两种情况（如图4所示）：①定位销的F点与钣金件的E点产生干涉；②定位销的B点与钣金件的C点产生干涉。

2 翻转机构干涉原因分析

将快卡旋转轴与定位销的A—A截面延伸面重合，通过改变快卡旋转轴到定位销的距离，发现当旋转轴到定位销中心线的距离小到一定程度后，会发生第①种干涉情况，即定位销的F点与钣金件的E点干涉，当旋转轴到定位销中心线的距离越大时，干涉的可能性越小。

当F点与E点产生临界干涉条件时，确定定位销中心线与旋转轴的最小距离（最小转动半径）：

连接E、F两点，做EF连接线的中垂线HI，与定位销A-A截面交于一点H，以交点为圆心，做通过E、F两点的圆，图4所示。该圆的半径与定位销的半径相加，即为定位销的最小转动半径。

由于带有定位的压紧结构，其旋转轴到定位销中心线的距离均在200mm以上，远大于表1中得出的最小转动半径的要求。故当旋转轴设计在定位销A-A截面的延伸面上时，定位销与钣金件之间不会产生干涉现象，因此干涉的发生只能是第②种“定位销的B点与钣金件的C点产生干涉”。

现假设旋转轴到定位销中心线的距离为d（图5所示），在产生临界干涉的情况下，确定旋转轴相对于定位销A-A截面上下偏移量（以定位销为BZX-10-4为例）。

①旋转轴向上偏移，如图5，可以看出图6中的A点是产生干涉的临界点。

连结AB，做AB连接线的中垂线，定位销运动轨迹的圆心在AB连线的中垂线上。将定位销的中心线偏移d，与AB连接线的中垂线相交于一点N，该点即为定位销运动轨迹的圆心。计算定位销旋转轴的上偏移量NK：（LA=0.05mm，LB为定位销的定位长度4mm，M为AB的中点，设定位销半径为r，α为旋转轴上偏时NM与MK的角度）

② 旋转轴向下偏移，如图7，可以看出图8中的C点是产生干涉的临界点。

连结CD，做CD连接线的中垂线，定位销运动轨迹的圆心在CD连线的中垂线上。将定位销的中心线偏移d，与CD连接线的中垂线相交于一点H，该点即为定位销运动轨迹的圆心。计算定位销旋转轴的下偏移量HI：（CE=0.05mm，ED为定位销的定位长度4mm，F为CD的中点，设定位销半径为r，β为旋转轴下偏时HF与IF的角度）

即当定位销的定位长度一定时，根据旋转轴到定位销中心线的距离不同，定位销的旋转中心偏移位置的连线形成一条直线，这条直线与定位销的A-A截面的延伸面存在一定的角度（偏移角），该角度只与钣金件與定位销之间的单边间隙和定位销的定位长度有关，且旋转轴上偏所形成的角度（上偏角）和旋转轴下偏所形成的角度（下偏角）相等。当旋转轴的圆心在上偏角与下偏角之间时，不会产生干涉，图9中阴影部分所示。

③通过以上计算得出影响翻转机构中定位销与钣金件干涉的原因。由于各汽车厂在设计夹具时，夹具定位销与钣金件定位孔之间的间隙均为定值，故翻转机构中影响定位销与钣金件干涉的原因为定位销的定位长度。

偏移角与定位销的定位长度存在如下关系：定位销的定位长度越长，偏移角越小，越容易产生干涉；定位销的定位长度越短，偏移角越大，越不容易产生干涉。

其中，R为钣金件上定位孔的半径，r为定位销的定位半径，L为定位销的定位长度。

3 总结

通过CAD模拟和几何计算相结合的方式，确定了造成夹具翻转结构中定位销与钣金件干涉的原因，并通过理论与计算相结合的方式得出设计参考数据，提高夹具设计的合理性。

工作台夹具 篇4

1 课堂设计理念与思路

1.1 课堂设计理念

a.“职业能力培养”理念。坚持以学生为中心、以基本技能训练为中心、以综合素质能力培养为中心的教学设计理念。

b.“必需、够用”理念。教学内容的选取以满足职业工作岗位需要的理论和实践知识为依据, 并为后续专业课程做支撑,

c.“教、学、做”一体化理念。理论与实践知识有机融合。学生与教师始终处于“学中做、做中教、教中学”的良性循环。

1.2 课堂设计思路

课程设计最关键的问题是将课程纳入专业体系中进行系统思考, 根据专业培养目标, 按照“工作岗位 (群) 一工作过程一岗位能力一核心能力一核心内容”的建设思路开发符合岗位核心能力培养标准的课程标准。本堂课以典型机床夹具载体, 以夹具的拆卸与结构分析为学习任务展开教学, 同学以小组合作的方式进行学习, 让学生进行组间成果分享与讨论, 总结夹具的结构, 使他们在做中学, 借以达到预期的教学目的和效果。

2 课堂设计任务与目标

2.1 课堂学习任务

首先将班级内的同学分组, 以4~5人一组为宜。各小组会领到一份任务书和一套机床夹具, 通过观察、拆装、讨论, 查找其结构、功能上的不足和缺陷, 并提出改进方案。要求改进后的夹具结构合理, 尽量选用标准件, 满足加工使用要求。最后推选一位同学作汇报。可以细分如下5个子任务:

子任务1:分析夹具的功用、组成;子任务2:查找夹具的不足和缺陷;子任务3:探讨改进方案;子任务4:汇报改进方案子;任务5:总结、评价。

2.2 课堂学习目标

本堂课的重点是要每一组同学查找夹具的不足和缺陷并提出合理改进方案, 难点是如何查找夹具的不足和缺陷 (因为学生工作经验不足) 。所以课堂上老师要给与足够的引导。

3 课堂设计实施过程

3.1 课前准备工作:分组;发学生任务书和工作过程记录表 (任务书和记录表可以根据每次课的具体内容有针对性的设计) ;考勤。

3.2 复习回顾与本次课相关的已学内容 (时间:3分钟)

a.机床夹具的三个基本组成部分是什么?——》学生回答

b.钻、铣、车三种机床夹具的一般组成部分分别是?——》学生回答

c.教师根据学生的回答进行总结 (总结出三种机床夹具的设计要点) (在这里, 教师要思考复习回顾的时候要采取何种教学方法与手段, 尽量使学生主动、积极地参与, 并且不是照本宣读, 避免一问一答的机械式复习, 要通过一些实际夹具让学生用自己的语言回答。)

3.3 学习新内容 (任务驱动法)

3.3.1 任务布置 (PPT演示、讲授, 5分钟)

教师介绍本次课的教学内容和教学目的——-通过对夹具的结构分析、缺陷查找、方案改进, 最终掌握铣床夹具的设计要点, 即定位键、对刀快和夹具体的选用与设计。 (本节课主要探讨铣床夹具, 钻、车夹具在接下来的时间里继续探讨)

3.3.2 分组实施 (小组讨论, 10分钟)

(1) 领取夹具;

(2) 观察夹具整体概况, 确定夹具种类和用途;

(3) 分析夹具的几大组成部分;

(4) 查找夹具功能上和结构上的不足及缺陷;

(5) 提出改进方案;

(6) 记录、整理工作过程记录表。

3.3.3 成果分享 (挑选2个小组汇报, 14分钟)

(1) 推选一位同学为汇报人;

(2) 汇报人代表小组为大家简要讲解其夹具的概况、缺陷及改进方案;

(3) 其余小组针对汇报者的汇报提问题, 汇报者进行解答, 汇报者所在小组其他成员可从旁帮助解答。

3.3.4 总结评价 (教师点评, 8分钟)

针对学生做的情况, 教师总结、评价。

3.4 安排下一节的学习内容及课后研讨内容等。

结束语

上述即是按“以工作过程为导向”的原则设计的一堂课, 以典型机床夹具为教学载体, 采用任务驱动法、小组讨论法实施教学。在课上, 老师以夹具的拆卸与分析为学习任务展开教学, 同学以小组合作的方式进行学习, 让学生进行组间成果分享与讨论, 总结夹具的结构, 使他们在做中学, 突出了综合职业能力的培养。在教学中, 教师有效引导同学积极参与, 师生关系融洽, 学习氛围浓厚, 充分体现了学生的主体地位。取得了非常好的教学效果。

从而, 我们也进一步认识到, 处于职业教育“教”与“学”过程中心的, 不再是专业理论内容的传授, 更多的是经由职业实践——工作过程分析和归纳所确定的重要职业能力的培养。因此, 按照工作过程的顺序设计课堂教学, 以工作过程为参照系, 着眼于动态的行动体系的隐性知识的生成与构建, 是我们高职院校每一位教师在进行课程改革是都应该注意的。

摘要：以《机床夹具的结构改进》为例, 具体展示了基于工作过程的课堂设计, 详细阐述了课堂设计的思路、教学过程的组织、教学内容的编排和任务驱动法、分组教学法等教学方法的应用。

关键词：工作过程,课堂设计,小组教学,机床夹具

参考文献

[1]姜大源.基于工作过程的课程观.教育部职业技术教育中心研究所.

夹具工装书目 篇5

2、超完整夹具部件标准图册－－继夹具零件图册后又一经典

3、《机械制造工艺及专用夹具设计指导》PDG,PDF+书签

4、夹具-非标准夹紧装置PDF(搞工装的朋友不可错过的好资料）

5、《机床夹具设计手册》

6、国外实用机床夹具.pdf，1985年编译的

7、机床夹具结构图册(PDF格式)

8、《焊接工装夹具及变位机械图册》PDF扫描

9、夹具CAD图库（很规范且实用）

10、汽车装焊技术及夹具设计（北京理工大学出版社）

11、《自动化夹具图集》PDF--实用

12、焊接工装设计基础(航空工业出版社）

13、检验夹具设计(机械工业出版社）

14、焊接工装夹具及变位机械的性能·设计·选用（机械工业出版社）

15、重型机械制造、装配、工装设计新技术与技术测量及相关标准手册

16、砂型铸造工艺及工装设计（一本很实用的教科书，对铸造工艺装备设计有参考价值）

17、零件与工装的形位精度理论与应用(机械工业出版社）

18、机床夹具设计原理（哈尔滨工程大学出版社）PDF清晰

19、金属切削机床夹具设计手册 第2版 浦林祥 20、《实用带压密封夹具图集》胡忆沩 【PDF】机械工业出版社/1998年12月

车身焊装夹具的设计研讨 篇6

关键词：车身；夹具；定位基准；RoboGate

中图分类号： U466 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2011）04-0064-07

Study on Cab Welding Fixture Design

YUAN Zheng-tao，YUAN Bo

（1.Senior Scientists and Technicians Association Expert Committee of DFM，Shiyan 442000，China；

2. Cab Plant of Dongfeng Commercial Vehicle Corporation，Shiyan 442040，China）

Abstract:This paper firstly try to refer to the classify methods of welding fixture in automotive industry. According to the characteristic of shell cab，it should set at six rules correctly and do a reasonable choice on location datum and clamping focus in fixture designing. To meet the welding size of cab，it must know how to control fixture accuracy. And do the general introduction from using“RoboGate”system in multi-species production.

Key words: cab; fixture; location datum；“RoboGate”system

1 焊接装配夹具概论

焊接装配夹具设计技术发展得比较晚，国内外相关的专著也较少见。随着我国汽车工业的发展，焊接技术在汽车生产中的应用越来越多，生产效率和产品质量要求越来越高，焊接装配夹具及各种机械化、半自动化和自动化的焊接装配生产线也随之发展起来。随着生产的需要，国内较大的汽车厂都有了专门从事焊接装配夹具设计的专业人员，这门处于机制和焊接专业边缘的专业技术，正在实践中得到发展。

在汽车零件的焊接中，除飞轮齿环、轮辋等个别情况是将一个环状和其他封闭体自身的某道焊缝接起来外，大多数情况都是把几个不同形状的工件焊接到一起，组成一个焊接合件，因此，焊接和装配一般是联系在一起的，故通常把焊接过程中所用的夹具称为焊接装配夹具。所谓焊接装配夹具，是指在焊接工艺过程中，根据工件结构的要求，用来保证被焊工件的正确相对位置及形状，并籍以得到牢固的焊接接头而使用的除焊接设备本身以外的附加装置，统称为焊接装配夹具，并简称为焊接夹具。焊接夹具中的消耗件易损件和独立起导电作用的一些工具，称为焊接辅具。

1.1 焊接装配夹具的分类

1.1.1 按汽车零部件结构特点分类

1）薄壳体装焊夹具：以车身为代表的薄板冲压件焊接夹具，有它特定的设计、制造方法和结构特点，是设计、制造、调整工作量最大的一部分。

2）薄板箱筒型及特殊组件装焊夹具：如燃油箱、储气筒、液压变速箱中泵轮总成和涡轮总成等，其夹具结构就又是一种风格。

3）中厚板冲压件，机加件和刚性较好的其他焊接件装焊夹具：如传动轴、焊接桥壳、焊接车架、减震器、车轮、刹车蹄片、变速箱齿轮与轴等焊接用夹具。在结构上也有它的特点，这类夹具除有的需要导电外，结构上与机加夹具比较接近。

1.1.2 按焊接工艺方法和焊接接头形式综合分类

1.2 对焊接夹具的一般要求

1）满足产品结构、工艺和生产纲领要求；有可靠的定位夹紧机构；处于焊接回路内的夹具应有良好的导电通路；能减少焊接变形或能适应变形的需要；对夹具上急剧受热的部位要进行通水冷却；要根据生产纲领选择夹具结构，产量低用简易结构，高产量用气动和自动化程度高的夹具。

2）容易制造和便于维修。

3）操作方便和安全：要便于装卸工件，特别注意防止焊接后工件从夹具中取不出来；能使焊缝处于最佳施焊位置；防止机构压手和松开打手。

4）结构简单合理，降低制造成本：大型焊接夹具价格很贵，要充分利用工件的装配关系，了解焊接件的作用，简化结构，降低成本。焊接夹具设计中的一个通病，是结构不必要复杂化，很多机构实际上是不需要的。

2 车身焊装夹具设计研讨

2.1 汽车车身的结构特点和一般精度要求

设计夹具时，要了解产品结构，吃透工艺要求。车身一般由外复盖件、内复盖件和骨架件组成。复盖件的板厚一般在0.8～1.2 mm范围内，骨架件多为1.2～2.5 mm，也就是说它们大都为薄板件，对夹具设计来说，有以下特点。

1）结构形状复杂，构图困难

车身都是由薄板冲压件经过装配焊接而成的空间壳体。为了造型美观和壳体具有一定的刚性，组成车身的零件通常是经拉延成型的空间曲面体，结构形状相当复杂。

2）刚性差、易变形

3）以空间三坐标标注尺寸

车身产品图以空间三个坐标来标注尺寸，各种车型对坐标原点和坐标间隔的规定略有不同。在设计车身夹具时只要记住，凡是在夹具上要标注坐标尺寸的地方，都必须与产品图上的坐标体系完全一致。

车身复盖件图纸只标注外形的某些限定尺寸，因此在设计夹具时，有时要用到产品设计的主样板、线图和主模型。主模型是汽车车身形状的原始数据，也是制造冲模、焊接夹具、检验夹具和辅具以及检查复盖件形状和尺寸的依据。

4）车身的一般精度要求

由于车身门框与车门间有门锁、密封件，前后风窗要装玻璃，因此这些部位的装配精度都比较高，加上市场竞争和用户对车身外观要求的提高，特别是轿车车身。现在，载重车驾驶室的装配精度实际上也是向轿车车身靠近的。其型面与轮廓允差一般控制在±1 mm以内，车门与支柱内外间隙允差为±2 mm，门洞轮廓偏移允差±2 mm，前风窗轮廓偏移允差±2 mm，腰线错位3 mm以下。实际检查车身，用车身指定的定位基准，放置在三相坐标仪上进行测量，主要测量点的位置偏移允差一般都应控制在±2 mm以内，对车身精度来说，这个数值具有普遍意义。表面上看，允差数值不小，但对车身制造来说，要求是很严的。因为，车身从设计时的线图—主样板—主模型—冲模—冲压件—焊接夹具等，每一个子系统中都有偏差，只有在子系统得到严格控制的情况下，最终才能生产出合格产品。

对车身焊接夹具、辅具设计者来说，对产品要求的控制精度应以客户提供的产品图纸要求为准。在焊接夹具设计这个子系统中，夹具的定位精度，一般取产品控制精度的1/3～1/5的允差数值。

2.2 六点定位原则在车身焊装夹具上的应用

六点定则在一般的夹具设计书上都有详细的讲解，此处就不再重复。但在车身焊装夹具设计时，常有两种误解：一是认为六点定则对薄板装焊夹具不适用；二是看到薄板装焊夹具有非可调的超定位，而不加分析的认为是定位原则错误。

应该肯定六点定则对车身焊装夹具是适用的，设计时应遵守这个原则，另一方面还需要分析车身冲压件的特点，只有正确认识其生产特点，同时又正确理解了六点定则，才能正确应用这个原则。

1）薄板冲压件刚性差，在储存和运输时会产生弹性变形。在装配过程中，为了克服弹性变形，必须用外力使有弹性的工件与夹具的定位件紧紧地靠在一起，与定位件一起形成一个刚性体，然后才能焊接成刚性较强、尺寸合格的空间壳体——车身总成。而刚性体工件在夹具中定位，其超定位的支承可以采用浮动或可调支承去适应，如果对有弹性的工件也把超定位的支承设计成浮动的，那就是在弹性体上装弹性工件，永远得不到一个确定的装配尺寸。

2）车身冲压件有的长或宽达1～2 m，尺寸允差和形状允差相对较大，由于定位件与工件的间隙，使大零件的装配位置变化在边界部位表现得较明显。为了纠正装配中的错位现象，以使装配误差能均衡分布，在大型焊装夹具的重要部位适当增设工艺定位件，以防止装配误差向某一方向集中，冲压件的精度越低，这种工艺定位越有必要。但这样做无疑又增加了超定位现象。

3）由于薄板件易变形，所以凡是夹紧力的作用点，都必须有相应的支承块。由于工件的结构限制，夹紧力的作用点往往又不能直接落到原定位支承点上，这时必须增加支承点。从定位原则看，这种支承是多余的，但对薄板件是必不可少的。超定位会使接触点不稳定，产生装配位置上的干涉，应该尽量避免，但并非在任何情况下均不允许出现超定位，只要超定位所产生的不良后果没有超出工件装配要求所允许的范围，超定位是允许存在的，对薄板冲压件来说，超定位有时是必要的。

现在，有的汽车厂家对车身零部件装焊过程的定位基准用指导文件的形式做了明文规定，这对基准的统一及质量的提高是有好处的。如图1所示，根据六点定则制定了六个定位基准，在图中以实心箭头表示，它们限制了该件在空间的六个自由度。由于工件大，为防上偏差向前侧集中，在上部增加了一个工艺支承点，其裙部刚性差，为防止弹性变形，又增加了两个工艺支承，就是图中以空心箭头所示的部位。这样在工件被夹紧后，才能与所有定位支承一起形成一个尺寸合格的刚性体，并最终焊接成合格部件。

根据我们自己的实践以及从国外的指导文件中的例子都能说明，薄板件定位应遵守六点定则，但同时又有它的特点，不同质的矛盾用不同质的方法去解决，这就是理论联系实际。

2.3 车身分块和定位基的选择

载重车驾驶室总成（不包括车门）一般由地板、前围、后围、侧围和顶盖几大分总成组成；轿车车身多由地板总成，包括发动机仓、行李箱隔板、侧围、顶盖等分总成组成。在选择定位基准时，首先要了解该车型是否有车身装配过程的定位基准指导性文件。如果有，则全过程应按指导文件的规定执行，以保证冲压件、装焊夹具、检验夹具等基准的统一性；如无指导文件，应根据车身的功能要求和特性按以下原则确定。

1）保证门洞的装配尺寸

门洞内要装车门、门锁等，其装配尺寸是要求最高的部位，不保证装配精度就会出现门锁不上、打不开等情况。如东汽早期车型的驾驶室、门洞由前、后支柱、底板门槛、门上梁等部件组成，结构比较零散，因此在驾驶室总成装焊时，门洞的定位就比较复杂，如图2所示，其中符号 为门洞的定位基准，符号为夹紧的着力点。

随着技术的进步，现在载重车的驾驶室和小轿车的车身都采用了侧围总成。侧围外板都是整体冲压件，门洞的尺寸精度就由冲压件决定了。装焊侧围总成时，只需解决内加强板与侧围外板的相对位置，夹具结构简单，门洞还更加精准。在总成装焊时，先用侧围总成底部和底板上预留的工艺孔，在预装工位上用塑料柱塞把侧围初步固定在底板上，其他分总成装配直接靠侧围定位，然后送入车身主装夹具中定位，夹紧并点定成型，再进入后续焊接工位补焊，在后续焊接工位上只有底板定位夹具。

2）保证底板悬置孔位置精度

载重车驾驶室装焊完成后，要装到车架上，因此，底板上有悬置孔，该孔一般冲压在底板加强梁上，装焊时一定要用悬置孔作定位基准，轿车底板上最重要的是车轮独立悬挂用孔，因此，底板总成装焊时要以该孔组定位，保证车轮悬挂位置正确。

3）保证前、后风窗口的装配尺寸

前、后风窗口一般由外复盖件和内复盖件组成。有的是在前、后围总成上形成，在分装夹具上要注意解决其定位；有的是窗口在总装夹具上形成，一般有专门的窗口定位装置对风窗口精确定位，以保证风窗玻璃的装配。

抓住了以上主要矛盾，车身装焊的基准选择问题就基本解决了。

2.4 定位夹紧方法及其元件的单元组合

2.4.1 关于定位方法的几个特殊问题

车身焊接夹具大多以冲压件的曲面外型，在曲面上经过整形的平台、拉延和压弯成型的台阶，经过修边的窗口和外部边缘，装配用孔和工艺孔定位，这就在很大程度上决定了它的定位元件形状比较特殊，很少能用上机加夹具通用的标准定位元件。

焊接夹具上要分别对各被焊工件进行定位，并使其不互相干涉。在设置定位元件时，要充分利用工件装配的相互依赖关系作为自然的定位支承。有的工件焊接成封闭体，无法设置定位支承，可要求产品设计时预冲凸台、翻边作为定位控制点。有的工件仅起加强作用，装配位置要求不严格，可在与之相配的工件上冲出位置标记，只要按标记放在规定位置上焊牢即可，在定位方法上采取这些措施，可大大简化夹具结构。如车身上有不少电线束卡子，有的夹具上为之设计了很复杂的活动定位装置，这是对车身零件的作用不了解造成的一种浪费。

车身焊接夹具上，板状定位件较多，定位板一般用A3钢板，厚度12～16 mm。定位板的位置除有特殊要求外，最好选在坐标网格线上，因为这些地方一般有主样板，加工时可借用样板划线。定位件按坐标标注位置尺寸，不注公差，但不是没有要求，另外还有一套精度标准和检查、验收管理办法。

2.4.2 关于工件的夹紧

1）不使用夹紧机构的条件

车身冲压件装配后，多使用电阻焊焊接，工件不受扭转力矩，当工件的重力与点焊时加压方向一致，焊接压力足以克服工件的弹性变形，并仍能保持正确的装配位置，而与定位基准贴合时，可以省去夹紧机构。另外，在固定式点焊机上用焊接样板定位焊接时，要尽可能用焊工的双手控制被焊工件，而不用夹紧机构。

2）高效快速、多点联动夹紧

焊接通常在两个以上工件间进行，夹紧点一般都比较多，电阻焊是一种高效焊接工艺，为减少装卸工件的辅助时间，夹紧应采用高效快速装置和多点联动夹紧机构。

3）夹紧力作用点的安排

对于薄板冲压件，夹紧力作用点应作用在支承点上，只有对刚性很好的工件才允许作用在几个支承点所组成的平面内，以免夹紧力使工件弯曲或脱离定位基准。

4）夹紧力大小的确定

对车身焊接夹具，夹紧力主要用于保持工件装配的相对位置，克服工件的弹性变形，使其与定位支承或导电电极贴合。对于板状结构，夹紧力应使装配件之间或使工件与电极之间的贴合间隙不大于0.8 mm；对于刚性冲压焊接件，要使其缝隙不大于0.15 mm，才能使焊接不发生困难，避免因夹紧不好而使焊点不牢或工件烧穿。夹紧力的大小与冲压件的质量、导电块的调整位置和磨损情况有很大关系，现在还提不出一个夹紧力的计算公式，根据经验，1.2 mm厚度以下的钢板冲压件，每个夹紧点的夹紧力一般选在300～750 N范围内，钢板厚度在1.5～2.5 mm之间的冲压件，每个夹紧点的夹紧力大致可在500～5 000 N范围内。

5）常用的夹紧机构及夹紧力计算

焊接夹具常用各种手动铰链夹紧器和气动铰链夹紧器等。

图3是标准铰链夹紧器的计算示意图，可按下面的公式计算夹紧力。

式中，Q为手的作用力（一般按80 N考虑）；F为夹紧力；β为摩擦角。备用行程长度S可按下式计算：

S=l（1-cosα）（2）

α角在夹紧时一般应调在5°～10°的范围内。气动铰链夹紧机械也可仿上式计算。

2.4.3 定位、夹紧元件的单元组合

焊接夹具的定位夹紧元件设计有两种模式：一种是非标准的定位、夹紧和其他联接机械，这种形式结构一般比较紧凑，但设计和制造周期较长；另一种是单元组合式，如图4、图5所示。图4中的定位销较长是为了能伸进焊钳。图5中除定位板和压板要按工件形状设计外，其余都由标准件组合，设计、装配和调整都比较方便。

2.5 夹具结构及精度控制

2.5.1 焊接夹具结构设计简介

如图6所示，驾驶室总成装焊夹具体积庞大，结构也相当复杂，为了便于制造、装配、检测和维修，必须对夹具结构进行分解，否则将无法进行测量。图6中有三个装配基准，就是底板1、右侧板2和左侧板3。在它们的平面上都加工有基准槽和坐标线，定位、夹紧组合单元4、5，分别按左右侧板和底板1上的基准槽进行装配。各单元的内部结构和尺寸另有单元组合图，并按单元检测合格，最后将三大部分组合起来，成为一套完整的夹具。

2.5.2 焊接夹具的精度控制

1）夹具精度标准由设计单位制订。图7是对夹具底板上基准槽的形状和尺寸要求，槽宽10 mm，深5 mm，图上标明加工要求，两槽互相垂直。在槽的两侧每200 mm或400 mm还要刻上坐标网格线，线的形状各设计单位都有各自的标准。基准槽是夹具精度的唯一测量基准，其他网格线只能作部件装配时找相对坐标位置用。一般定位销的位置精度允差±0.2 mm，定位板的形状允差±0.3 mm。

2）夹具精度检查表

夹具设计完后，由设计师将夹具全部定位件上要求检测的数值绘简图填入表1中，承制单位必须对表中要求数值逐个进行检测，并将实测数值填入夹具精度检查表中，然后按设计单位制订的精度标准判定是否合格，并进行调整，合格后打定位销。

3）夹具装配过程的测量

在夹具装配中，通常用方箱、高度仪、特制量块以底板上的基准槽为测量基准进行装配测量，如图8所示。

夹具装配完成后，要用三坐标仪测量夹具精度表中要求的各组数值，合格后交使用单位验收。

2.6 车身系列化和多品种生产

当今，为满足人们对汽车的多样化，特别是车身外部造型结构新颖的要求，厂家不得不频繁推出新产品。为使产品具有竞争力，就必须要用最少种类的车身冲压件、最少的生产装备，生产出质优价廉的汽车，以获得更好的经济效益，为此必须实现多品种混流生产。混流生产的先决条件是产品的系列化和实现计算机管理。

2.6.1 使用RoboGate系统

1）“RoboGate”一词，由Robot和Gate组成，前者是机器人，后者可译成门框式，就是由机器人和门框式定位夹具组成的柔性生产线。它是意大利Fiat公司首创，直到今天还是车身生产柔性化的中心议题。

2）该系统的组成

现以车身总成焊装线为例，如图9、10所示，它由台车、焊接机器人、门框式定位夹具、车身底板定位托盘和计算机控制系统构成，其中门框式定位夹具是系统的基础，计算机控制是系统的灵魂。

台车：是地面行走的无轨车，以电池为动力，沿埋在地下的感应电缆运动。其运行路线由计算机预设程序决定。

底板定位托盘：靠定位销装在台车上，可根据生产的不同车型更换。

门框式定位夹具：它是车身主要尺寸和形状的定位依据，不同的车身都有一套不同的夹具。

3）该系统的工作过程

在装配工位，将带发动机仓的底板总成装到托盘上，再装上侧围、顶盖等分总成，用卡子夹牢。由台车按不同车型送到不同的门框式定位夹具内。当车身到达后，夹具上的定位夹紧机构从侧面伸入车身，控制各洞口尺寸，并进行强力夹紧，以防止变形。再由机器人焊接约50个焊点，形成车身壳体。然后，按计算机的指令，送到各后续焊接工位进行300～400个焊点的补焊，直到车身壳体装焊完成。

4）该系统的不足之处

该系统的全过程是自动的，结构很复杂，操作工人虽少，但需要较多经过充分培训的技工维护，弄得不好，故障增多；由于系统复杂，造价比较昂贵。

2.6.2 采用直线往返式传送装焊线

为简化结构，降低造价和维护成本，现采用直线往复传送装置的车身焊装线的情况更多一些。线上也是只有一台门框式定位夹具，车身壳体的装配也是在预备工位的托盘中进行，生产过程中和用台车的RoboGate系统基本是一致的。只是托盘的传送是往返、升降传送机构，顶盖也一般在主装夹具的后面工位装焊。

装配时，用侧围下部预冲的刺头直接插入地板下预冲的槽孔中，然后将刺头打弯，使两者连在一起；或者两者都预冲有圆孔，装配时用特制的弹性柱塞将两者初步联在一起。

在门框式定位夹具这一工位的焊接上，有用机器人的，也有用挂在夹具框架上的自动焊钳焊接的，后者更经济一些。当然，要根据车身结构来决定。

为了实现多品种生产，布线时一般在主装夹具的前后各留一空工位，并在其中一个工位上预装有另一个车型的夹具，当换车型时，启动相关程序，导电电缆、压缩空气管路、液压油管、冷却水管等自动断开，原夹具自动移出，新夹具进入装焊工位，并将电缆等接通，机器人按计算机指令进行调整，完成后就可生产新的车身品种。

3 结束语

根据汽车车身的结构特点，对车身焊接夹具的设计进行了必要的研讨。对定位基准的选择方法、薄板冲压件的定位特点、超定位的形成等因素进行了分析说明。结论是：有弹性的冲压件，只有进行正确的定位夹紧后，才能在夹具中形成一个相对的刚性体，并最终焊接成合格的车身壳体。这方面是与机加夹具的设计原理不同的。根据作者本人的设计实践，给出了一些夹紧力的数据，仅供初学者参考。

文中给出的一些车身精度数据，仅为说明车身是有精度要求的，而且其要求是很严的，只有按规定控制了夹具精度才能生产出合格产品。

最后，通过对“RoboGate”系统的介绍，简单说明了车身焊接生产线的发展趋势。

参考文献：

［1］ 东汽车身厂关于夹具底板上基准槽和夹具精度检查表的有关标准［S］.

工作台夹具 篇7

1 气路设计和安装调试现状

从目前上汽通用五菱汽车股份有限公司的中部车身车间的N106&N106P&N106PS、西部车身车间的N106L&N106和青岛分公司C线N300&N300P&N300PS混线焊装线等气路布置和安装调试过程中,我们发现以下问题:①气路布置和安装调试工作占用整个项目工装夹具安装调试的1/2～2/3时间;②气路安装调试工作无法实现全部程序化、标准化、通用化、柔性化等操作工作模式;③气路元件的统计无法实现量化和精益生产化,浪费严重,管理混乱,因缺件造成的等待时间影响项目进度工作占1/3左右。气控安装调试流程采用并行化工作模式,如图1所示。

2 气路安装调试采用并行化工作模式

2.1 气路设计与布置采用集成化模式

(1)原气路安装调试工作流程为串行工作模式(如图2所示),因此没有提前的气路布置设计和气动元件、标准件分析统计及提前准备工作。

(2)安装过程中元件经常出现多拿存放丢失,少拿缺件需紧急采购的停止等待现象,影响夹具、气路安装调试进度,如将气动元件存放在试制车间内,每天花在往返试制至车身车间的运送时间占整个工作时间的1/3以上,工作效率很低。

(3)气路布置先安装机控滚轮阀,需配钻安装支架或挡块,工作量约30%。

(4)气路布置因无准备前设计,完全依靠现场个人技术水平能力的发挥,布线质量参差不齐,无法完全满足工艺设计和标准化安装作业的要求。

由以上分析可知:整个工序过程为串行工作模式,周期长,气路元件、标准件管理混乱,气路布置工作量大(一条焊装线由前车体、下车体、总拼线、侧围线、五门一盖线等50～60个焊接拼台组成,安装员工人数一般为15～20人,平均每2个人负责一条分线,劳动疲劳强度极大;按目前人员编制和技术水平,一条焊装线至少需30～40天才能完成,而且必须在节假日、休息日都要加班的前提下才能完成。因此,气路安装必须实现集成化的工作模式。

2.2 气路安装调试采用并行化工作模式

如图3所示,将气路安装调试工作主要分为气路布置集成、气控箱集成、控制开关集成等三大集成分段化工作模式,具有模块化、通用化、柔性化等优点。通过以上并行化工作模式,原需25～35天的工作量只用7天左右时间即可全部完成,工作效率提高2～3倍以上,气路一次安装调试成功率高达90%以上,节省人力,并降低了员工操作疲劳强度,气动元件、标准件数量实现精益化生产。

3 气路安装调试工作三大集成工作模式(如图4所示)

3.1 气控元件安装集成化

原气控元件布置设计为阀岛组件安装在阀岛箱内,各逻辑与、或阀、单向顺序阀、双向控制阀等气控元件安装在拼台侧面,通过软管与阀岛组件连接,原气控元件布置缺点如图5所示。

改进方案:采用集成化、模块化方式组装气控元件,将所有气控元件安装在如图6所示的气控箱内,并分类安装,每一层都预留可升级的空间。

(1)第三层:左侧为逻辑与门阀组件,右侧为逻辑或门阀组件。

(2)第二层:控制软管的管径为Φ6 mm或Φ8 mm,左侧为单向顺序阀,右侧为气控换向阀。

(3)第一层:因箱底下部开口,阀岛组件的执行气管通常为Φ10 mm或Φ12 mm,软管的弯曲半径过大,设计安装在底部,可提高软管安装、调试、维修的响应效率。

3.2 各个拼台气路布置的集成化

在拼台的气路布置工作中,拼台气路布置分为软管管路布置、机控滚轮阀安装等[如图7(a)所示]。

拼台气路布置按排线方式划分为三大块集成[如图7(b)所示]:侧框推动、锁紧气路;车型转换气路;动作夹紧顺序气路。

3.3 控制、转换开关集成化

控制开关集成主要分为控制开关盒、控制顺序按钮组件、转换开关、急停开关等集成,其工艺流程[如图7(c)所示]主要分3个阶段。第一阶段为设计采购阶段,主要完成开关盒、支架、标识牌等设计图,元件、标准件清单采购。第二阶段主要在供应商制作焊装工装夹具过程中,完成开关盒制作、气动元件部件组装、标识牌制作等,最后组装成开关盒组件,开关、转换盒与车身车间通过设计数模图讨论完成定置图。第三阶段,在焊接工装夹具、工作踏台摆放完成后,试制车间根据定置图完成开关、转换盒的定置工作。

(2)按开关盒安装的类型分为控制开关盒、车型转换控制开关盒和前、后横梁夹紧夹具控制开关盒。控制开关盒主要控制拼台的气动顺序动作,包括开始、结束、急停等动作。车型转换控制开关盒,在混线多车型的焊接拼台中,通过对各种焊接工装夹具进行气控转换操作,可完成对所需焊接车型夹具的转换。前、后横梁夹紧夹具控制开关盒,主要对左、右侧框等夹具完成焊接后,才能进行将前、后横梁焊合焊零件进行放置,定位完成后才能进行夹紧、焊接的工序操作,通常都装在前风窗横梁和后横梁零件附近拼台焊接夹具的位置,以便于观察、控制和焊接操作。控制、转换开关集成工作流程如图8所示。

4 实施工装夹具气控气路布置工作效率与标准化后效果

4.1气路安装调试工作分成三大并行化工作模式(如图9所示)

4.2混线焊装流水线气控气路布置安装工作实现了设计化模式(如图10所示)

4.3创新对工作效率的影响

创新提出气路布置工作由以前的被动式改为主动式工作模式,员工主动提前参与布置设计,可提高正式安装焊装线拼台气路的响应工作效率3～4倍以上,并提升气路安装调试工作质量。

4.4 创新对工作方式的改进

创新提出气路安装调试工作分成三大并行化工作模式,在工装夹具零件制造加工阶段,可同时完成两大集成,气控安装和控制开关集成将完成气路安装调试工作量的50%;在工装夹具零件组装、测量阶段,可同时完成气路布置集成三大组合、调试工作,工作量达到90%;在工装夹具送至工作现场之前,将完成气路安装调试工作量的90%;在焊接拼台送至工作现场后,主要工作量是气控箱、控制开关盒定置后,完成拼台气路布置管路之间连接等剩余10%的工作量。

5 结论

气路安装调试工作经过10多年的发展,由手工单一控制方式到现在的集中组合控制方式,单一品种类型汽车焊装线到如今的混线组焊3种车型共线方式;气路安装控制、布置安装要求由以往的控制夹紧、松开的模式,发展到现在的加入安全检测、防错检测、动作控制顺序检测等,气路安装调试工作量增加了2～4倍。随着上汽通用五菱汽车股份有限公司规模的不断扩大,新车型、产能提升等项目工作逐渐增多,新产品更新换代的步伐逐步加快,与国际化的接轨不断增强,应现代化、国际化激烈竞争的市场要求,只有通过制定管理程序化、并行化,操作标准化,安装工作集成化、模块化,工作方式为主动提前参与,加强车身车间、车身科、试制车间三位一体化协同作战的工作模式,使气路的安装调试工作从设计到安装调试过程中全程参与,增进交流、沟通,各取所长、集思广益,才能不断提升公司混线焊装线气控气路布置工作效率与标准化。

摘要：文章主要介绍混线焊装流水线(FBI柔性化贯通式夹具)的工装夹具气路布置与调试过程中主观分析和调校的主要内容和方法,探讨气控气路安装调试流程、布置工艺、工序等标准化、程序化方法对焊接工装夹具气路安装稳定性的影响,阐述了工装夹具气控气路安装的必要性。

关键词：工装夹具,气控气路,工作效率,标准化

参考文献

[1]曹建东.液压传动与气动技术[M].北京:北京大学出版社,2006.

定制的夹具 篇8

夹具生产运作过程中应始终与供应商保持联系, 让他们明白整个运作要求是至关重要的。其中某些信息可能是某种工件夹具装置成功的关键。供应商拥有全套操作规程, 即使你觉得某些修改与工件并不相关, 但任何变更都应与他们保持沟通。

琼斯先生说:“Emuge工装夹具小组力求贴近客户, 以了解他们独特的要求和生产环境, 这样有助于我们避免潜在的沟通不畅, 减少额外的项目费用。在贴近客户的过程中, 我们随时通报情况, 甚至无需询问。然而, 即使我们及时接收到最新资料, 变更原有规范仍有可能导致成本的增加或延误项目的交货, 因为设计或制造过程可能太长。”

如果要专门定制一个工件夹紧装置, 就意味着要处理的是一个困难的工件或操作环境。与供应商建立开放式通信, 将有助于确定用于某个规范应用的最佳工件夹持方案。例如:当进行移动力矩值较大的操作时, 夹持很薄的薄壁件便成为一种挑战, 如:滚齿、成形、修边、车削和研磨。Emuge SG装置是基于一系列短锥度的产品, 这些锥度可在工件的最大区域内分布夹持力。对于此类复杂的工件而言, 这是一种刚性、精确而且可重复的工件夹紧方案。

生产过程中, 不但生产出的新的夹紧装置应保证准确, 而且其他几个相关操作区域也应当严格审查, 以确保最佳的效果。要审视生产环境和工具, 以确保这些区域是否适合应用, 如:装置的定位和在工件上夹持的准确度, 而不要简单地依赖过去已经做了些什么。一个洁净的工件才能产生最佳的成品, 当碎屑堆积在某个工件的夹紧区时, 它可能会影响到夹持工件, 并对整个操作结果产生负面影响。

对于某种大批量的工作, 采用机械夹具方案更具可靠性。一般来说, 在大批量生产中, 液压夹持方法不是首选, 因为批量大夹具需要维修。然而, 在具有有效的孔长比或有限的空间制约的情况下, 不宜采用机械夹具方案。这时, 采用具有高精度和重复性的液压装置或许是一种不错的选择。

供应商在花时间设计你将来所需的夹具时, 更应该关注于选择一种既服务于目前又能用于未来的夹具方案。也许这种工件只是许多的工件系列或零件种类之一, 但这可能意味着将来为适应新的工件要求, 只需对夹紧装置做相对较小的改动即可。□

机床夹具设计方法 篇9

夹具是连接机床与工件的机械装置, 其功能是定位与夹紧工件, 使工件相对机床有正确的位置和良好的连接刚性, 进而能够优质高效地完成工件的切削加工, 达到设计要求的尺寸精度、形位精度、表面质量等。机床夹具主要由夹具主体、定位元件、夹紧装置、对刀元件、导引元件等组成。

2 夹具总体设计

2.1 确定工艺路线, 注意各工序节拍平衡, 使夹具规划与

生产匹配

工艺路线决定各工序加工内容, 进而决定各工序夹具形式。同时, 夹具设计时也要考虑各工序节拍平衡, 保证生产流畅, 加工节拍短的工序可以考虑一次装夹多件工件, 以达到延长加工时间、平衡加工节拍的目的。

2.2 确定各工序定位和夹紧方式

粗加工基准只使用一次, 在首序加工时, 加工出后续工序的精基准, 并尽量使后续工序基准统一。

2.3 确定机床各轴行程及机械尺寸, 保证无干涉无超程

等问题

夹具体或夹具零件, 以及工件非加工部位可以超出机床行程, 但须保证在运动过程中无干涉, 否则将使工件或夹具与机床碰撞, 造成损坏。同时, 我们在布置工件时, 应尽量将加工部位避开机床行程极限, 一方面, 机床在行程极限时各轴定位精度有所下降, 另一方面, 某些机床在行程极限时刚性不足, 易造成振刀等问题。笔者曾设计过一套卧式加工中心夹具, 该机床Y轴行程730mm, 工件Y轴方向最高加工部位为700mm, 在工件Y轴方向400mm以上加工时, 就出现严重振刀, 铣面时产生很严重的振纹, 孔加工也由于振刀使孔径偏大超差。

2.4 确定机床工作台载荷, 夹具装夹上工件毛坯后, 其总

重量应小于机床额定载荷

机床切削力与机床载荷受力方向相同时, 其切削力也将成为机床载荷的一部分, 故根据切削力大小不同, 夹具总重量应留有一定安全系数。比如立式加工中心, 其钻孔时切削力全部成为机床工作台载荷的一部分, 那么设计夹具时就应将夹具和工件总重量留有一定安全量。

2.5 保证夹具体具有足够的刚性, 较大型夹具主体可采

用整体铸造形式

对于精密夹具, 其夹具主体如采用铸造件或焊接件, 应经过时效处理, 使其释放残余应力, 减小夹具后期变形, 以防止产生定位精度误差。

2.6 保证工件具有一定的刚性

使工件既不会因为装夹过远造成工件颤振, 也不会因为装夹太近造成加工干涉。同时, 工件装夹受力点应避开工件薄弱部位, 比如需精密加工的内孔正对外表面等。

2.7 夹具基准应尽量统一

夹具基准主要有夹具调校基准、对刀基准、工件测量基准。夹具调校基准是夹具安装时, 其自身相对机床的调校基准, 对刀基准是工件加工时用于确定刀具相对工件位置的基准, 测量基准是工件加工后部分需在线检测的检测基准。以上基准应尽量统一。

2.8 部分夹具应设计防错装置

对于工件具有对称性, 或用于加工系列类似工件的夹具, 应设计防错装置, 以防止工件装夹错误。

3 定位设计

3.1 定位原理

根据理论力学原理, 我们知道刚体在空间具有六个自由度, 定位的原理就是要限制工件的六个自由度, 使其在空间具有确定的几何位置。根据限制自由度的不同, 工件定位存在以下几种情况:

(1) 完全定位。即工件六个自由度刚好被限制, 工件在夹具上占有完全确定的唯一位置, 此种定位方式是夹具设计的理想方式, 也是我们在设计夹具时应努力追求达到的一种状态。

(2) 不完全定位。即工件未完全限制六个自由度, 但是已满足加工要求。例如, 夹具限制了工件五个自由度, 而剩余一个未限制自由度由于不是受力方向, 不会造成工件移位和晃动, 此种情况即为不完全定位, 是夹具设计的次理想状态。

(3) 欠定位。即工件工序加工要求应该限制的几个自由度未得以限制, 此种情况称为欠定位。欠定位可能造成工件加工过程中的移位、崩刀、工件与机床碰撞等严重事故, 是夹具设计的严重失误。

(4) 过定位。部分自由度被重复限制的现象称为过定位。过定位也会造成工件位置的不确定, 可能造成工件加工误差, 但其危害应比欠定位小。

3.2 夹具本身的定位

夹具是连接机床与工件的机械装置, 我们设计夹具的目的, 是使工件相对机床具有确定的几何位置, 而工件的几何位置, 是通过夹具传递到机床上, 所以夹具本身相对机床的定位与工件相对夹具的定位一样重要, 任何一个定位误差, 都将造成工件几何位置的误差, 并最终造成加工质量偏差。不同机床具有不同定位方式, 立式加工中心工作台多采用T型槽定位, 中间一条T型槽是定位槽, 精度较高, 其余槽是夹具夹紧槽, 不具备定位精度;卧式加工中心多采用工作台中心芯轴定位 (也有采用T型槽定位的) , 车床主轴则是以主轴外圆定位, 我们应根据不同机床确定夹具的定位方式。同时, 夹具自身定位基准, 应与本文2.7节所阐述的基准具有确定的几何关系 (平行、垂直或一定的角度等) , 从而达到工件定位准确传递到机床的目的。

3.3 工件在夹具上的定位

根据不同工件, 选用不同定位方式, 箱体类、液压阀体、壳体类零件, 多采用“一面两销”定位方式, 轴类零件则采用外圆定位。

3.4 定位元件的要求

(1) 具有一定的强度和刚性。某些时候, 定位元件要承受工件重力或切削力, 如刚性和强度不足, 久而久之可能造成定位元件的变形甚至损坏。

(2) 具有较高耐磨性。由于工件的拆装, 定位元件经常与工件产生摩擦, 必须具有较高耐磨性, 否则易造成定位元件本身磨损, 带来定位精度误差。

(3) 具备防屑防尘功能。定位元件应具备防屑防尘功能, 避免铁屑和灰尘造成定位精度误差。例如面定位时, 定位平面可开斜槽, 用于容纳铁屑和灰尘等。

(4) 应避开加工边缘和毛刺部位, 进而保证定位精度。例如, 在定位面的直角处开槽, 可防止工件边缘毛刺造成定位误差。

(5) 定位元件拆装方便。由于定位元件是易损件, 需要更换。加工系列化零件时, 也可能需要更换定位元件, 故定位元件应拆装方便。

4 夹紧设计

4.1 夹紧力源

夹具常用夹紧力源主要有机械夹紧、液压夹紧、气动夹紧。机械加工中一般切削力较大, 需要夹紧力也较大, 故气动夹紧使用较少, 多为机械夹紧和液压夹紧。

4.2 夹紧力设计

(1) 主要夹紧力的作用方向应指向主要定位基准。 (2) 夹紧力的作用方向尽可能有利于减小夹紧力。夹紧力过大, 可能造成工件的弹性和塑性变形, 甚至造成夹具夹紧装置的变形。 (3) 夹紧力的作用点和作用方向应不破坏工件的准确定位。例如, 采用一面两销方式定位时, 夹紧力不应施加在定位销径向方向, 而应是轴向方向夹紧。 (4) 尽可能在工件刚性较好的部位。应避免夹紧力方向工件悬空, 同时也应避免工件薄弱部位夹紧。 (5) 夹紧力应尽可能靠近加工部位, 以防止工件振动。但同时需保证不产生刀具干涉, 产生工件加工中“夹具被加工”的现象。

5 结语

以上是笔者在多年工艺工作中从事夹具设计的一些体会, 在实际设计中, 还应根据不同机床、不同工件具体问题具体分析。

摘要：机械加工中, 工件相对机床应具有唯一确定的几何位置。夹具是连接工件与机床的机械装置, 同时起到传递工件位置精度、固定工件的作用。文中介绍了夹具设计的常用方法、设计思路及设计禁忌等经验。

关键词：机床,夹具,设计

参考文献

[1]陈宏钧.机械加工工艺装备设计员手册[M].北京:机械工业出版社, 2008.

[2]曹岩, 等.机床夹具手册与三维图库[M].北京:化学工业出版社, 2010.

[3]钟俊杰, 姚晓东.多工位零件定位的夹具设计[J].广西轻工业, 2011 (11) :50-51.

[4]陈杰, 等.浅谈卧式加工中心专用夹具的设计[J].机电工程技术, 2011 (11) :103-105.

[5]吴磊, 等.计算机辅助夹具设计发展现状与趋势[J].装备制造技术, 2011 (11) :89-91.

连接杆钻孔夹具设计 篇10

如图1所示连接杆材料为HT200, 硬度为140HB, 产量为每月1000件。从图1中可以看出φ8+0.030孔的表面粗糙度要求为Ra3.2, 孔的位置精度均要求在±0.05之内。由于连接杆的生产具有一定的批量, 加工时若采用通用的机用虎钳装夹, 影响工作效率且难以保证精度。为兼顾零件的质量和效率, 设计了一套专用夹具来辅助加工φ8+0.030孔。

从图1中分析可知, 待加工孔的位置精度为22.5±0.05和10±0.05, 通过分析, 要达到图纸要求, 工艺过程中可先用准7.8的钻头钻孔, 然后用准8的铰刀铰孔, 计两个工步完成加工。

2 确定工艺路线

为使待加工孔满足图样要求, 确定该零件的加工工艺路线如表1。

3 夹具设计

3.1 确定定位方案及定位元件

3.1.1 定位方案

如图2、图3所示, 采用一面两销的定位方式, 以φ40大端面、φ10孔、φ25孔作为定位基准。为防止过定位, 准25孔采用短圆柱销定位, φ10孔采用菱形销定位。

以上两种方案均能实现零件的完全定位, 但方案1中M10孔端面为粗基准, 精度较低, 同时钻孔产生的轴向力完全由圆柱销承受, 影响孔的加工精度。综合考虑本设计采用方案2。

3.1.2 确定定位元件

1) 确定圆柱销直径及公差。

根据定位方案以准25孔作为定位基准, 由于孔不大, 所以采用圆柱销作为定位元件。圆柱销直径的基本尺寸 (最大尺寸) 是该定位孔的最小极限尺寸。查固定圆柱销表选定圆柱销代号为A25F7×14JB/T8014.2-1999。

2) 确定菱形销尺寸。

(1) 确定两销的中心距及公差。由于工件上孔距LD=50+0.02=50±0.01, 两销距误差δLd=δLD/3=0.02/3=0.007 (式中δLD为工件上两基准孔的孔距公差) , 所以两销中心距为50±0.007 mm。

(2) 设计菱形销。如图4, 根据工件上与菱形销配合的孔径查相关手册得菱形销b=4。

补偿量a= (δLd+δLD) /2= (0.02+0.007) /2=0.013 5。

菱形销定位的最小间隙X=2ab/D2= (2×0.013 5×4) /10=0.010 8。式中D2为工件上与菱形销配合孔的孔径。

菱形销直径尺寸d2=D2-X=10-0.010 8=9.989 2≈9.99。

查相关手册, 选定菱形销的代号为:B9.99h6×14 JB/T8014.2-1999。

3.2 夹紧方案及夹紧力的计算

3.2.1 夹紧方案

根据夹紧力应朝向主要主要定位基准, 并使其作用点落在工件刚性较好的部位之原则, 可采用如图5所示的夹紧机构使夹紧力F垂直作用在准40小端面上, 以平衡钻削时的切向力。钻孔时的轴向力即进给力则由辅助支撑来平衡。

3.2.2 切削力和夹紧力的计算

(1) 切削力计算。钻孔选用高速钢直柄标准麻花钻, 直径D=7.8 mm, f=0.16 mm/r, n=500 r/min时扭矩M和轴向力F的计算如下:

式中:D为钻头直径, f为进给量, HB为工件的布氏硬度, Cm、Cr、xm、ym、xf、yf为系数。

查表得Cm=0.1987, Cr=591.234, xm=1.9, ym=0.8, xf=1.0, yf=0.8。已知HB=140, 将已知量代入上式计算得M≈2 N·m, F=930 N。

(2) 夹紧力的计算。根据夹紧方案钻孔产生的轴向力由辅助支撑平衡, 快速夹紧装置主要用于平衡切向力即F夹=F切, F切D/2 000=M, 得F夹=F切=2 000M/7.8=2 000×2/7.8=512 N。

3.3 导向元件及夹具体设计

3.3.1 确定导向元件

本工序孔加工的精度要求较高, 考虑生产效率和生产精度, 采用一次装夹完成钻、铰2个工步的加工, 并选用相对应的快换钻套做导向元件。其内外径配合公差和结构尺寸按相关国标设计。为保证10±0.05、22.5±0.05尺寸, 钻模板上的钻套座孔的位置, 要严格按工件的公差要求。因钻模板与夹具体是两件, 通过螺钉和销钉固定在夹具体上。查相关手册选定钻套为7.8F7×12k6JB/T8045.3-1999和8E7×12k6 JB/T8045.3-1999。

3.3.2 设计夹具体

夹具体的设计应通盘考虑, 使上述各部分通过夹具体能够有机地联系起来, 形成一个整体, 同时考虑方便安装工件。钻模板和夹具体想用销钉定位然后用螺钉连接。另外被加工准8孔精度为H8, 深度为15 mm, 为使钻孔过程顺利排屑, 取排屑高度为1.5D=1.5×8=12 mm, 设计夹具体高度时要充分考虑排屑空间。夹具体的具体结构见相关图样。

4 夹具误差校核

4.1 影响22.5±0.05精度的各项误差分析

1) 基准不重合误差△1。

由于22.5±0.05尺寸的设计基准为M10孔端面, 根据定位方案, 定位基准和设计基准不重合, 因此存在基准不重合误差△1=0.02。

2) 快换钻套与刀具之间的间隙△2。

该误差会引起钻头位置的偏移, 偏移量的大小不仅与钻套有关, 还与钻头的尺寸有关。查相关手册得φ7.8钻头、φ8铰刀的制造偏差为φ7.80-0.02和φ8+0.012+0.006;而快换钻套内径为7.8+0.028+0.013, 外径均为12-0.006-0.017。这样刀具与导向零件之间的最大间隙为△2=0.028- (-0.002) =0.03。

3) 快换钻套与衬套之间的间隙△3。

快换钻套外径均φ12-0.006-0.017, 而衬套内孔尺寸为φ12+0.0180, 则△3=0.018+0.017=0.035。

4) 由定位产生的平行度误差而引起孔位偏移△4。

如图6所示, 当零件小孔 (准10) 和圆柱销的实际尺寸为最小极限尺寸时, 大孔 (准25) 和菱形销的实际尺寸为最大极限尺寸时, 工件上两孔的连线转了一个α角度, 且此时α角最大。这个角度的产生将会使准8孔所在平面倾斜一个相应的α角, 如图7所示。

式中, δ1为φ10孔的公差, δ2为φ25孔的公差, δ3为圆柱销的公差, δ4为菱形销的公差。

将tanα=0.000 8代入式 (1) , 得△4=BC=40×0.000 8=0.032。

1.夹具体2.快速夹紧杆3.支撑板4.衬套5.压块6.螺母7.钻模板8.快换钻套9.钻套螺钉10.支撑块11.圆柱销12.六角螺母13.辅助支撑钉14.销钉15.内六角螺钉16.菱形销17.内六角螺钉

4.2 影响10±0.05精度的各项误差分析

1) 快换钻套与刀具之间的间隙△2。由前面计算可知, △2=0.03。

2) 快换钻套与衬套之间的间隙△3。由前面计算可知△3=0.035。

3) 圆柱销轴线与夹具底平面的平行度△5。由图样可知, △5=0.02。

4) 夹具上支撑面与夹具底平面的垂直度△6。由图样可知, △6=0.02。

5 夹具操作

1) 如图8, 将工件准25孔插入端圆柱销11, 将准10孔插入菱形销16, 并使准25孔大端面贴紧定位支撑板;2) 推动快速夹紧杆2;3) 逆时针旋转快速夹紧杆2, 将工件夹紧;4) 转动六角螺母12, 使螺母上表面与工件R22.5圆弧面接触;5) 转动辅助支撑钉13, 将螺母12锁紧;6) 孔加工 (期间根据工步更换相应的钻套) ;7) 旋转辅助支撑钉13和螺母12复位;8) 顺时针旋转转快速夹紧杆2, 将工件松开;9) 拉动快速夹紧杆2至合适位置放入下一工件。

6 结语

通过对夹具工作精度的分析计算, 该夹具能稳定可靠地保证工件的加工技术要求, 且结构简单、操作方便。在应用中, 极大地提高了生产效率, 而且产品的同一性高, 该夹具的使用, 确保了该产品保质保量按期完成。

参考文献

[1]朱耀祥, 浦林祥.现代夹具设计手册[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[3]卢秉恒.机械制造技术基础[M].2版.北京:机械工业出版社, 2005.

[4]王光斗, 王春福.机床夹具设计手册[M].3版.上海:上海科学技术出版社, 2000.

[5]周开勤.机械零件手册[M].5版.北京:高等教育出版社出版, 2001.

[6]中国石油物资装备总公司.常用金属材料切削手册[M].北京:石油工业出版社, 1995.

浅析合理规划夹具前提的条件 篇11

关键词：夹具；结构；零件；规划

中图分类号：TG759 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）24-0080-02

1 规划和夹具的概念

①规划是指整理收集数据和准则，以便对是否需要、需要何种类型的工装或重新设计、制造做出决定。

②首先考虑的是技术可行性、经济性和进度情况。规划工作的规模应与加工件的批量大小、要求的质量和预计的加工成本和工装成本相结合。

③夹具是工装的类型之一，夹具是用于金属切削加工的装置，其组成主要有定位元件、夹紧元件、支撑元件、连接元件和控制元件。

收集收据和准则，如图1所示。

2 周边条件的规划

2.1 加工流程和进度

由工艺员根据年生产批量，装配规模的大小和工装设计人员合作确定加工流程、设备、装夹类型和数量，刀具和夹具类型定出规划概要，在制定规划概要过程中，加工工艺编制和工装设计之间有了最初的合作这样就可以尽早开始工装设计从而缩短直至夹具完成的整个时间。

根据产品装配进度出发，可往回计算出夹具的设计、制造或采购进度要求。最终的计划可在夹具开始设计的同时进行制订。

2.2 符合加工性和夹具工作要求的工件结构

在产品设计时注意工件的结构设计与生产条件和夹具条件相匹配，那么在工装规划阶段便可为生产节约可观的夹具费用及后续发生的费用。同时也可排除产品设计中的过高要求。因此在进行工艺和工装规划时，判定工件结构是否方便生产起着很重要的。

3 夹具类型

3.1 简单的夹紧工具和定位元件

虎钳，紧固角铁，挡块及可调支架等。

3.2 标准夹具

平行虎钳，多用钻模，可转动、可倾翻的爪式卡盘，回转工作台等。

3.3 已有夹具进行补充

在标准夹具或系列加工的夹具上增加一些可调节的夹具构件，实现新工件装卡最迅速最经济的途径之一。

3.4 组合式夹具

短期需求，适合小批量或批量不明确以及尚未成熟的产品

3.5 简单的专用夹具

是针对某类工件专门设计的，操作简单适用于中小批量。

3.6 为加工中心设计夹具用于加工

①一种或多种工件。

②相同或不同工件。

③相同或不同的加工位置。

这类夹具可达到减少刀具更换时间，稳定的加工质量。此类夹具通常采用液压夹紧。可以实现很高的均匀的夹紧力，通过一些附加功能还可实现在精加工时调低夹紧力；通过夹具的倾斜或翻转实现斜孔或斜面的加工等。但做这类夹具时应基于经济性核算。

4 夹具成本的估算

①简单夹具、标准夹具以及对已有夹具进行补充的夹具的成本费用可以从供应商提供的价格表中获得，或对补充件进行估算。

②组合夹具不需要设计工时成本，其的装配工作量通常不超过6小时，装配成本可直接算出

③简单专用夹具和数控加工专用夹具的成本估算。

其一，通过与已经设计制造的类似夹具直接进行比较。

其二，通过对夹具各个构件的费用的估算累加获得。夹具构件分自制或外购。估算夹具成本时，成本包括以下内容：加工工时、装配工时、材料成本，外购件费用，调试返工工时，设计工时。

每个企业都有针对要生产零件的类型优先使用专门的夹具构件并对其进行标准化；这些构件的费用一般情况下是已知的，如图2所示。

焊接底座按零件的形式，可按体积、和数量进行估算；

液压夹紧夹具还包括液压元件及连接件的费用；

调试及返工工时（大约为制造工时的10%）；

设计工时（大约制造工时的30%～40%）。

5 经济性评估

进行经济性评估所需的数据。

C=工装成本（人民币元）；

t=单件加工时间（分钟）；

tr=装备时间（分钟）；

L=批量件数；

lc=小时工资含可变成本（元/小时）；

m=成本相同时的生产批量（件）；

N=年需求量（件）；

X=折旧年限（年）；

St=节约工时（分钟）；

Sc=节约成本（元）；

Fc=固定成本（元）；

s=附加成本系数（管理成本）；

D=年工作天数；

APR=年利率（%）；

Pr=年维修费占投资成本的比例（%）

5.1 两种加工方法成本相同时的生产批量数

已知：C1=1 000 RMB，C2=24 000 RMB，t1=20 min， t2=10 min，tr1=240分钟，tr2=150 min，L1=L2=1 000件，lc1=lc2=100 RMB/h

求：成本相同时的批量数

m=（C1-C2）/[（t1+tr1/L1）×lc1/60-（t2+tr2/L2）×lc2/60]

=（24 000-1 000）/[（18+240/1000）×100/60-（12+150/1 000）×

100/60]

=23 000/[（18.24-12.15）×100/60]

=2 266件

5.2 工装经济性估算

已知：N=6 000件/年，X=5年，s=1.4，APR=0.35，Pr=0.1， D=230天

求：St， Sc， Fc

St=[（tl1+trl/L1）-（tl2+tr2/L2）]×6 000/230

=[（18+240/1 000）-（12+150/1 000）]×6 000/230=159 min/d

Sc=St×lc2/60×s=159×100/60×1.4=371 元/d

F= [C2+C2（APR+Pr）×X]/D×X=（24 000+24 000×0.45×5）/230×5=68 RMB/d

结论：节约的成本大于或等于固定成本时，投资夹具有经济性

6 工装申请单的数据要求

①项目名称；

②设计、制造的进度要求；

③年生产批量；

④零件号，零件名称，经加工性评估讨论确定的图纸；

⑤加工工序名称；

⑥加工范围；

⑦定位的位置；

⑧夾具类型（如钻孔工装，使用快速夹紧机构）；

⑨夹紧的类型（手动或自动）；

⑩机床数据，切削数据及机床的功率；

11使用的刀具、刀杆和刀柄；

12工装夹具的预算。

参考文献：

[1] Rationelle Planung von Vorrichtungen VDI-Verlag-T83.

轴套钻孔夹具的设计 篇12

夹具是在金属机械加工中, 用以准确地确定工件在机床中的位置, 并将其夹紧, 以便进行正确的机械加工[1]。为了保证轴套上钻孔的加工精度, 选择内孔面作为主定位面, 一个端面作为次定位面, 并从另一端夹紧。这样不仅定位可靠, 还提高了加工精度。

1 夹具设计过程

1) 工件加工工序内容分析。工序内容:钻孔准8 (如图1) 。尺寸精度要求:孔的尺寸精度要求为未注公差。位置精度:孔的轴向位置尺寸及公差为56±0.1 mm, 径向位置要求是对基准A的对称度0.12 mm。工件材料:45钢, 调质硬度20~25HRC。加工设备:立式钻床Z525。加工刀具:锥柄麻花钻准8, 刀具材料为高速钢。

2) 开始绘图, 首先用双点划线画出工件图如图2所示。

3) 确定定位方案如图3 所示, 选择定位元件。圆孔4点定位用间隙配合的圆柱长心轴, 端面1点定位采用小端面定位方式。如图3所示, 孔轴的配合为

4) 确定导向装置, 如图4 所示。由于仅有钻孔工序, 所以选用固定钻套即可。钻套内孔配合, 外圆与钻模板的配合为。如图4所示, 钻套规格A8×20 (JB/T8045.1 -1999 标准) 。

5) 确定夹紧机构, 如图5 所示。此类心轴常采用螺旋夹紧机构, 在定位心轴上接一段螺纹, 加开口垫圈用螺母夹紧。要注意带肩螺母的最大直径要小于工件孔的直径, 以便于工件的拆卸。选择螺母为M16JB/T8004.1 -1999; 选择垫片为A16X60 JB/T8008.5 -1999。

6) 确定夹具体。定位心轴装在夹具体的孔中, 用螺母紧固, 为防止夹紧工件时心轴转动, 加一个平键止转, 如图6 所示。固定钻套装在钻模板上, 钻模板用3 个内六角螺钉固定在夹具体上, 用两个圆柱销定位, 如图7 所示。夹具体采用铸铁件, 也可以采用钢板焊接结构。最后画出夹具装配图样, 如图8 所示。

7) 装配图标注, 如图9 所示。标注夹具轮廓尺寸;标注夹具长、宽、高3 个方向的最大尺寸。标注夹具内的各配合尺寸:定位元件与工件的配合尺寸:心轴定位外圆与工件内孔配合尺寸为;钻套与麻花钻的配合尺寸为;钻套与钻模板的配合尺寸为;标注定位心轴与钻套之间的相对尺寸为56±0.02 (取工件公差的1/3~1/5) , 钻套中心与定位心轴的中心A基准的对称度为±0.02。标注定位心轴与夹具体的配合尺寸为

2 夹具的定位误差分析

1) 轴向定位误差分析 (孔中心与端面尺寸56±0.1) :

a.基准不重合误差 ΔB。夹具的定位基准与工序基准重合, 所以 ΔB=0。

b.基准位移误差 ΔY。因是平面定位, 基准位移误差是可以忽略不计的, 所以 ΔY=0。

c.即轴向定位误差ΔD=ΔB+ΔY=0。

2) 径向定位误差分析 (孔中心与基准A的对称度允差0.12) 。工序基准A是轴线, 定位心轴的定位基准也是此轴线, 两个基准重合, 无基准不重合误差。只存在基准位移误差:

a.基准不重合误差ΔB。夹具的定位基准与工序基准重合, 皆为孔, 所以ΔB=0;

b.基准位移误差 ΔY。定位心轴水平放置时, 销与孔表面单边接触, 基准位移误差按以下公式计算, ΔY= (TD+Td) /2= (0.025+0.025) /2=0.025。

c.即轴向定位误差 ΔD=ΔB+ΔY=0.025。

结论:ΔD=0.025 小于对称度公差0.12 的1/3, 说明定位方案可行。

3 夹紧力的分析

钻孔的切削力比较小, M16 螺纹的许用夹紧力可达5000N以上, 超过切削力的需要, 如果仅从夹紧力的角度考虑可以选用较小的螺纹。但由于工件的定位孔较大, 心轴较粗, 从结构上综合考虑, 选用M16 螺纹是比较合适的。

4 结语

在实际生产中, 经常会遇到轴套类零件钻孔加工, 通常会用心轴定位加工。本例中也是利用心轴进行主要定位, 然后利用零件一段面作为次定位面。实践证明, 这种加工方法简单易行, 保证了加工精度, 这种夹具设计思路可作为类似套筒类零件的钻孔加工[2]。

摘要：文中通过轴套类工件加工工序内容分析、确定定位方案、选择定位元件、确定导向装置、选择夹紧机构、设计夹具体、进行定位误差分析及夹紧力分析, 介绍了轴套类零件的钻孔夹具的结构及设计方法。

关键词：轴套,夹具,设计

参考文献

[1]何理瑞.快速加工中心孔的专用夹具设计[J].机床与液压, 2014 (42) :57.