工裝夾具一般是在零件的機械加工工藝過程制訂好了之後，按照某些工序的具體要求進行專項設計的。制訂工藝的過程中，應充分考慮夾具實現的可能性，從而在設計工裝夾具時，如有必要也可以對工藝過程提出修改意見。
工裝夾具的設計質量，應按照能夠穩定地保證工件的加工質量，提高生產效率，減少成本，方便排屑，操作過程中安全、省力並且製造、維護更為容易等為其衡量的指標。
一、工裝夾具設計的基本原則
1、應滿足使用過程中，工件定位的穩定性和可靠性
2、應有足夠的承載或夾持力度，從而保證工件在工裝夾具上進行的加工過程
3、應滿足裝夾過程中簡單、快速的原則標準
4、應保證出現的易損零件必須是可以方便快速更換的結構，在條件充分的情況下最好不需要使用其它工具就能進行
5、應滿足夾具在調整以及更換過程中，重複定位的可靠性
6、應儘可能的避免複雜的結構、高昂的成本
7、應儘可能的選用標準件作為夾具的組成零件，減少特異零件的使用
8、應形成公司內部產品的系統化和標準化，方便統一和管理
二、工裝夾具設計基本知識
一個優良的機床夾具必須滿足下列基本要求：
1、保證工件的加工精度。保證加工精度的關鍵首先在於正確地選擇定位基準、定位方法和定位元件。必要時還需要進行定位誤差的分析，同時還要注意夾具中其他零部件的結構對於加工精度是否會出現影響，以確保夾具能夠滿足工件的生產加工精度要求。
2、提高生產效率的專用夾具的複雜程度，應該與之相關工件的產能情況相適應，應盡 可能的採用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便的同時，縮短輔助裝夾的時間， 從而提高生產效率，滿足生產需求。
3、在保證夾具工藝效能的同時，專用夾具的結構應著重追求簡單、合理、便於製造、裝配、調整、檢驗、維修等條件。
4、使用效能好的工裝夾具，應具備足夠的強度和剛度，操作簡便的同時還要保證省力、安全可靠等。客觀條件允許且又經濟適用的前提下，應儘可能的採用氣動、液壓等機械化的夾緊裝置，從而減輕操作者的勞動強度。工裝夾具還應該方便排屑，必要時可設定一些排屑結構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，最重要的是防止切屑積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統變形等影響。
5、經濟性好的專用夾具還應該儘可能的採用標準元件和標準結構，力求結構簡單、製造容易，從而達到降低夾具製造成本的要求。因此，在設計夾具時應根據訂單以及相關產能的情況對夾具的設計方案進行必要的技術經濟分析，以提高夾具在生產中過程中 所產生的經濟效益。
三、工裝夾具設計規範化概述
1、工裝夾具設計的基本方法與步驟
設計前要準備好工裝夾具設計的原始資料，其中包括以下內容：
a）設計通知單、零件成品圖、毛坯圖和工藝路線等相關技術資料。在瞭解各工序的加工技術要求後，制訂通用的定位和夾緊方案。還需瞭解前道工序的加工內容、毛坯情況、加工中所使用的機床、刀具、檢驗量具等，更需要注意相關工序的加工餘量和切削用量等；
b）瞭解零件的生產批次和對夾具的需用情況；
c）瞭解所使用機床的主要技術引數、效能、規格、精度以及與夾具連線部分結構的聯絡尺寸等；
d）夾具的標準料庫存情況。
2、工裝夾具設計考慮的問題
設計出的夾具一般結構相對單一，給人一種結構不是很複雜的感覺，尤其現在液壓夾具大行其道，使其原有的機械結構得到大大簡化，如果設計過程中不加以詳細考慮當前 情況可能會出現不必要的麻煩：
a）被加工件的毛坯餘量。造成毛坯尺寸過大，產生干涉。所以在設計之前一定要準備毛坯圖。留出足夠的空間。
b）夾具的排屑暢通性。設計時由於機床的加工空間的有限性，夾具往往被設計的空間比較緊湊，這時往往就會忽略在加工過程產生的鐵屑在夾具死角處存積，包括切屑液的流出不暢，給以後加工帶來很多麻煩。所以在實際之初就應考慮加工過程中出現的問題，畢竟夾具是以提高效率，方便操作為本的。
c）夾具的整體敞開性。忽略敞開性，造成操作者裝卡困難，費時費力，設計大忌。
d）夾具設計的基本理論原則。每套夾具都要經歷無數次的夾緊，鬆開動作，所以可能在開始都能達到使用者要求，但是加具應該有它的精度保持性，所以不要設計一些有悖原理的東西。即使僥倖當下可以，也不會有長久的持續性。一個好的設計應該經得起時間的錘鍊的。
e）定位元件的可更換性。定位元件磨損嚴重，所以應考慮更換快捷和方便。最好不要設計成較大的零件。
夾具設計經驗的積累很重要，有時設計是一回事，在實際應用中又是一回事，所以好的設計是一個不斷積累和總結的過程。
常用的工裝夾具按照功能性主要分為以下幾種：
01、夾模
定義：用產品外形定位裝夾的工具
設計要點：
1、此類夾模主要用於虎鉗上，其長度可以根據需要擷取；
2、夾模上可以設計其他輔助定位裝置，一般採用焊接方式連線夾模；
3、上圖為簡圖，模腔結構尺寸由具體情況確定；
4、在動模上的適當位置緊配直徑12的定位銷，定模相應位置的定位孔滑動配合定位銷；
5、裝配型腔在設計時需在無收縮的毛坯圖檔的外形面基礎上偏移放大0。1mm。
02、鑽孔、銑面工裝
設計要點：
1、如有必要，可在固定芯及其固定板上設計一些輔助定位裝置；
2、上圖為結構簡圖，實際情況需根據產品結構做相應設計；
3、汽缸根據產品大小和加工時受力情況而定，常用SDA50X50；
03、數控、儀表夾頭
A數控夾頭
內束夾頭
設計要點：
1、上圖未標識尺寸依據實際產品的內孔尺寸結構而定；
2、與產品內孔定位接觸的外圓在製作時需留單邊0。5mm的餘量，最後裝到數控機床上在精車到尺寸，防止淬火過程導致的變形和偏心；
3、裝配部分的材料推薦使用彈簧鋼，拉桿部分45#；
4、拉桿部分的螺紋M20為常用螺紋，可根據實際情況調整該螺紋
儀表內束夾頭
設計要點：
1、上圖為參考圖示，裝配尺寸和結構依據實際產品的外形尺寸結構而定；
2、材料使用45#，淬火處理。
儀表外束夾頭
設計要點：
1、上圖為參考圖示，實際尺寸依據產品的內孔尺寸結構而定；
2、與產品內孔定位接觸的外圓在製作時需留單邊0。5mm的餘量，最後裝到儀表車床上在精車到尺寸，防止淬火過程導致的變形和偏心；
3、材料使用45#，淬火處理。
04、試氣工裝
設計要點：
1、上圖是試氣工裝的參考圖，具體結構需依據產品的實際結構來設計，思路就是用盡可能簡單的方式密封產品，讓需檢測密封的部分充滿氣體來確認其密封性；
2、汽缸的大小可根據產品的實際大小來調整，同時也需考慮汽缸的行程是否能滿足取放產品的便捷；
3、與產品接觸的密封面一般採用優力膠，NBR膠圈之類具有良好壓縮量的材料，同時注意如有與產品外觀面接觸的定位塊儘量使用白膠類的塑膠塊並且在使用過程中蓋上棉布防止碰傷產品外觀；
4、設計時需考慮產品的定位方向，防止內漏的氣體憋在產品型腔內部而誤檢的情況出現。
05、衝孔工裝
設計要點：
上圖為衝孔工裝的常用結構。底板作用為方便固定在衝床的工作臺；定位塊作用為固定產品，具體結構按產品的實際情況而設計，中心點圍繞能方便安全的取放產品；擋板作用在方便產品從衝刀上脫離；支柱起固定擋板的作用。上述幾個部位的裝配位置和尺寸可按產品的實際情況設計。
06、焊接工裝
焊接工裝主要起固定焊接元件中各零部件的位置，控制焊接元件中各零部件的相對尺寸，其結構主要是定位塊，需根據產品的實際結構來設計。值得注意的情況在產品放置在焊接工裝上不得用工裝之間產生密封空間，防止焊接加熱過程中導致密封空間壓力過大影響零部件焊接後的尺寸。
07、拋光治具
08、裝配工裝
裝配工裝主要應用在元件的裝配過程中輔助定位的裝置。其設計思路為根據元件裝配的結構能便捷的取放產品，在裝配過程中不能損壞產品的外觀表面，在使用過程中能蓋上棉布來保護產品。在材料的選用上面儘量用白膠等非金屬材料。
09、移印，鐳射刻字工裝
設計要點：
根據產品實際情況的刻字要求來設計工裝的定位結構，需注意產品取放的便捷性，和產品外觀的保護，定位塊和與產品接觸的輔助定位裝置儘量採用白膠等非金屬材料。
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