工装设计

李川2010年6月夹具（焊接、装配、机加）（专用）检具标准样件设计原则（核心）定位夹紧工件便于快速装夹和拆卸夹紧力的动力形式：人工、气动、液压、电磁便于设备加工或工人作业干涉分析与验证（工件、动作）便于调节、便于维修（易损件便于更换）联接方式（禁止永久式）考虑夹具磨损，留磨损量（选材与热处理）表面粗糙度选择表面处理方式选择及部位刚性与重量的矛盾解决柔性化设计、可扩展性标准化模块设计——组合夹具减少人员移动可旋转的焊接夹具防错设计要求基准与图纸重合、统一，包括同一工件在不同工装上的多次定位限制住所有自由度并避免过定位方式、方法定位形式及其精度与公差范围确定应是产品公差范围的1/5~1/10选择形状简单的特征点（线、面）部位特征稳定外形定位（几种典型）V型槽（定心不定高）U型槽（定高不定心）【可作工艺补偿】L形件内形定位（几种典型）圆柱销（不能定心，工艺补偿量小）菱形销（短对角线方向有工艺补偿量）锥形销（导向与定心）外形定位V型槽（定心不定高【图示状态】）圆形（红圆、绿圆）定心——左右定高——上下（中心与外形）外形定位U型槽（定高不定心）【可作工艺补偿】圆形（红圆、绿圆）与非圆形定心——左右定高——上下（外形）外形定位V型槽与U型槽组合可应用于U形管框的定位管径按公称尺寸设计外形定位V型槽与U型槽组合实际管径会有变化，变小（变大）时管子中心均往下降（上升），但降低（上升）的幅度不同。外形定位V型槽与U型槽组合管径变化1mm，90°V型槽定位的管子中心高度变化0.707mm，U型槽定位的管子中心高度变化0.5mm。管径变化1mm，90°V型槽定位的管子外形高度变化0.207mm，U型槽定位的管子外形高度无变化。内形定位菱形销（短对角线方向有较大工艺补偿量）为防止座椅组合后出现歪扭、倾斜座椅靠背应以肩部作为定位基准椅座应以前端作为定位基准工件的摆放姿态会影响定位方式选择夹紧部位确保工件受加工力后变形最小确保被加工部位精准定位，减少无效加工或产生报废夹紧力有效夹紧（避免夹紧力过小或易解除而失效）避免有害变形快速夹紧与解除快速夹具及原理借鉴快速夹具已有系列成熟产品，选择供方即可基本要求——原则所有合格的零部件都要能够正常装入检具千万不要以为这样检具的公差很大！实际上反而公差要求很严。因为加工必然存在公差，因此这里的所有并非100%（与检具的设计和加工精度有关），但必须尽可能减少误判。所有（100%）不合格的零部件都不能装入检具不宜在同一副检具且零部件处于同一个状态时检测多个要素，除非能满足相互间没有影响。检验对象实体状态、装配位置、定位方法（包括定位点的选择及位置）、固定方式以及与周边相关部件的关系检验项目，特别注意形状公差和位置公差检验标准——合格范围专项检验与组合检验减少误判（工作质量、人员技能）提高效率（工作效率）止通规原理（形状尺寸）【塞规】【极限量规】止通规原理举例通规止、止规通均为不合格外径检验推广——厚度、长度过端止端旋转检查思考题：内径检验止通规怎么设计？零件、焊缝两种形态工序件标准样件——以与工序件相同结构状态形式存在的标准样件。合格件标准样件极限标准样件不合格件标准样件典型的、易发生的检验用标准样件——用于检定检验工装和（焊接）夹具。【也是一种检具】表明某一工序零件完成加工后的状态可对该工序加工部位作特别标注提示对图纸和作业指导书的实物阐释指导和对比——应有两件极限样件（相当于尺寸的上下偏差）防锈、防变质、防变形处理或以照片形式表现与工件形状完全不同，刚性好不易变形只控制关键尺寸形状（外形、孔径、长度等）位置（孔位、孔距、角度等）用于检验加工夹具和检具防锈处理定期检定夹具定位尺寸孔类定位尺寸用轴定，即定位销定位段：d=（Dmin+0.5△）轴类定位尺寸用孔定，即定位孔定位段：D=（dmax-0.5△）中心距类定位尺寸：L=（Lmin+0.5△）±0.125△0-δd+δD0式中：Dmin——制件孔最小极限尺寸dmax——制件轴最大极限尺寸Lmin——制件孔距最小极限尺寸△——制件公差δd——定位销下偏差，可按IT6选用δD——定位孔上偏差，可按IT7选用检具尺寸孔类尺寸用轴检过端dmin=（Dmin+0.1△）止端dmax=Dmax0-δd0-δd式中：Dmin——制件孔最小极限尺寸Dmax——制件孔最大极限尺寸△——制件公差δd——检具下偏差，可按IT6选用检具尺寸轴类尺寸用孔检过端Dmax=（dmax-0.1△）止端Dmin=dmin+δD0+δD0式中：dmin——制件轴最小极限尺寸dmax——制件轴最大极限尺寸△——制件公差δD——检具上偏差，可按IT7选用检具尺寸中心距类尺寸L=（Lmin+0.5△）±0.063△式中：Lmin——制件孔距最小极限尺寸△——制件公差夹具设计核心原则虽然只有两点，表现形式却千变万化，不过万变不离其宗。在实际工作中不断摸索、实践、总结、提炼，丰富实际经验和提高设计水平。先进技术的吸收与尝试。吃透原理，适时应用与推广。不仅仅要知道怎么设计，更要知道为什么要这么设计。还有一个难点在于公差计算（形状、位置），需结合实际（零件尺寸、设备加工精度等）考虑。