工装夹具介绍检具设计
Tooling and Fixing 检具设计 简介 一、 定义：Tooling——顾名思义，就是专门设计制造的辅助机械部件、模具、工具、治具、检具或设备，即机械制造过程设备。（用于检验产品零部件或整机性能的检验工装和用于关键部件的尺寸或形状检验工装均属一流工装，由产品设计人员设计，检验部门负责保管为提高生产效率，方便加工，保证质量，所用工装为工艺工程师设计的二次工装，由生产部门负责保管）夹具专门设计的机械机构或部件，用于机械制造中夹紧工件，以确保加工或装配过程的准确可靠实施。（一般由工艺工程师设计） 检具——为满足特殊零件的尺寸检测或形状确认以及整机性能测试而专门设计的工具、机械部件或测试设备。（绝大多数由工艺工程师设计，少数由设计师设计。）由于工装、夹具和检测工具通常是针对特定产品或零件加工步骤设计的，因此它们基本上是单件生产，用途不同等等结构体。一本讲义很难解释，所以本讲义不会详细讨论结构设计，而是重点介绍工装夹具的技术基础、设计思路和设计案例检具设计。至于模具（如橡胶模具、注塑模具、吹塑模具、吸塑模具、滚塑模具、挤出模具、压铸模具、冲压模具（冲孔模具、成型模具、弯曲模具、切边模具、成型模具等）冷挤压模具、粉末冶金模具、失蜡铸造用蜡模等）其设计方法是自成体系。本文将不讨论。压铸模、冲压模（冲孔模、成型模、折弯模、切边模、定型模等）冷挤压模、粉末冶金模、失蜡铸造用蜡模等）其设计方法是自行设计的。包含的系统。本文将不讨论。压铸模、冲压模（冲孔模、成型模、折弯模、切边模、定型模等）冷挤压模、粉末冶金模、失蜡铸造用蜡模等）其设计方法是自行设计的。包含的系统。本文将不讨论。
环保、安全、维护等因素。在选择热处理和表面处理方案时，重要部位还必须考虑检验方法、运输和包装等因素。2、根据整机成本要求，综合平衡零件设计的材料选择、热处理表面处理设计及相关考虑。3、根据整机成本要求检具设计，零件的批量大小，加工设备的能力，考虑零件的形状和加工方法之间的平衡。4、重要零件需要考虑必要的检测方法和技术条件（专用工装、样机等）。5.零件设计应考虑装拆的方便性（即 有足够的拆卸空间，尽量使用常用工具，并符合人体工学设计）。6、考虑安全性、可靠性和环保性要求（防火、人身安全、绝缘等级、重金属危害等）。7、应考虑通用化和标准化的要求（可借件尽量借用，材料选用尽量采用现有品种或适销对路的品种，标准件尽量采用现有规范、检测方法和技术条件（表面处理、热处理、粗糙度等）尽量采用标准的传统方法或要求）。考虑安全、可靠性和环保要求（防火、人身安全、绝缘等级、重金属危害等）。7、应考虑通用化和标准化的要求（可借件尽量借用，材料选用尽量采用现有品种或适销对路的品种，标准件尽量采用现有规范、检测方法和技术条件（表面处理、热处理、粗糙度等）尽量采用标准的传统方法或要求）。考虑安全、可靠性和环保要求（防火、人身安全、绝缘等级、重金属危害等）。7、应考虑通用化和标准化的要求（可借件尽量借用，材料选用尽量采用现有品种或适销对路的品种，标准件尽量采用现有规范、检测方法和技术条件（表面处理、热处理、粗糙度等）尽量采用标准的传统方法或要求）。
8、对于批量生产的零件，必须考虑材料的可加工性。9、必须考虑产品的包装和运输条件。工装、夹具、检具设计 总结：工装、夹具、检具用于提高机械产品批量生产的效率，保证机械产品的质量稳定性，从而达到降低产品生产成本的目的. 因此，工装、夹具、检具的设计和制造必须无条件地服从这一宗旨。工装、夹具、检具一般都是单件成套生产，但使用时间一般较长。模具工装主要考虑使用寿命和维修条件。夹具的主要考虑因素是易于使用、安全、高效和可靠。检查工具主要考虑方便、可靠、维护方便。鉴于以上原因，工装、夹具、检具的成本设计应让位于安全性、效率、可靠性、寿命、易用性等。 由于设计原因，尽量使用成熟的标准件（如导柱、导套、紧固件等）、弹簧、五金、油缸、液压缸、标准模架、快速夹头等）。主要零件的设计应仔细设计金属材料的匹配和热处理的种类（如：调质、高频、渗碳和淬火、渗氮和淬火）和硬度的选择。尤其应考虑防止热处理后零件变形。摩擦部位应考虑硬度匹配和必要的润滑措施。表面处理应根据零件的功能（镀锌、镀镍、镀亮铬、阳极氧化、硬质阳极氧化、导电阳极氧化、镀硬铬、发蓝等）精心设计镀层的厚度和类型。
三、工装夹具检具设计人员要求的技术基础工装、夹具、检验工装设计的技术基础是基于丰富的实践经验，熟悉机械制造加工技术的知识各种加工方法，熟悉常用量具的应用，看到一个零件就可以立即反映该零件的制造方法，它的加工步骤是什么，用什么量具或设备进行检测。工装夹具、检具设计人员还应具备一定的机械传动、气液传动知识，能熟练使用各种标准件和通用产品样品。只有这样，才能设计出符合实际需要的产品。工装和装夹 一个不了解塑料材料特性、注塑技术和注塑机，不了解金属材料特性和切削加工特点，不了解热处理表面处理应用的人，我们很难想象一下，他可以独立设计出合理适用的注塑模具。不了解手工钣金工艺的人，不了解板材表面处理方法的人，不熟悉金属材料焊接知识的人，不熟悉切割工艺的人，不熟悉热处理工艺的应用，不了解金属材料特性的人，不了解冲床工作原理的人，很难想象他能设计出合格的冲孔模具。一个不熟悉各种切削机床的操作和加工特点的人，一个不了解被加工零件的定位知识的人，一个没有基本钳工技能的人，不了解基准和基准的概念的人六点定位原理，不懂用焊接方法的人，不懂常用五金件应用的人，不懂机械装配知识的人，不懂热处理表面处理的人治疗，
没有常用量具和测量设备使用经验的人，没有钳工基础的人，不了解表面处理识别流程的人，没有机械零件和整机设计加工的人. 一个处理基准和测量基准概念的人是不可能设计出一种使用方便、可靠、准确的专用测量夹具。综上所述，设计合格的工装、夹具、检具需要丰富的实际生产经验。任何走捷径的想法都是不切实际的，只能老老实实向生产线上有经验的工程师和工人学习。能吃苦，吃苦耐劳（面对面，模拟设计，做笔记），认真思考，善于总结，并为生产需要而着急。只有思考工人的想法，才能成长为合格的模具设计师。四、工装夹具基本要点检具设计机械零件的装夹方式为直接对中，装夹效率低，对中精度高；适用于单件、小批量、形状简单的工件。下图中的四爪卡盘本身就是一种夹具，但属于通用夹具。千分表测头 千分表 将千分表测头置于工件圆周面上，将传动箱置于空档，用手转动四爪卡盘，当工件的旋转中心与机床四爪卡盘的中心不重合时，时分表的指针会跳动。此时，调整四爪相对于卡盘中心的位置。及时转动卡盘，观察千分表的指针，直到指针基本不跳为止。圆盘的旋转中心基本重合，即可开始车削过程。
工件圆周面上的四爪卡盘千分表测头带动刨刀缓慢前进，将千分表测头轻轻压在工件侧面，调整工件位置使工件的侧面尽可能与滑枕的运动方向平行，一旦满足平行要求，在滑枕往复运动时，千分表指针应处于静止状态或仅轻微晃动。至此，工件加工前的调整工作完成。划线、对位、夹持通用性好，但效率低，精度不高；适用于单件、小批量、形状复杂的铸件。将标记针对准红线，将传动箱置于空档，用手转动夹头，观察针尖与红线重合，分别调整四个夹爪相对于夹头中心的位置，直至针尖始终与夹头对齐。夹头旋转一次时夹头的中心。红线基本重合。此时工件的旋转中心与机床卡盘的旋转中心基本重合，即可开始车削加工。钳工所画的修正线，是将已划线的工件放置在机床工作台上。使用划线器检查校正线与工作台平面的平行度，并根据实际情况在工件底部用垫片调整工件。用针绕工件一周前的工件高度，针尖始终与校正线重合。此时，工件具有比较均匀的毛坯余量。夹具装夹操作简单、高效，易于保证加工精度。适用于各种生产类型的齿轮定位芯轴夹具加工。将夹具安装在开槽机上，然后将齿轮一个一个地装入夹具并拧紧。齿轮成型。在工装夹具中定位后零件不运动的原则选择夹紧力的方向指向定位基准（第一基准），
零件在夹具中定位后不变形的原则。在夹紧力的作用下，零件在加工过程中不会产生精度不允许的变形。必须选择合适的夹紧位置，并调整压板与零件的接触状态。, 施加适当的压力。零件在夹具中定位后的无振动原理保证了支撑和夹紧系统的刚性。装夹位置应尽可能靠近零件的加工区域，以避免零件和装夹系统的振动。一般来说，对于粗加工用的夹具，选择较大的装夹力，主要考虑零件不运动的原则，而用于精加工的夹具，选择较小的夹紧力，主要考虑零件的不变形和不变形。振动原理。基准的概念用于确定零件上其他点、线和曲面的位置所基于的那些设计基准。设计图纸上使用的基准是设计基准。(图片) 工艺基准 加工、测量、组装过程中使用的基准。定位原点 加工过程中用来定位工件的原点称为定位原点。(图片) 表面是工件的定位基准。定位基准分为：a、粗基准b、精基准c、辅助基准d、主基准e、附加基准测量基准用于在加工过程中或加工后测量工件。装配基准用于确定零部件在装配过程中在产品中的相对位置所使用的基准。4、六点定位是加工中极其重要的问题。要深刻理解并牢牢掌握定位原理，熟悉常用的定位方法。深刻理解定位不足和过度定位的概念，正确分析和处理定位不足和过度定位的相关问题。六点定位是机械加工中极为重要的问题。要深刻理解并牢牢掌握定位原理，熟悉常用的定位方法。深刻理解定位不足和过度定位的概念，正确分析和处理定位不足和过度定位的相关问题。六点定位是机械加工中极为重要的问题。要深刻理解并牢牢掌握定位原理，熟悉常用的定位方法。深刻理解定位不足和过度定位的概念，正确分析和处理定位不足和过度定位的相关问题。
深刻理解定位误差的概念，能够正确计算定位误差。六点定位原理 任何未定位的工件在空间直角坐标系中都有六个自由度。工件定位的任务是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件六点定位原理是指利用六个支撑点分别限制工件的六个自由度，使工件在定位轴上的步长在空间中确定的方法。齿轮装配基准。上图为工件空间自由度及工件六点定位5、 定位与装夹的区别 加工自由度是指工件在空间中位置的不确定性。这里必须特别注意区分定位和夹紧的概念。工件一旦被夹紧，其空间位置就不能改变，但这并不意味着它的空间位置是一个确定的位置。装夹是为了保证工件的位置不因外力而改变。例如，将一块板状工件放在平面磨床的磁性工作台上，转动磁性开关后，工件被夹紧并固定其位置。但是，工件放在工作台上的什么位置是不确定的。它可以放置在位置或2位置。"点"是什么意思 六点定位原理中是限制工件自由度的要素，不应解释为机械上的接触点。例如下图所示的板状工件放置在工作台上，工件被限制为三个自由度，并定位在三个点上。但实际上，工件和工作台之间可能存在多个接触点。6、 工件需要限制多少个自由度？需要限制哪些自由度？这完全取决于加工工艺要求。将下图所示的板状工件放置在工作台上，工件被限制为三个自由度，并定位在三个点上。但实际上，工件和工作台之间可能存在多个接触点。6、 工件需要限制多少个自由度？需要限制哪些自由度？这完全取决于加工工艺要求。将下图所示的板状工件放置在工作台上，工件被限制为三个自由度，并定位在三个点上。但实际上，工件和工作台之间可能存在多个接触点。6、 工件需要限制多少个自由度？需要限制哪些自由度？这完全取决于加工工艺要求。
上图a为长方体工件上平面铣削的过程，需要方向上的高度尺寸和上平面与下平面的平行度，所以只有一个自由度（下平面定位）必需的。上图b表示铣削了一个通槽，除X方向外，其他5个自由度（即底面和长边）必须受到限制。如上图c所示，在同一个长方体工件上铣削键槽对三个坐标轴的运动和旋转方向的尺寸和相互位置有要求。因此，在这种情况下，必须限制所有六个自由度，即完全定位。如上图d所示，在球体中心钻一个通孔，定位座为球面。不需要限制三个坐标轴的旋转自由度。因此，限制行动自由就足够了。上图e与b对比，图e为圆柱形工件，图b为长方体工件。虽然都是铣通槽，但加工内容和要求是一样的。但是在加工定位时，图b中的定位基面是一个底面和一个侧面，而图e只能用外圆柱面作为定位基面。只需要将Z 旋转限制为Z 运动，Y 旋转到Y 运动限制为4 个自由度。如果加上图f的加工要求，铣削的通槽和下端槽需要对中。虽然它们的定位基面仍然是外圆面，但是图旋转自由度的限制需要总共5个自由度才能正确。从以上几种情况的分析可以看出，一般来说： 为保证一个方向的加工尺寸，需要限制1-3个自由度。
保证两个方向的加工尺寸需要限制4--5个自由度。需要限制6个自由度以保证三个方向的加工尺寸。特殊的例外，例如在球体上铣削平面，需要限制一个自由度，在圆柱体上铣削平面，需要限制两个自由度。7、 工件四种定位方式完全受限的定位称为完全定位。根据加工要求，当定位件的定位不受一个或几个自由度限制时，工件不完全定位和不完全定位的六个自由度在下列情况下允许使用，称为不完全定位。绕对称轴旋转的自由度不受限制。过平面工作时，除了不限制沿两个贯穿轴位置的欠定位工艺的加工要求外，还应限制工件的自由度，不受限制。在确定工件定位方案时，绝对不允许定位不足。工件的相同自由度由两个或多个支撑点复制的定位称为过定位。过定位的几个常见例子可以通过两种方式消除过定位及其干扰： 提高工件定位面与定位元件之间的位置精度，减少或消除过定位引起的干扰；改变定位元件的结构以消除重复受限的自由度。上图是改善定位的措施。如果工件的定位面已经加工过，定位面和定位是否允许，要根据具体情况具体分析。一般情况下，如果工件的定位面是未经加工的粗糙面，或者虽然已经加工过但仍然很粗糙，则不允许过度定位。定位面和定位是否允许，要根据具体情况具体分析。一般情况下，如果工件的定位面是未经加工的粗糙面，或者虽然已经加工过但仍然很粗糙，则不允许过度定位。定位面和定位是否允许，要根据具体情况具体分析。一般情况下，如果工件的定位面是未经加工的粗糙面，或者虽然已经加工过但仍然很粗糙，则不允许过度定位。
定位元件的尺寸、形状、位置都做得更加精准流畅。过定位不仅对工件加工面的位置和尺寸影响不大，而且可以增加加工时的刚性。此时允许过度定位。常用定位元件可以限制的自由度8、常用工装夹具的类型和精度制造的平均经济精度是基础，从而保证夹具的制造成本较低。夹具设计中常用的类型和精度如下表所示： 9、工具、夹具、标准件在检具设计中的应用在夹具和夹具的设计中，我们经常使用螺母、螺栓、紧固件，如垫圈、圆柱销、锥形销、和弹簧。国家有专门的标准。所以应该是设计时的首选，要学会检查标准。夹具内装有零件的波动因素，零件在夹具内加工时切屑能顺利排出。夹具必须考虑如何保持油源和气源的位置。部件的快速更换应考虑维修的方便性。. 是否需要调整定位元件的位置（利用偏心元件的可靠性。夹具的强度和刚度应足够考虑零件毛坯的实际尺寸与图纸尺寸的偏差以及一批毛坯中卡的尺寸会造成液压或气动驱动清洗的影响。注意某些问题。固定装置应具有足够的强度和刚度。11、型检治具大多以产品整机或元件功能测试台的形式出现。
颜色检测模型、表面质量检测模型和各种检测治具等。检具设计概述尺寸和形状检测工具广泛应用于机械零件、冲压件、焊接件、注塑件等的在线检测和检测机械零件。非标螺纹环规、各类非标合格规（塞规）、各类曲面检验模板、R角检验模板、角度检验模板、各类孔塞规等常用检验工具. 范围内的扭矩数据转换为千分表的刻度。常用测量方法1.使用通用量具、仪表、三坐标测量机（CMM）等，属于一般测量方法，不属于检具范畴。2.光度限规（只能通过量规、塞规）和模型检测，非标件属于检具范畴。3. 检测夹具（包括测量支架）一般用于检测夹具。4. 使用自动或半自动测量仪器、检测机等检具设计，其中非标准件属于检测工具类。什么情况下需要使用检具1.小批量、零件简单、精度低、常规量具。2. 量大、精度低、工艺稳定、随机抽检或简单的检验工具。3.批量大，精度低，不稳定的过程和检查工具。4. 需要大批量、高精度、100%检验和检验工具。检具设计 五个原则： 拥有并可以实现检具加工和测试的基准。（包括加工基准和测量基准，可用于检具的后期修正和定期校准） 有一个恒定而准确的定位基准，以保证检具的重复性和再现性。
制造成本低，耐磨，稳定性好。操作方便（包括产品取放和检查、夹具操作、搬运等）。检具设计时，除了以上四个基本原则外，还要考虑能够满足产品和工艺质量的分析功能。例如：产品配合面、密封面、配合面、对位面、孔/槽等。也就是说，检测功能满足产品质量控制的要求。五、夹具设计案例介绍：车床夹具设计实例为车床在“涡轮箱”零件加工过程中设计了一个专用夹具。二、 定位方案和定位组件 1.确定定位方案 2. 同时保证蜗杆孔中心轴与蜗杆孔中心轴的距离，减少定位误差，采用φ46H7/g6配合，即倒角芯轴尺寸为φmm . 安装后轴线与夹具特定中心轴线的垂直度公差不大于0.01mm。00（3）支撑钉两根支撑钉在夹体上排列在同一高度且位置不低于旋转中心（相对于角铁支撑板），两支撑钉之间的距离支撑钉应尽可能大（分别靠近工件的两端）。轴线与夹具特定中心轴线的垂直度公差不大于0.01mm。00（3）支撑钉两根支撑钉在夹体上排列在同一高度且位置不低于旋转中心（相对于角铁支撑板），两支撑钉之间的距离支撑钉应尽可能大（分别靠近工件的两端）。轴线与夹具特定中心轴线的垂直度公差不大于0.01mm。00（3）支撑钉两根支撑钉在夹体上排列在同一高度且位置不低于旋转中心（相对于角铁支撑板），两支撑钉之间的距离支撑钉应尽可能大（分别靠近工件的两端）。
为保证蜗杆孔中心轴线到端面N（144mm72mm）的垂直度要求，将两支支撑钉安装到夹体上（见装配图）后，在车床上进行加工与夹体（汽车托钉端面）一起保证其突出长度的高度公差不超过0.01mm。2、夹紧装置（1）夹紧机构夹紧机构采用丝杠夹紧机构。为使机构简单，在定位芯轴上直接加工螺纹。按类比方法，选用M20螺纹满足强度要求。（2）压板压板结构如图所示。本夹具采用圆边压板，保证压板轮廓不超过工件宽度。压板边缘是敞开的，可以方便快捷地将工件从夹具上取下。3、具体的夹具应根据被加工件的尺寸、角铁的尺寸、配重的安装和车床的最大车削直径来确定其径向尺寸。4、辅助装置（1）平衡器因为工件和夹具上的部件相对于机床主轴的旋转轴是不对称的，即离心惯性的合力不为零（ΣF=mrω2 0），所以如果你想平衡它，你需要在那里旋转给body添加一个平衡质量（即配重），
1.杠杆臂零件图 2.杠杆臂加工工艺分析（1）加工要求） 工件结构比较不规则，臂刚性不足，加工孔φ10mm位于悬臂结构，对孔精度和表面粗糙度要求较高，因此工艺规范分为钻孔、扩孔、铰孔等多道工序。由于这个过程中两个孔的位置关系是相互垂直的，不在一个平面上，所以钻完一个孔需要翻转90度再钻另一个孔，所以必须设计成翻转式钻夹具。二、定位方案和定位元件 1.确定定位方案 2.选择定位元件三、
方向键应设置在夹体底部。方向键已标准化，可从JB/T8017—1999 直接选择。4.夹具专用五、夹具总图1—夹具专用2—圆柱销3—偏心轮支架4—偏心轮5—活动V直角扭簧安装器1手柄材质：45头零件热处理：HRC=42~48 直角钩卡槽 直角钩卡槽可采用线切割或电脉冲加工或铣削如图（如图），以保证槽宽尺寸，以及然后使用塞焊工艺（三点）焊接一块与铣削零件形状相同的铁。直角钩槽斜面用钳子夹住扭簧安装器的头部槽，移动扭簧头直至到达装配位置。扭簧安装器2注意头部设计注意头部设计注意头部设计注意头部设计注意头部型扭簧安装器2的加工方法与扭簧安装器1类似，加工方法类似于扭曲弹簧安装程序 1。
非标扭力扳手在顶部打孔，装上合适的钉子，达到扳手的扭力。上图为非标扭力扳手示意图。在改变压缩弹簧内径的前提下改变弹簧线径会发生变化。扳手的扭矩。扳手可视为一种非标专用装配工具，在螺钉装配有扭矩要求时投入生产线。扳手经扭矩测试仪检查后，可作为测量螺钉装配扭矩的专用检查工具。按键寿命测试台（功能性专用工装） 该测试台专为产品按键的寿命测试而设计。从某种意义上说，这个工具也可以看作是一个检查工具。面板安装座电机按钮工装安装及工作原理1、 将面板安装座、接触杆座总成、滑块座总成安装到按钮试验台底板上。2、 然后将电机组件和凸轮座组件安装到位，但不要拧紧螺丝3、 将面板安装在面板安装座上（注意按钮垂直向下），使用面板安装压板压紧（注意不要用力使用，以免压坏面板）。4、 调整面板和触控杆组件的位置，直到触控杆的硬胶头对准待测按键并轻轻接触，然后拧紧面板压板螺丝，完成定位面板的。同时，拧紧接触杆座组件安装座上的定位螺丝，完成接触杆安装座组件的定位（检查接触杆伸缩是否灵活）。5、 拧紧滑块底座组件的安装螺丝，从后向前推动滑块，直至滑块前端与按钮杆后端贴合，并保持不动。6、 移动凸轮组件，调整凸轮组件与滑块组件之间的距离，以获得凸轮旋转一圈和触摸杆按下按钮所需的合理行程。调整后，拧紧凸轮座总成安装螺钉。
7、 安装电机总成和连接轴，完成电机总成和凸轮总成的机械连接。8、 接通电源，调节电机转速达到每分钟120转的要求，从而达到按钮棒每分钟按下按钮120次的设计指标。9、 试验台运动原理：电机转动，凸轮转动（圆的上半部分），滑块向前移动，触摸杆向前移动，按钮向下推动，完成一次有效按压。电机转动，凸轮转动（圆的下半部分），按钮接触杆在弹簧的作用下复位，滑块复位，按钮复位。按键：有上、下、左、右、中央五个按压点。焊接工装。焊接工件在工装上的情况。这是工件在工装上的情况。模具的基本材料是铸铝，部分由钢板加固。聚氨酯橡胶压头钢（螺纹）加强板检具设计 检查时外壳工装的内侧。检查过程中检查棒工装的状况。上面的检测工具用于检测零件每个重要表面的相对位置。检验合格为OK，否则为NG。工装以铸铝（时效）为基本材料，轴套为黄铜或锡青铜，检测轴材质为45钢，热处理：HRC=42-46 大题应该已经分为三部分来解释，但考虑到这三个零件设计的技术基础是相同的，即有一定的机械零件设计基础，对普通机械加工方法有初步的经验，对热处理表面处理工艺有一定的了解，有初步设计基准、工艺基准、检验基准和六点定位概念，对常用量具和测量方法有较好的理解，对一些简单的工装夹具检验有初步接触和使用经验，并具有动手能力一个初级的钳工能力，有了以上的基础，我想我可以尝试设计工装夹具。本讲义讲设计思路、技术基础和一些案例介绍，只是想把对工装感兴趣的年轻朋友带入工装夹具。检具设计只是门，难免会有很多错误，所以不能覆盖全世界。所谓“师父带门，自己修行”，如有失望请见谅。本文部分信息来自互联网。谢谢
