給初入夾具設計行業者的一封指導書
夾具設計規則挖掘技術研究.pdf
面向夾具設計過程的知識建模方法與應用.pdf
淺談高職機床夾具設計課教學目標設計.pdf
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「我是夾具俠003」
【 前 言 】
一種氣門搖桿軸支座工藝及工裝夾具設計圖
一
一個設計人員必備的知識及掌握程度要求
? 機械零件加工工藝——熟練
?機械製圖——熟練
?公差配合——熟練
?夾具定位原理——熟練
?光潔度選用——熟練
?熱處理及表面處理選用——熟練
?液壓與氣動元件選擇與管路配設（含密封）——熟練
?Solidworks、Autocad軟體使用——熟練
?成本觀念（技術經濟原則）——熟練
?定位誤差分析。——熟練
?夾緊機構——熟練
?材料選用——熟練
?加工過程自動化——了解
?廠內現有設備加工能力與檢測能力——了解
二
工裝夾具設計製造流程
第一步：方案階段
（一）整理和歸檔必要信息
整理和歸檔必要信息是正確理解客戶需求和順利設計的基礎。確定以下信息並歸檔：
1.產品圖紙（2D,3D檔）；
2.配合機床型號，是立式加工中心？卧式加工中心還是車床？立加的話，需要轉檯（四軸）嗎？轉檯什麼品牌？什麼規格？尾座需要我們提供嗎？
3.工作台大小，行程，安全空間多大（最大可容納夾具範圍，特別注意Z軸有無加高）？
4.機台最大載重多少？
5.是手動或氣動或油壓夾具？是高壓還是低壓系統？
6.接油方式如何？機台中心出油呢？還是機台頂部供油？還是保壓式？需要幾進幾齣油路？
7.分油器需要我們提供嗎？需要幾通路的？什麼品牌的？如果客戶提供，那它的分油器是什麼品牌的？安裝尺寸和方式如何？幾通路的？
8.液壓站我們提供嗎？（若我們不提供，客戶液壓站供油壓力範圍多大?）
9.客戶方聯繫人是誰？職務？聯繫地址？電話？手機？E-mail？
10.客戶工藝要求（加工內容、前道工序狀態）清楚嗎？
11.客戶提出定位點、夾緊點、氣密點要求了嗎？
12.客戶提出液壓元件品牌要求了嗎？（若有，什麼品牌？）
13.方案圖提交日期如何？
（二）方案討論
有效的方案討論是體現團隊力量的最佳表現形式。群策群力，設計出最能符合客戶要求和具有說服力的方案。
一般包括：
1.定位確定了嗎？可行性怎樣？
2.夾緊方式確定了嗎？可行性怎樣？
3.估算夾緊力了嗎，夾緊力足夠嗎？
4.元件型號選擇合適嗎，有無考慮成本？
5.最後確定夾緊機構。（原則上力求機構簡潔有效）
（三）方案圖繪製
方案圖是描繪定位、夾緊、與機台連接、接油等方式的技術交流載體。方案圖不宜過於詳細，交代清楚上述承載信息即可。注意以下事項：
1.方案圖繪製結束後，根據檔案管理員所編製的圖號命名；
2.圖面列清：
a.配合機床品牌，工作台大小，行程
b.夾緊力源形式。（手動，氣動，液壓還是保壓）
c.客戶提供部件要用醒目字樣標出。
d.列出主要市購品名稱和品牌。
e.主要機構名稱。
f.定位原理和定位方式。
g.夾緊方式。
h.主要外形尺寸標註。
i.夾具數量。
j.一次幾工位。
k.主要加工內容。
（四）方案圖修改
客戶在收到方案圖後，會提出一些意見和建議或該變初步的方式。根據新的要求，再次列出存檔。注意不要刪除原先的檔案。很多時候客戶在修改過N次後又回到初步的方案上。這一點請謹記。
第二步：組裝圖階段
（一）繪製組裝圖
組立圖(3D、2D)中包括結構細化、運動極限位置推演計算、油路(油管)布置、部件相互空間位置排布、標準部品選型、運動部件間隙處防屑處理、容易排屑處理和主要受控尺寸標註。這一步是夾具設計的關鍵步驟。
1.結構細化。
a.定位檢查。定位限制自由度分析，防止欠定位和過定位。
b.定位誤差評估。定位誤差分析，一般夾具總誤差不大於工件最高精度的1/3。
c.夾緊力計算和夾緊機構可靠性評估。夾緊力計算以實際壓頭處鎖緊力為準， 且不可忽視力在機構中傳遞時會有變化效應。由此來最終選定油壓元件型號。另外，夾緊機構應有較好的耐磨性能和穩定性能。
d.結構強度評估。夾具結構應足夠強壯來對抗切削扭矩。整體結構力線應閉合。
e.工藝性考慮。機構設計應充分考慮工藝性，最大限度容易加工、裝配、測量。比如：空間角度定位塊，若分解成兩個角度來設計，可大幅降低加工成本和調試、調整時間。又如，壓頭和壓臂分開等將易損件最大限度分離出來，使易損件成本最大限度降低。再如，易損件更換時盡量不動其它部件。以方便維修和更換易損件。
f.標準部品選擇的成本觀念。夾具零部件，盡量採用標準品。
2.機構推演。
運動機構的各極限位置和運動軌跡，需要進行3D模擬，主要目的是評估機構的運動可行性和防止干涉。
3.油路布置、各零部件位置排布及油路在組裝圖中的示意。
整體設計前應對油路布置和各零部件位置排布關係大致做到心中有數。這樣能起到事半功倍的效果。而不應在各部件設置完成後才考慮油路布置。另外，油壓迴路中若需要節流閥、減壓閥、增壓器、油壓指示表、蓄能器、方向控制閥（手動開關或無泄露閥）時，也應提前考慮在內。油路排布及各元件位置應在組裝圖中示意。以便與組裝配管。
4.防屑處理和容易排屑處理。
防屑處理主要應用在各運動間隙部位。如不能妥善處理，容易產生卡死現象。一般處理方式有：軸孔配合處，設置防塵圈、受空間限制時可酌情用O型環（安裝槽需要放大公差）代替。平面配合處，可用優力膠片（適當加裝襯托片）處理。
容易排屑處理的原則是：加工屑盡量少的留在夾具內，尤其是座金上嚴禁有鐵屑存積。一般處理方式為：設置排屑斜面、加裝適當鈑金。同時要兼顧經濟原則，以實用有效為宜。從這個角度來說，採用暗藏式管路才是上策。
5.在2D組立圖上應該標註出：主要受控尺寸和主要組裝形位公差。以便於組裝後檢測。
6.將客戶提供的刀具圖待入3D進行模擬，確定有無干涉。
（二）組裝圖審核
組立圖繪製完成後，需要讓客戶進行審核。為了便於客戶審核，將3D圖轉e-drawing格式、Autocad（2D）格式和夾具工作及放鬆狀態的照片格式文件。通常需要注意AutoCAD文件的版本需要另存為AutoCAD2000版本，以防客戶版本低不能打開文件。
（三）組裝圖修改階段
一般客戶在收到待審核組立圖後，會根據自己的觀點和理念對「組裝圖細節提出意見或建議。針對這些信息，應當以「讓客戶滿意」為原則進行修改。需要特別指出的是，當感覺客戶對「待審核組裝圖」的設計思想和理念沒有完全理解時，要與客戶及時溝通說明。客戶承認並簽字回傳後，方可進行下一步工作
第三步：拆分零件圖與發圖前準備工作階段
（一）拆分零件圖
拆分零件圖主要包括：尺寸標註、形狀和位置公差標註、光潔度要求標註、技術要求編製、材料選用。需要注意以下事項：
1.形狀和位置公差和光潔度標註以適度夠用為宜，過嚴要求將會增大加工難度。比如：需等高部件，可標註先留餘量，然後配磨。這樣會比加嚴各單件尺寸的加工效率提高許多。
2.材料選用。焊接類部件及不承重的部件，採用A3鋼；承重部件，採用45＃鋼調質處理（HRC30-33）；定位銷、需滑動配合的部件、座金等的工作表面，需要淬火到HRC52-55。一般採用SKD11。此種材料的價格較貴，而此類部件基本都屬易損件。出於製造成本和維修成本考慮，應該最大限度分解此類部件的體積。比如：座金可分解成墊片+墊高塊形式。
（二）「材料明細表」和「市購品明細表」編製
同一套夾具的「材料明細表」和「市購品明細表」圖號應一致。「市購品明細表」，當需要在出圖前定製標準部品時。應編製「出圖前市購品明細表」。在編製「市購品明細表」時，應在備註中註明「已購」字樣。以防重複。
第四步：零件圖會簽和審核
零件圖在發工前，先由同事間檢查會簽。會簽後交主管審核。主管審核通過後，蓋章發工。
第五步：組裝、檢測、合模階段的跟蹤支持
1.檢查組裝是否正確。
2.檢驗夾具能否達到預期設想。如有問題，要及時解決。
3.檢查夾具與液壓站的連接。
第六步：圖面、客戶資料整理並存檔
夾具合模完成後，整理出3D、2D檔案。和客戶所提供作為設計依據的所有信息一併交資料室文員存檔。至此，設計工作流程基本結束。
第七步：加工過程確實依零件圖紙取料及按標準加工工序進行加工
加工過程必須要有過程檢驗及完成品精測的過程。方可交由組裝人員進行組裝。
第八步：組裝人員依夾具總組立圖對每個零件進行組裝前的清潔工作。
液壓內藏油路需要徹底清洗吹凈，方可組裝。以防管路殘留鐵屑導致液壓缸損毀。經由用戶提供的合模工件。合模完成之後要在加工件上做明顯記號並拍照存查，方能裝箱出貨。
第九步：配合安裝調試人員到客戶廠配合的重點
1.夾具裝箱時的吊裝工作要考慮吊裝變形及運送過程中的震動造成的變形。
2.夾具上機床前的基板底面與工作台的清潔配合工作要確實。
3.安裝調試人員嚴格禁止操控用戶的機床。
4.必須要確認加工件是否與合模工件有差異。（一般客戶會有幾套模具）
5.教育培訓用戶操作人員的基本理念。嚴禁操作人員任意調整液壓元件（尤其是順序閥和增壓器）。
6.確認液壓源的規格和實際供油壓力。
結 語
在每套夾具完成後，回顧一下，這套夾具在總體規劃和各個細節上有什麼值得今後注意或改進的地方。並作一個備忘錄。這樣隨著日積月累，設計水平才會不斷提高。
（以上為正文）
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資 料 庫 部 分 展 示
（上下滑動查看）
1.某薄壁細長外花鍵軸加工工藝研究
2.CA6140車床尾座加工夾具
3.連桿銑槽夾具
4.焊接夾具
5.組合夾具設計圖
6.法蘭盤工序及鑽孔夾具設計
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29.機械推拉式夾具模型
30.短軸鑽孔夾具設備
……
圖紙、論文、方案
2000多份資料不一一列舉
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