工装夹具设计的基本方法和步骤.
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c) 零件在工装夹具中定位后的不振动原则： 提高支承和夹紧刚性，使得夹紧部位靠近零件的加工 表面，避免零件和夹紧系统的振动。
2-3-1 零件在夹具中定位后的夹紧三原则：
a) 零件在工装夹具中定位后的不移动原则： 选择夹紧力的方向指向定位基准（第一基准），且夹 紧力的大小应足以平衡其它力的影响，不使零件在加工过 程中产生移动。
b) 零件在工装夹具中定位后的不变形原则: 在夹紧力的作用下，不使零件在加工过程中产生精度 所不允许的变形，必须选择合适的夹紧部位及压块和零件 的接触形状，同时压紧力应合适。
2-3 零件的夹紧及工装的夹紧结构设计
零件在工装中定位后，一般要夹紧，使得零件在加工 过程中，保持已获得的定位不被破坏。零件在加工过程中， 会产生位移、变形和振动，这些都将影响零件的加工质量。 所以，零件的夹紧也是保证加工精度的一个十分重要 的问题。为了获得良好的加工效果，一定要把零件在加工 过程中的位移、变形和振动控制在加工精度的范围内。所 以，工装夹具的夹紧问题的处理，有时比定位Leabharlann Baidu计更加困 难，绝不能忽视这个问题。
定位基准的选择应该具备二个条件：
• 应该选择工序基准作为定位基准，这样做能够达到基准重 合，基准重合可以减少定位误差； • 应该选择统一的定位基准，不仅能够保证零件的加工质量， 提高加工效率，还能够简化工装夹具的结构（一般用孔和 轴作为定位基准为佳）。
• 如在进行夹具的工装设计时，工装设计人员在选择定位基 准时，先要看设计图的定位基准在哪里，再看工艺加工定 位基准（工艺规程上已确定）在哪里，这两者确定的定位 基准是否一致，若不一致时，则要通过计算，将设计基准 转化为工艺基准，但最终必须要保证设计的基准要求。
c)对定位元件的基本要求
在设计定位元件时，其基本技术要求为：精 度合适、耐磨性好、有足够的强度和刚度、工艺 加工性好、便于拆装等。
例如：某组件的装配焊接夹具的定位件选择， 按照要求应采取定位销定位的形式；其定位销与 零件的基准孔之间应留有一定的间隙，大小按零 件孔精度而定，不能人为的加严定位销的公差带； 同时，对选用45#钢和Cr12合金钢为材料的定位销， 必须进行调质热处理和淬火热处理，使之有足够 的强度和刚度，增强耐磨性，延长使用寿命。
工装夹具设计的基本方法和步骤
Prof. Dr. 陶学恒 大连工业大学机械制造（系）教研室
序言
• 工装是工艺装备的简称，工艺装备就是将零件加工 至设计图样要求，所必须具备的基本加工条件和手 段。工艺装备包含加工设备(标准、专用和非标准设 备)、夹具、模具、量具、刀具和工具等。
• 对工艺技术人员来讲，除了要消化设计图样和技术 要求后，进行产品零件加工的工艺文件编制及现场 生产服务外，还有一个重要的任务，就是要根据工 艺规程的要求，进行产品零件的加工、装配、焊接 夹具和检测夹具等工装的设计工作。
b) 常用的定位元件
• 常用的定位元件有支承钉、支承板、定位销、锥 面定位销、V形块、定位套、锥度芯轴等。 1）支承板多用于精基准平面定位； 2）定位销则用于以零件上的孔为基准时最常用的定 位元件，与零件的基准孔之间留有一定的间隙， 大小按零件孔精度而定； 3）定位套则用于以零件上的轴为基准时最常用的定 位元件，与零件的基准轴之间留有一定的间隙， 大小按零件轴的精度而定。
2-2-3 定位基准选择后应选择合适的定位元件
a) 零件的六点定位方法
• 零件的定位基准和工装的定位元件接触形成定位面，以实现 零件的六点定位（自由刚体的六个运动自由度）。
• 当然在大多数工装设计时，我们都不会采纳六点定位（三个 沿坐标轴移动，三个挠坐标轴转动），往往采取六点以下大 于二点以上的定位设计，这种定位设计不仅允许，而且还常 常被采用。根据经验，有两个以上的定位就可以起到定位作 用了。 • 另外在定位设计时，要注意不要因定位点太多（超过六点） 而造成过定位（重复定位），过定位会出现定位不稳定的现 象，将起反作用。
一般来讲，使用工装夹具的目的可以归纳为以 下四个方面：
a)可以稳定地保证零件的加工质量，减少废品率； b)可以提高零件的生产率； c)可以扩大加工设备的工艺范围； d)可以改善劳动者的劳动条件。
使用工装的最根本目的就是在保证产品零件的 质量稳定，满足技术要求的前提下，还要达到提高 产品零件的生产率，获得较好经济效益的目的。 所以，设计工装夹具不仅是一个技术问题，而 且还是一个经济问题，每当设计一套工装夹具时， 都要进行必要的技术经济分析，使所设计的工装夹 具获得更佳的经济效益。
2、工装夹具设计的基本方法和步骤
2-1 熟悉产品零件的技术要求， 确定工装夹具的更佳设计方案
在接到设计任务书后，要准备设计工装夹具所需要的 资料，包括零件设计图样和技术要求、工艺规程及工艺图、 有关加工设备等资料。在了解了产品零件的基本结构、尺寸 精度、形位公差等技术要求后，还要找出零件的关键和重要 尺寸（必须要保证的尺寸），再基本确定工装夹具的设计方 案。 一些重要的工装夹具的设计方案，还需要进行充分的讨 论和修改后再确定。这样，才能保证此工装设计方案能够适 应生产纲领的要求，是更佳的设计方案。
2-2-1 夹具上的定位基准的确定 每设计一套工装，都应该将零件的关键和重要 尺寸部位，作为工装夹具上的定位部位（定位设 计），还要确定理想的定位设计（精度设计），确 定主要的定位基准（第一基准）和次要的定位基准 （第二基准）。 第一基准原则上应该与设计图保持一致。若不 能保证时，则可以通过计算，将设计基准转化为工 艺基准，但最终必须要保证设计的基准要求。
专用夹具设计的基本要求
一个优良的机床夹具应满足以下基本要求
保证工件的加工精度 能提高生产效率 工艺性能好
使用性能好
经济性好
1、工装夹具的设计和使用目的
• 进行工装夹具的设计和使用，是能够使得 零件迅速而准确地安装于夹具中的确定位 置，夹具定位
• 安装于加工设备的确定位置。因此，使用 夹具加工零件时，能使零件迅速而准确地 处于加工位置，从而保证零件的加工质量 满足要求，这就是夹具在生产中得到广泛 运用的主要原因。
2-3-1 零件在夹具中定位后的夹紧三原则：
a) 零件在工装夹具中定位后的不移动原则： 选择夹紧力的方向指向定位基准（第一基准），且夹 紧力的大小应足以平衡其它力的影响，不使零件在加工过 程中产生移动。
b) 零件在工装夹具中定位后的不变形原则: 在夹紧力的作用下，不使零件在加工过程中产生精度 所不允许的变形，必须选择合适的夹紧部位及压块和零件 的接触形状，同时压紧力应合适。
2-3 零件的夹紧及工装的夹紧结构设计
零件在工装中定位后，一般要夹紧，使得零件在加工 过程中，保持已获得的定位不被破坏。零件在加工过程中， 会产生位移、变形和振动，这些都将影响零件的加工质量。 所以，零件的夹紧也是保证加工精度的一个十分重要 的问题。为了获得良好的加工效果，一定要把零件在加工 过程中的位移、变形和振动控制在加工精度的范围内。所 以，工装夹具的夹紧问题的处理，有时比定位Leabharlann Baidu计更加困 难，绝不能忽视这个问题。
定位基准的选择应该具备二个条件：
• 应该选择工序基准作为定位基准，这样做能够达到基准重 合，基准重合可以减少定位误差； • 应该选择统一的定位基准，不仅能够保证零件的加工质量， 提高加工效率，还能够简化工装夹具的结构（一般用孔和 轴作为定位基准为佳）。
• 如在进行夹具的工装设计时，工装设计人员在选择定位基 准时，先要看设计图的定位基准在哪里，再看工艺加工定 位基准（工艺规程上已确定）在哪里，这两者确定的定位 基准是否一致，若不一致时，则要通过计算，将设计基准 转化为工艺基准，但最终必须要保证设计的基准要求。
c)对定位元件的基本要求
在设计定位元件时，其基本技术要求为：精 度合适、耐磨性好、有足够的强度和刚度、工艺 加工性好、便于拆装等。
例如：某组件的装配焊接夹具的定位件选择， 按照要求应采取定位销定位的形式；其定位销与 零件的基准孔之间应留有一定的间隙，大小按零 件孔精度而定，不能人为的加严定位销的公差带； 同时，对选用45#钢和Cr12合金钢为材料的定位销， 必须进行调质热处理和淬火热处理，使之有足够 的强度和刚度，增强耐磨性，延长使用寿命。
工装夹具设计的基本方法和步骤
Prof. Dr. 陶学恒 大连工业大学机械制造（系）教研室
序言
• 工装是工艺装备的简称，工艺装备就是将零件加工 至设计图样要求，所必须具备的基本加工条件和手 段。工艺装备包含加工设备(标准、专用和非标准设 备)、夹具、模具、量具、刀具和工具等。
• 对工艺技术人员来讲，除了要消化设计图样和技术 要求后，进行产品零件加工的工艺文件编制及现场 生产服务外，还有一个重要的任务，就是要根据工 艺规程的要求，进行产品零件的加工、装配、焊接 夹具和检测夹具等工装的设计工作。
b) 常用的定位元件
• 常用的定位元件有支承钉、支承板、定位销、锥 面定位销、V形块、定位套、锥度芯轴等。 1）支承板多用于精基准平面定位； 2）定位销则用于以零件上的孔为基准时最常用的定 位元件，与零件的基准孔之间留有一定的间隙， 大小按零件孔精度而定； 3）定位套则用于以零件上的轴为基准时最常用的定 位元件，与零件的基准轴之间留有一定的间隙， 大小按零件轴的精度而定。
2-2-3 定位基准选择后应选择合适的定位元件
a) 零件的六点定位方法
• 零件的定位基准和工装的定位元件接触形成定位面，以实现 零件的六点定位（自由刚体的六个运动自由度）。
• 当然在大多数工装设计时，我们都不会采纳六点定位（三个 沿坐标轴移动，三个挠坐标轴转动），往往采取六点以下大 于二点以上的定位设计，这种定位设计不仅允许，而且还常 常被采用。根据经验，有两个以上的定位就可以起到定位作 用了。 • 另外在定位设计时，要注意不要因定位点太多（超过六点） 而造成过定位（重复定位），过定位会出现定位不稳定的现 象，将起反作用。
一般来讲，使用工装夹具的目的可以归纳为以 下四个方面：
a)可以稳定地保证零件的加工质量，减少废品率； b)可以提高零件的生产率； c)可以扩大加工设备的工艺范围； d)可以改善劳动者的劳动条件。
使用工装的最根本目的就是在保证产品零件的 质量稳定，满足技术要求的前提下，还要达到提高 产品零件的生产率，获得较好经济效益的目的。 所以，设计工装夹具不仅是一个技术问题，而 且还是一个经济问题，每当设计一套工装夹具时， 都要进行必要的技术经济分析，使所设计的工装夹 具获得更佳的经济效益。
2、工装夹具设计的基本方法和步骤
2-1 熟悉产品零件的技术要求， 确定工装夹具的更佳设计方案
在接到设计任务书后，要准备设计工装夹具所需要的 资料，包括零件设计图样和技术要求、工艺规程及工艺图、 有关加工设备等资料。在了解了产品零件的基本结构、尺寸 精度、形位公差等技术要求后，还要找出零件的关键和重要 尺寸（必须要保证的尺寸），再基本确定工装夹具的设计方 案。 一些重要的工装夹具的设计方案，还需要进行充分的讨 论和修改后再确定。这样，才能保证此工装设计方案能够适 应生产纲领的要求，是更佳的设计方案。
2-2-1 夹具上的定位基准的确定 每设计一套工装，都应该将零件的关键和重要 尺寸部位，作为工装夹具上的定位部位（定位设 计），还要确定理想的定位设计（精度设计），确 定主要的定位基准（第一基准）和次要的定位基准 （第二基准）。 第一基准原则上应该与设计图保持一致。若不 能保证时，则可以通过计算，将设计基准转化为工 艺基准，但最终必须要保证设计的基准要求。
专用夹具设计的基本要求
一个优良的机床夹具应满足以下基本要求
保证工件的加工精度 能提高生产效率 工艺性能好
使用性能好
经济性好
1、工装夹具的设计和使用目的
• 进行工装夹具的设计和使用，是能够使得 零件迅速而准确地安装于夹具中的确定位 置，夹具定位
• 安装于加工设备的确定位置。因此，使用 夹具加工零件时，能使零件迅速而准确地 处于加工位置，从而保证零件的加工质量 满足要求，这就是夹具在生产中得到广泛 运用的主要原因。